基于SuperMap的油氣勘探信息網絡化管理方案

付吉林 孫志華 許曉宏 彭剛

摘要： 在長期的石油勘探工作中積累了包括地震、 測井以及地質等方面的大量資料，將GIS技術應用于勘探數據的管理中可以有效提高資料的管理水平和使用效率。探討了以SuperMap體系平臺為基礎構建勘探信息網絡化系統的架構和關鍵技術。本系統的實施方便了石油勘探部門的日常工作，提高了工作效率。

關鍵詞： 油氣勘探； GIS； SuperMap； 網絡化； Ajax； 組件

中圖分類號：文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2012）04-70-03

Management scheme of oil and gas exploration based on SuperMap

Fu Jilin1, Sun Zhihua1, Xu Xiaohong2, Shao Yanlin2

（1. China?National?Petroleum?Corporation?International?(Niger)?Ltd. 2. School of Geosciences, Yangtze University）

Abstract： Through long-time oil exploration, a large amount of materials are accumulated including seismic, logging, and geological data. The application of GIS technology in management of exploration data can effectively improve the management level and efficiency. Based on the SuperMap platform system, the architecture of the exploration information network system, as well as its key issues and key technologies in the practical application, are explored in this paper. The system can help oil exploration departments to process daily work and improve their work efficiency.

Key words： oil-gas exploration； WebGIS； SuperMap； networking； Ajax； component

0 引言

在長期的石油勘探工作中，油田單位積累了大量的地震、 鉆井測井和其他地質方面的資料。這些數據正以指數趨勢逐年增加，如何有效管理和利用這些數據，從而提高石油公司的勘探效果和效益，正確制定石油公司的經營策略，已經成為擺在人們面前重要而迫切的任務[1]。為此各油田都在幾年前啟動了勘探開發數據庫項目。但是，這些數據庫只是建立在傳統的關系數據庫管理系統上，對于與空間信息密切相關的勘探數據，這種處理方式顯然不是最好的。更理想的方案應該是通過地理信息系統平臺實現這些資料的有效管理。事實上，在用 GIS 管理地質、地球物理勘探數據方面，國內外已有不少成功的例子。

SuperMap是北京超圖軟件股份有限公司開發的，它包含組件式GIS開發平臺、服務式GIS開發平臺、嵌入式GIS開發平臺、桌面GIS平臺、導航應用開發平臺以及相關的空間數據生產、加工和管理工具，產品門類齊全，功能強大，覆蓋行業范圍廣泛，滿足各類信息系統建設的要求，并已深入到國內各個GIS行業應用領域[2]。

1 體系結構

通過需求分析我們得知，油氣勘探信息網絡管理系統既要能夠進行復雜的交互完成數據處理和維護，又要以簡單的界面提供檢索和查詢功能，這兩種需求是相互矛盾的。目前，系統主要有兩種架構模式：客戶/服務器(C/S)模式和瀏覽器服務器模式(B/S)。C/S結構具有較強的事務處理能力，能夠實現復雜的工作流程，但是需要安裝客戶端程序，分布能力弱，不能進行快速安裝和配置。B/S結構在任何時間，任何地點，任何系統下，只要有瀏覽器和網絡就能訪問數據，隨時隨地的進行業務瀏覽和查詢，但是操作基本以鼠標來完成，功能弱， 不能實現傳統模式下的特殊功能。因此，將兩種模式結合起來不失是一種更合適的選擇。在C/S模式下實現面向專業人員的數據處理和數據維護功能，在B/S模式下實現面向更廣大普通用戶的查詢和檢索功能。

C/S部分主要有三部分：數據庫服務層、業務邏輯層和用戶層。數據庫服務層管理勘探數據，成果數據按不同的業務邏輯存放于不同的SQL Server數據庫中。業務邏輯層是實現GIS功能的主要場所，該層主要包括SuperMap Objects的核心組件和空間數據庫引擎SDK+。SuperMap Objects是大型全組件式GIS開發平臺，提供了空間數據采集、入庫、顯示、編輯、查詢、分析和制圖輸出等GIS核心功能。SDK+使大型關系型數據庫一體化存儲空間數據和屬性數據成為可能，并具有海量數據管理能力，支持多用戶并發訪問。用戶層根據用戶的需求調用業務邏輯層提供的中間件開發出相應的功能，并和用戶交互，完成業務流程。

圖1C/S架構

B/S部分主要有四部分：數據庫服務器、GIS服務器、Web服務器和客戶端。數據庫服務器與C/S模式下配置相同；GIS服務層是實現GIS功能的主要場所，該層主要包括GIS服務器、集群服務等SuperMap IS .NET的核心組件。系統所提供的GIS功能支持瀏覽器模式下所需的GIS功能；Web服務器是基于Windows NT 操作系統的，它由IIS（因特網信息服務器）來建立，并通過ASP.Net（動態服務器網頁）和ActiveX DLL（動態連接庫）來處理用戶請求?？蛻舳酥饕ㄟ^HTML和JavaScript來實現。

圖2B/S架構

本系統的用戶需求如下[3]：

⑴ 遠程使用：數據保存在服務器上的SQL Server數據庫中集中管理，既有圖形數據，也有文檔數據。用戶需要通過局域網或Internet對數據庫進行訪問，進行數據更新或者數據訪問。

⑵ 多用戶訪問：系統必須具備能夠承受多人同時在線的能力。系統應該有相應的機制實現并發訪問。

⑶ 實時交互： 這是運程系統必須考慮的一個問題，系統應給用戶一個良好的用戶使用體驗，對系統提出請求后，系統響應應該花費少量的時間，即用戶能實時地查詢、瀏覽所需的資料。

