中國石油地理信息系統數據建設思路及進展?

孫崇亮 大慶 油田設計院

中國石油地理信息系統數據建設思路及進展?

孫崇亮 大慶 油田設計院

數據是地理信息系統的核心研究內容及系統運行的核心要素，對項目建設質量起著至關重要的作用。中國石油地理信息系統項目數據建設內容包括基礎地理數據和與空間位置關系密切的業務數據。項目數據建設方案主要通過項目采購和項目收集兩種方式實現，其中基礎地理數據以采購為主，業務空間數據則主要以收集的方式完成，具體數據類型包括矢量數據、屬性數據和元數據等。數據采購作為項目的基礎底圖，數據收集作為用戶應用的主要部分，已經建設的數據量達到10 T，未來將會達到80 T的數據量。

中國石油地理信息系統；數據建設；思路；進展

1 項目簡介及數據建設的重要性

地理信息系統（Geographic Information System, GIS）是20世紀60年代由加拿大的Roger F.Tomlinson和美國的Duane F.Marble分別提出并迅速發展起來的一門新興學科[1]，它是將現實世界的各類空間數據，以一定的格式在計算機中進行輸入、存儲、空間分析、結果輸出、更新的跨學科綜合技術系統，包括計算機硬件系統、軟件系統、空間數據和系統管理人員等部分。經過近50年的發展，國際上GIS已經進入以商業化模式為典型特征的用戶時代，我國GIS經歷了準備與起步、發展和產業化3個階段。地理信息系統在應用方面呈現出了企業化、大眾化、全球化等特征。

中國石油地理信息系統建設范圍包括中國石油總部、8個專業分公司及其所屬地區公司，業務范圍覆蓋了中國石油上游生產到下游銷售的各個環節，為中國石油從勘探開發等上游業務到油氣銷售、石油工程技術服務等下游業務提供空間信息的存儲、管理、分析、展示等功能，并基于統一的空間基準與空間信息服務平臺實現業務數據的空間集成與共享。中國石油地理信息系統項目作為空間信息方面的唯一統建系統，具有輻射帶動作用，經過近2年的項目試點及推廣建設，現已完成了中國石油總部、勘探與生產、天然氣與管道、工程建設等分公司的系統開發、數據收集與入庫等工作，平臺上線后正試運行。

數據是地理信息系統的核心研究內容和要素，對項目建設質量起著至關重要的作用。中國石油地理信息系統項目數據建設內容包括基礎地理數據和與空間位置關系密切的業務數據。基礎地理數據主要包括建設單位管轄范圍的地形、地貌、地面設施的空間數據及相關基本屬性數據；專業數據指與中國石油業務相關的、具有空間特性的數據。該類數據均屬于以空間信息為主要載體的數據，是GIS系統數據管理的主要對象。針對項目平臺建設展示需求及統建系統集成的需求，在數據建設方面進行了統籌設計，編制了項目數據建設方案，并按照指定的建設思路開展了有效的建設工作，為中國石油地理信息系統的建設工作順利實施提供了基礎保障。

2 數據建設思路

為最大程度地滿足系統建設和不同層次用戶的實際需求，項目數據建設方案主要通過項目采購和項目收集兩種方式實現，其中基礎地理數據以采購為主，業務空間數據則主要以收集的方式完成，具體數據類型包括矢量數據、屬性數據和元數據等。需要采購的數據按照國家法定規定及集團公司相關規定，包括了基本比例尺的線劃圖、不同分辨率的遙感影像等，高精度的遙感影像需要完全覆蓋中國石油在全國的業務范圍。需收集的數據包括遙感影像數據、大比例尺數字線劃數據、工程圖件數據等，收集的數據信息見表1。

數據的采購工作需要按照項目需求及相關商務要求完成，在此不作詳述。空間數據的收集主要包括各分公司及所屬地區公司已有的基礎地理數據及業務空間數據，以及集團公司統建系統中所管理維護的業務空間數據，包括基礎數據、業務數據和元數據3部分。基礎數據分類和分層按照最新的《地理信息分類與編碼規則（GB/T 25529-2010）》，各比例尺分類和分層標準統一，進行建設范圍內基礎數據的劃分和管理；業務數據分為綜合業務數據、勘探與生產、煉油與化工、銷售、天然氣與管道、海外勘探開發、工程技術、工程建設以及裝備制造9大類，大類數據下又分為其他小類；元數據分為DLG、DOM、DEM以及業務4種元數據。

