GIS系统在物探生产中的应用及发展趋势分析

物探专业在石油行业中占有很重要的地位。石油物探的生产是以野外地震勘探为前提的，各种地面公共设施（包括油、气集输管网、通讯线路、供电线路及泵站、公路、铁路等）和自然条件（河流、湖泊、城镇等）与地震勘探开发有着密切关系。将地面地理信息、地面生产信息及地下地质信息在同一应用平台上有机地结合起来，是石油物探人员共同关心而未获很好解决的问题。现在我们利用地理信息系统（GIS）技术可以较好地解决以上问题。

　　1 GIS的基本特点及发展趋势

　　GIS（Geography Information System，地理信息系统）作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科正在兴起和急速发展，它融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息，并实现了地理位置和相关属性的有机结合，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

　　近年来GIS技术发展迅速，其主要的源动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求，以及许多计算机领域的新技术，如Internet技术、面向对象的数据库技术、三维技术、图像处理和人工智能技术在GIS中的应用。下面是GIS的最新发展趋势。

　　(1)WebGIS。GIS技术和Internet技术的融合，正逐渐形成一种新的技术，我们称之为WebGIS。和传统的基于Client/Server的GIS相比，WebGIS具有更广泛的访问范围、更好的平台独立性、更低的系统搭建成本和更加友好的用户界面。
　　(2)GIS协助海量数据管理。GIS系统的数据量极其巨大，传统的基于文件的管理方式显然不能处理这些问题，而利用面向对象的数据库技术，可建立一种真正的Client/Server结构的空间信息系统，这不仅可以解决海量数据的存储与管理等问题，也解决了多用户编辑、数据完整性、数据安全机制等许多问题，将给GIS的应用带来更广阔的前景。

　　(3)高分辨率遥感与GIS结合。高分辨率的遥感影像已逐渐应用到商业领域当中，其最高精度可以达到1m左右，它带来了数据采集和数据更新上的一场革命，以GIS为核心的高分辨率遥感影像与GIS、GPS（全球定位系统）的集成,，使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。 　　(4)三维GIS与虚拟现实。三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求。三维GIS和二维GIS相比，可以帮助人们更加准确真实地认识我们的客观世界。现在，三维GIS可以支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题。

　　目前，GIS在油田生产中应用还不多见。我们把GIS应用到油气地震勘探上，即具有大量图纸资料的油田主要部门，具有重要的现实意义。

　　2 主要思路

　　GIS系统在物探行业具有广阔的应用前景，同时它又是一个庞大的系统工程，涉及到很多专业和部门，必须在统一的组织和协调下，通过分工协作、分步实施来完成。辽河物探公司在2000年就开始了GIS方面的应用研究，并明确了将传统的MIS系统与具有信息可视化功能的GIS系统相融合，在具有广泛应用基础的WEB平台下搭建公司生产信息平台的思路。

　　我们首先利用Mapinfo的桌面地理信息平台建立了物探专业图件绘制系统，实现了基于数据库和SPS文件的专业图件自动绘制，应用于实际生产中，取得了良好的应用效果。
　　随后，我们又引入了WEBGIS平台，增加了媒体形式和信息内容，增强了系统的交互能力，实现了勘探成果的可视化管理、动态生产信息的可视化查询和基于可视化对象的信息分析。

　　3 系统基本结构
　　4 系统特点

　　（1）系统管理大量的各种图形数据以及与地图有关的油田属性数据，为各种地图及属性数据的管理、查询、分析等GIS操作提供统一平台。

　　（2）系统实现地图的浏览打印的同时，实现对地图及数据库的查询、检索和统计分析以及图和数据库的双向互查互动，提供对数据分析的专题地图制作等。
　　（3）系统运行于网络环境，可供多用户同时使用，充分实现资源共享；同时充分考虑数据的安全性，客户对数据的访问采用许可制，经授权的客户只可访问属于自己权限的地图。同时使客户访问与系统维护分离，保证数据的安全可靠。