根據用戶需求，有兩點需要考慮：

⑴ 客戶端與Web服務器的交互。

用戶的請求首先需要在頁面提交。那么，首先要創建交互的頁面。目前，動態頁面創建技術主要有：PHP（超文本預處理程序），ASP（動態服務器頁面）及JSP（Java服務器網頁)三種。

PHP是跨平臺的服務器端嵌入式腳本語言，但是與我們選用的Windows平臺結合不緊密。ASP是一個WEB服務器端的開發環境，利用它可以產生和執行動態的、互動的、高性能的WEB服務應用程序，并采用腳本語言VBScript（JavaScript）作為自己的開發語言。它支持所有的瀏覽器。JSP 是由Sun公司開發出來的一種動態網頁制作技術，在Serverlet和JavaBean的支持下，可以完成功能強大的站點程序?？紤]到系統是基于Windows平臺的，我們最終選擇了ASP技術。

⑵ Web服務器與數據庫的接口。

目前，訪問數據庫的技術主要有ODBC（開放數據庫連接）、DAO（數據訪問對象）、RDO （遠程數據訪問）和ADO（ActiveX 數據對象）幾種。ODBC技術為訪問不同的SQL 數據庫提供了一個共同的接口。DAO是建立在 Microsoft Jet 數據庫引擎之上的連接到Access面向對象的接口，是連接Access數據庫最快、最有效的方法。RDO是使用底層數據存取對象（DAO）來實際進入數據庫。OLE DB是建立于ODBC 之上，并將此技術擴展為提供更高級數據訪問接口的組件結構，與ODBC 相比，它可為廣泛的數據存儲服務。ADO是建立在OLE DB之上的，不僅能夠訪問關系型數據庫，也能訪問非關系型數據庫，是上述技術中間最快速的數據庫訪問中間層，而且與ASP技術有很好的結合。因此，我們在數據庫連接上選擇ADO數據庫訪問技術。

2 關鍵技術

2.1 用組件技術分離勘探數據處理模塊

雖然SuperMap Objects為用戶提供了強大的功能，但這些功能是遠遠不夠的，比如：在格式支持上，雖然SuperMap提供了對眾多軟件格式的支持，但是對于勘探數據中的一些格式（CGM，SGY）還是不能支持，我們必須對SuperMap Objects進行功能擴展。為了降低開發的難度和效率，把勘探數據處理的功能獨立出來開發不失是一種好的策略。因此，我們用組件封裝該功能模塊。不同語言編寫的程序在封裝成模塊之后可以重復利用。

目前，主流的組件技術標準主要有兩種：微軟的COM/ActiveX和Sun 公司的Java/ JavaBeans. COM ( component object model，組件對象模型)[4]。微軟在COM的基礎上提供了ActiveX控件、ActiveX DLL和ActiveX EXE組件。就技術支持情況來看，Netscape不支持ActiveX 控件，ActiveX 文檔在服務器端的配置太復雜，而ASP 可以直接調用ActiveX DLL。所以我們最終選擇ActiveX DLL技術來處理勘探數據。

2.2 用Ajax交互式網頁客戶端技術

傳統 Web應用模型的運行流程為：用戶的操作觸發提交HTTP請求，Web服務器接到請求后執行相應操作，然后返回一個HTML頁面給客戶端，這個過程不斷重復直到用戶退出[5]。整個過程任務都排隊處理，后一項動作要等待前一步完成之后才會執行。在大流量的勘探數據傳輸過程中，傳統的Web應用模型顯得處理不夠流暢，嚴重的延遲帶來了非常不理想的用戶體驗。所以，必須選用能夠異步通訊的web應用模型。

圖3模型對比圖

Ajax應用模型不同與傳統模式的異步應答模式。與傳統的Web應用相比，Ajax最大的優點是頁面無刷新，在頁面內與服務器通信，并且給用戶的體驗非常好。同時，使用異步方式與服務器通信，不需要打斷用戶的操作，具有更加迅速的響應能力。再者，可以把以前一些服務器負擔的工作轉嫁到客戶端，利用客戶端閑置的能力來處理，減輕了服務器和網絡的負擔。并且Ajax的原則是“按需取數據”，可以最大程度的減少冗余請求，和響應對服務器造成的負擔。其主要原理是通過在客戶端與服務端之間引入Ajax引擎（Ajax Engine），消除Web 的開始-停止-開始-停止這樣的交互過程。 它的核心是XmlHttpRequest對象。Ajax就是通過這個對象來向服務器發異步請求，從服務器獲得數據，然后用JavaScript來操作DOM而更新頁面。這種特性決定了它能夠勝任頻繁交互，即時響應的操作環境[6]。兩種模式的對比如圖3所示。

3 結束語

近年來，信息的飛速發展，促進了石油勘探技術的進步。同時，隨著網絡技術和GIS技術的發展，石油公司在勘探效果和效益方面得到了明顯的提高，也越來越注重在數字油田上的建設。本系統實現了石油勘探數據的處理和信息查詢，并已在海外石油部門成功應用，為系統更廣泛地推廣奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 皮聲洪,張德忠,張立群.地震勘探數據整理與石油數據銀行文集[M].石油工業出版社,2001.

[2] 理解SuperMap IS .Net .北京超圖地理信息技術有限公司,2007.

[3] 葉青,徐冉斌,馬旬等.基于Internet 與GIS的石油勘探數據查詢系統[J].北京師范大學學報,2002.6:759

[4] 朱紹文,陳緒君,熊偉等.COM 及其發展[J].計算機工程, 2001.9:1

[5] 畢振頗,劉志勤. Ajax在基于NC機網絡中的應用[J].計算機工程,2007.12(24):124

[6] 鐘廣銳.基于Ajax和Supermap IS.NET 2008的WebGIS開發[J].地理空間信息, 2009.2:12