表1 數據收集類型及相關信息

2.1 數據收集方式

（1）影像數據收集方式。包括：①從GIS空間數據庫遷移已入庫影像數據；②遷移以文件形式存儲的影像圖數據。

（2）業務空間數據收集方式。包括：①從已有GIS空間數據庫中遷移GIS矢量格式的業務空間數據；②遷移文件形式存儲的矢量化業務空間數據；③從關系數據庫中遷移有坐標信息的業務空間數據；④收集工程圖件、并從工程圖件中挖掘和提取業務空間數據；⑤現有表格類型數據以及尚未提前的數據，可以表格模板填報的形式獲得業務空間數據。

（3）三維模型數據采用直接拷貝的形式遷移。

2.2 數據交換格式及收集流程

空間數據交換采用多種格式，包括：①矢量業務數據交換格式主要包括Geodatabase、Shapefile等；②關系數據庫數據和填報表格數據交換格式有EXCEL、WORD等；③工程圖件交換格式有Geo-Map、Shapefile、CAD等。三維模型數據交換格式有DGN、SAT、VUE、MAX等。

數據收集流程規定包括：①由項目組擬定分公司及地區公司的數據收集內容；②項目組收集人員到各個收集單位進行數據收集培訓；③項目組收集人員配合數據收集單位整理所收集的數據，并用符合要求的硬盤拷貝數據；④項目組與數據收集單位簽訂數據相關協議及數據交接單；⑤數據交接單在業務主管單位或部門進行存檔。

2.3 數據處理及入庫

完成數據采購及數據收集階段任務后，需開展數據入庫前的處理工作，包括數據格式轉換、坐標系調整、切圖處理等步驟。格式轉換主要是將現有數據轉換為項目規定的基本空間數據格式，主要有Shapefile格式或屬性表格形式；坐標系調整分為將現有數據坐標轉換為項目要求的統一格式，以及為沒有坐標的數據添加坐標系信息等；切圖處理的是將影像、線劃等數據進行切片處理，更便于系統平臺高效讀取。在此基礎上，還需完成國家及集團公司相關規定的其他處理工作。處理后的數據可入庫，以備系統上線使用。

3 數據建設進展

數據采購作為項目的基礎底圖，數據收集作為用戶應用的主要部分，已經建設的數據量達到10 T，未來將會達到80 T的數據量。

3.1 采購完成基礎地理數據

按照項目設計要求，已經全部完成了全國范圍的不同比例尺線劃圖采購、處理入庫及發布共享，完成了全球范圍250 m、15 m分辨率遙感影像處理入庫，國內覆蓋中國石油業務范圍的2.5 m分辨遙感影像（共506萬平方公里）采購、處理入庫與發布共享等工作。

3.2 收集完成的業務空間數據

根據收集方案，現已收集了超過10萬平方公里的0.5 m分辨率影像，并完成處理入庫、脫密及發布共享，如圖1所示。

圖1 0.5m分辨率遙感影像

業務空間數據收集方面，共收集了覆蓋總部及勘探與生產等8個專業分公司的業務空間數據，超過440萬條，處理入庫及發布共享超過99%，收集勘探部署圖128幅，已全部處理入庫，如圖2所示。

中國石油地理信息系統數據建設工作需按照既定工作方案逐步完善數據收集工作，并在數量建設的基礎上，逐漸開展數據質量管理和評價工作的研究，如不同評價方法的探討，成熟評價方法的軟件化、規范化操作等，做到數據建設工作既能保證數量又能保證質量。

圖2 地面設施業務數據

4 結語

本文主要分析了項目數據建設思路以及相關方案，并匯總了以此為基礎開展的數據建設進展情況，目前建設數據量已經達到10 T，未來將達到80 T，明確了中國石油地理信息系統后續數據建設的關注點，未來需繼續強化對數據建設的研究，不斷完善數據收集工作，并以此為基礎，對數據開展評價與管理工作。

[1]Michael N.DeMers著．武法東，付宗堂，王小牛，等，譯．地理信息系統基本原理（第二版）[M]．北京：電子工業出版社，2001．

（欄目主持李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.5.001

基金論文：國家自然科學基金青年基金項目（41101331）。