　　（4）在网络环境系统利用网络服务器实现地图数据的多用户共享，用户访问不限制数量。在系统数据维护更新时，运行中的客户端程序会自动更新数据。

　　（5）系统界面直观，操作简单方便。

　　5 系统功能

　　（1）地图浏览。对本系统管理的各类地图，在授权允许的情况下可以打开地图，进行各项操作，如地图显示、缩放、漫游、测距、鹰眼、打印等。

　　（2）多源数据的融合能力。系统提供多种数据类型转换接口，可将ARC/INFO、AutoCAD、Mapinfo等数据格式直接转入，系统除提供文本文件交换格式外，也可按目前常用的GIS数据格式存储输出（如mif、dxf格式），这种双向转换功能及避免了数据的重复采集又提高了系统的适用性。同时，系统支持栅格图和卫星遥感照片。
　　（3）图层管理。系统按类型分类采集、存储、管理地图数据，符合行业习惯。开放式的图层配置文件，为用户定制专用的查询类别提供便捷的服务。通过图层显示控制，可把用户的视点聚焦于某类特定的信息。

　　（4）勘探成果数据和生产动态信息的可视化。在勘探生产信息中，约有90％以上的信息是与地理因素有关的，并且大部分信息可以用图形、图像等多媒体形式进行表示，本部分主要是根据查询条件，基于数据库信息生成满足条件的测线、工区、井位等可视化的图形信息，并实现与地形图、构造图、卫星遥感图片等的任意叠加，生成各类专题图件。

　　（5）从专业图形对象到与其相关联的信息的挖掘。通过选择满足条件的可视化对象，可以查看与之相关联的数据库信息、专业图件、多媒体信息和专业文档。如通过点击某工区可以查看该工区的部署信息、设计信息、生产施工细节、完成情况、典型剖面，以及班报、成果文件等专业文档。

　　（6）通用灵活的查询方式。选择图形查数据，以数据条件查图形，两种方式给客户提供了极大的方便。实现信息库信息检索，检索条件可以任意组合，并可以根据需要灵活加入地理范围限制，根据查询结果信息类型的不同，可以提供报表、图形、多媒体等多种信息表现方式，与地理信息有关的查询结果可以以专题图的形式显示，并可以作为一个专题图层进行保存，另外，所有定义好的查询都可以进行保存，以便在需要的时候直接调用。系统还可显示可视化的分类查询界面，模糊查询、复合查询扩大了查询搜索的范围。

　　（7）物探专业图件的绘制。系统可绘制地震勘探中各阶段的图件，如：勘探部署图、设计图、竣工图等。可生成物理点分布、覆盖次数、表成调查等专业图层，并可以制作图头、边框、比例尺、图例等，方便制作物探专业图件。

　　（8）多媒体技术的溶入。多媒体管理技术的使用，丰富了系统的表现力。照片、图纸、文档、视频、音频各类信息表达方式交相辉映、相得益彰。

　　（9）实现灵活的、个性化的工作空间定制。用户可以根据自己的需要灵活定制工作空间。

　　6 几点心得

　　(1)图件方面，首先是不同比例尺地图的衔接问题，图件更新替换问题，以及不同投影、不同坐标系的转换问题。这些问题的认真解决是GIS系统成功的基础。矢量图在GIS系统非常重要，但图件的矢量化工作非常繁重，效率低，有时利用栅格图、卫星遥感照片不失为一种快速可行的办法，但栅格图的配准问题，卫星遥感照片的几何纠正、辐射纠正问题，这些问题都或多或少地影响到系统的准确，而某些问题的解决还要依赖遥感技术的发展。
　　(2)数据收集方面，数据工作量巨大，一个成熟的GIS系统，70～80％工作为数据收集工作，因此踏实于基础工作，是GIS系统成功与否的关键。

　　(3)就某一特定地区，或某一特定功能，或某些特定用户，走组件式道路，不失为一种既经济又实用的方式，组件式、模块化GIS系统，应是GIS发展的一个方向。

　　7 结　语

　　通过了几年的努力，物探公司GIS系统在生产中已发挥出了他不可替代的作用。GIS系统是宏大的综合系统，内容越丰富，覆盖面越广，越能发挥其作用。但内容越丰富，覆盖面越广就意味着大量的、复杂的基础工作，而且现实世界各种信息是在不断变化的，数据更新问题将时刻伴随着我们，从某种意义上讲，GIS系统是永远不可能完成的。因此，需要我们不断的努力，不断的改正、完善。深入地开发应用必将给油田带来十分可观的效益。

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