地理信息技術在油田安全生產管理中的應用

摘要：探討GIS技術用于油田安全生產管理的實施方式與方法，并對系統的功能作了較詳盡分析。

關鍵詞：GIS MapInfo Delphi ASP 數據庫 圖形庫 視頻 音頻

油田生產安全監控系統是二級單位關鍵裝置要害為對象，在局內網上建立具有可視化信息發布、信息、應急監控指揮等功能的應用信息系統。系統包括一個總控中心和若干個分控中心。

1 油田安全生產管理現存在的問題

點多面廣是油田地面建設的特點，大的關鍵裝置有聯合站、原油庫、煉油廠、天然氣處理廠、液化氣站等重點裝置群，其設備的運行有的已有20年左右，每年都有設備的改造和更新，加之以前管理不規范，歷年來的改造資料不能及時更新，手工做這些事情相當困難。手工進行數據檢索，由于數據量大，信息分散，檢索效率很低，幾乎不可能根據所存數據進行綜合分析；隨著圖紙的借閱和修改，圖紙容易破損，修復的代價較高。因此，在石油行業，利用現代化的辦公手段，對這些圖形、圖象信息進行有效的保存、應用及監控安全生產的呼聲越來越高。現在我們利用地理信息系統（GIS）技術可以較好地解決以上問題。

2 系統特點和結構

2.1 安全監控系統包含油田生產單位和關鍵裝置要害部位的基本信息、平面布置、生產工藝流程、設備設施、安全網絡、應急預案等，并通過音頻、視頻、圖片、圖形、文字、表格進行顯示，采用先進數據庫和地圖完成監督管理各項工作。

2.2 系統采用最新互聯網絡技術。所有信息放置在總控中心或分控中心的WEB服務器上，實現統一的網上發布，在網絡暢通條件下，用戶端不需要任何插件就可以獲取相關信息。

2.3 采用地圖信息可視化技術；實現安全監督管理信息與地理空間屬性結合，通過系統可全面了解油田主要設施、重點設備在空間的分布狀況，并可在地圖上直接獲取安全信息。

2.4 采用層次化結構；整個系統包括油田、關鍵裝置要害部位二級數據層次，含30余個基礎數據表，系統采用了Oracle數據庫進行統一的管理。

2.5 運用仿真三維模擬技術實現對重點部位的監督管理。

2.6 ASP動態網頁編輯技術；可進行網上遠程動態數據維護和更新，便于維護系統。

3 系統的篩選與組合

3.1 系統運行環境 軟硬件環境選擇直接關系系統研制以及今后推廣使用，通過對當前市場主流GIS平臺進行比較，主要考慮性能價格比、售后服務及技術支持、系統可擴展性、漢化程度等因素，結合油田地面建設現狀的實際情況而定。硬件方面，由于油田各二級單位都有大量的高檔微機及計算機網絡，為了充分利用這些設備，可以不添加硬件設備。

3.2 光柵圖的矢量化 首先，采用Photoshop軟件測量工具，先測一下光柵圖框水平方向的傾斜角，轉畫面中功能中的設定角度，此時光柵圖就扶正了。還可利用Photoshop軟件進行多張光柵圖的拼接。

其次，利用方正智繪地理信息系統軟件的矢量化功能進行河流、湖泊、大壩及等高線的矢量化（平滑一下）。筆者認為全部用矢量化軟件得出的結果不能令用戶得到良好的視覺效果。在此環境中也可進行多張光柵圖的精確拼接并可把光柵圖與大地坐標配準。

最后，把光柵圖及部分矢量化的內容都調入MapInfo軟件中進行手工二維平面圖的錄入編輯工作。

3.3 系統采用基于MAPINFO的C/S與B/S結合的Intranet/Internet框架結構

MapXtreme 是基于Internet/Intranet的地圖應用服務器。它采用標準的TCP/IP協議，通過HTTP進行文檔和文件傳輸，在瀏覽器端為標準的HTML語言，從而保證了與客戶端瀏覽器的無關性。支持分布式服務體系結構是MapXtreme的一個重要的特性。MapXtreme支持分布式結構的重要因素在于它的良好的開放性。因為它能與任何標準的Web Server相連，MapXtreme與WebServer的連接是通過應用服務器完成的，如Microsoft的ASP。一個Web Server可以任意掛接多個MapXtreme地圖應用服務器。MapXtreme的Server可以自動維護和協調WebServer和多個MapXtreme之間的請求響應關系，無須用戶編程解決。

客戶機系統是指在客戶機端沒有或者有很少的應用代碼。在以往的終端和主機的體系結構中，所有系統都是客戶機系統。現在隨著Internet技術以及ActiveX技術的出現，客戶機系統又重新出現。MapXtreme采用的是三層結構，三層結構包括客戶機、客戶機/服務器以及服務器。客戶機具有用戶接口，進行數據的顯示，客戶機/服務器負責應用處理過程，服務器端只進行數據的管理工作。這種體系結構使得應用系統能夠在客戶機和服務器端實現共享，或者運行在一些中間平臺，一般稱之為“應用服務器”。應用服務器能夠進行大量的數據分析工作，因此減少了網絡的阻塞。在MapXterme的工作方式下，所有的地圖數據和應用程序都放在Server端，客戶端只是提出請求，所有的響應都在Server端完成，只需在Server端進行系統維護即可，客戶端無須任何維護，大大降低了系統的工作量。

Web Server：提供在Internet/Intranet上的WEB服務，接受用戶的請求，并執行相應操作，給用戶返回信息。

MapXtreme：接受用戶對地圖的請求，進行相應操作，返回結果地圖。通過Internet/Intranet發送到用戶。MapXtreme可以通過SpatialWare從中心數據庫獲得地圖數據，因為數據庫中的數據可以不斷更新，用戶能獲得最新的地圖信息。

SpatialWare：能夠把復雜的MapInfo地圖對象存入大型數據庫中，并能為其建立空間數據索引，從而實現在數據庫服務器上實現對屬性數據和空間圖形對象數據進行統一的管理。

MapInfo Professional：系統管理員可以對地圖數據和屬性數據進行日常維護，可以通過SpatialWare把這些數據保存到Oracle大型數據庫中。管理員也可以用第三方開發語言Delphi+MapX來定制應用程序，并通過SpatialWare與中心數據庫Oracle進行數據通訊。普通用戶可以使用MapInfo Professional通過ODBC從中心數據庫中獲得地圖數據，進行編輯、修改及查詢，然后保存回中心數據庫中。用戶對數據庫的訪問權限由系統管理員設定。

4 系統主要功能

①用戶權限控制；②基礎數據的查詢與管理；③安全監督管理；④應急處理：應急預案、滅火預案、事故模擬計算等；⑤遠程監控與指揮；⑥電子地圖管理可進行各種地圖分析；⑦三維圖形。

隨著信息可視化技術、互聯網絡技術以及多媒體技術的發展，GIS技術的應用逐漸走向成熟，它可以給油田安全生產的監控提供比較良好解決方案，使得GIS應用領域迅速擴大。而油田由于其關鍵裝置所處地域分布廣泛、管轄的設備量大的特點，它可借鑒上述經驗很好地同GIS技術結合，把管理中大量的地理數據和屬性數據進行綜合管理，使油田地面建設系統的信息化管理邁入現代化行列。