油田地面工程空間數據庫建設研究

田文軍

摘 要 隨著石油企業的生產，油田地面生產運行的傳統管理方式已經逐漸不能夠適應目前油田開發的現狀，結合GIS技術，從地面系統運行與管理角度，以提高安全生產運行效率為目的，開展油田地面工程空間數據庫建設的研究，為地面系統生產運行高效、安全的管理提供強有力的基礎。本文以CGCS2000坐標系為參考基準，選擇開源軟件PostGIS作為空間數據庫的軟件平臺，選用天地圖前置服務作為基礎地理數據服務，分九個專業來建設地面工程空間數據庫。

關鍵詞 地面工程;空間數據庫;PostGIS;天地圖

前言

國內油田企業逐步進入開采的后期階段，地面設備設施陳舊，管網腐蝕程度較高的問題比較突出，同時又受到環保問題的制約，傳統的油田地面工程運行管理手段無法滿足現階段的要求。運用GIS技術為油田地面生產運行提供設備設施的管理、可視化展示、應急響應、生產預警、流程模擬、空間分析等功能，實現地面生產運行管理的智能化，從而提升地面生產運行管理效率，降低運維成本。對于信息系統來說數據是基礎與支撐，地面工程空間數據庫的建設是關鍵。

1空間參考基準

空間參考（Spatial Reference）是GIS數據的骨骼框架，能夠將我們的數據定位到相應的位置，為地圖中的每一點提供準確的坐標[1]。

新中國成立以來，中國分別建立了1954北京坐標系、1980西安坐標系和CGCS2000多套國家大地坐標系，但以目前測繪行業的現狀來看，無論是從坐標系的精度，還是測量的手段、效率和精度，空間數據庫的參考基準都應該選擇CGCS2000坐標系。

2空間數據庫軟件平臺

由于空間數據具有空間位置、非結構化、空間關系、分類編碼、海量數據等特征，一般的商用數據庫管理系統難以滿足要求。目前比較流行的主要集中在“關系型數據庫+空間數據引擎”、“擴展對象關系型數據庫”兩類。

“關系型數據庫+空間數據引擎”的缺點是空間操作和處理無法在數據庫內核中實現，數據模型較為復雜，擴展SQL比較困難，不易實現數據共享與互操作。

“擴展對象關系型數據庫”的優點是空間數據的管理與通用數據庫系統融為一體，空間數據按對象存取，可在數據庫內核中實現空間操作和處理，擴展SQL比較方便，較易實現數據共享與互操作。

開源空間信息軟件PostGIS是典型的“擴展對象關系型數據庫”管理系統，它是對象關系型數據庫系統PostgreSQL的一個擴展，增加了存儲管理空間數據的能力，同時遵循OpenGIS的規范[2]。

因此，將開源軟件PostGIS作為空間數據庫的軟件平臺是一個非常好的決定。

3地面工程空間數據庫建設內容

油田地面工程數據涵蓋類別多、覆蓋面廣，不僅有地上，還有地下;既有空間信息，也有屬性信息;不僅包括靜態數據，還包括動態生產數據。因此地面工程數據建設上應該全方位、多視角考慮，盡可能全面進行組織。

地面工程數據從專業上來分，主要分為原油集輸、天然氣集輸、注入、給排水、消防、供配電、污水處理、通信、油田道路九大專業。主要涉及的對象有井、管線、站庫、計量間、通信設施、供配電設施、消防設施、油田道路等。

4數據建設方法

油田地面工程空間數據的建設可以按照不同的類型來進行，下面對基礎地理和地面工程兩類數據的建設方式方法進行詳細說明[3]。

4.1 基礎地理數據建設方法

基礎地理數據是建設空間數據庫的基礎，作為底圖來展示，滿足各類設施設備周邊環境查看，為后期地面工程設計、運維、高后果區分析、應急預警等做準備。基礎地理包含線劃圖（DLG）、影像圖（DOM）、數字高程模型（DEM）三種常見的數據，以及各類專題數據，如：水系、交通、保護區、居民地等。針對基礎地理數據的建設有兩種模式，一種是購買方式，另一種是服務方式。購買方式需要大量資金的支持，并不能滿足數據的時效性，而服務方式只需要少量的服務費，還能保證數據的時效性，顯而易見采用前置服務的方式比購買方式要好得多。目前，國內基礎地理數據提供商有百度、高德、天地圖等，而天地圖是國家地理信息公共服務平臺，提供的數據擁有全面、豐富、更新頻次高、安全可靠等優點，推薦與天地圖合作開展前置服務，為企業提供基礎地理地圖服務。

4.2 地面工程數據建設方法

地面工程各類設施從設計到竣工都會留下相應的資料，可采用數據轉換的方式，根據不同的資料，運用不同的技術手段，最終形成空間數據。

紙質資料的數據，需要進行電子化，難點在于坐標的配準、屬性信息提取、圖幅接邊、紙張變形等。

電子資料的數據，這類數據大部分是CAD數據，主要難點集中在數據分類和分層上，要實現一類對象存放于一個圖層，同時還要滿足點、線、面三個要素的單一性。完成數據分類和分層以后，可以按照空間數據轉換技術規程進行轉換和入庫[4]。

有的地面工程設施沒有參考信息，只能采用測繪的方式完成數據的建設。

5結束語

運用PostGIS建立企業級的空間數據庫平臺，結合天地圖的前置服務，而打造的油田地面工程空間數據庫，可以說是一個新的思路與方法，不僅提升了空間數據的訪問速度，還更具有經濟性。

參考文獻

[1] 王蕾，陳渠波.云環境下基于PostGIS的城市時空地質大數據管理研究[J].資源信息與工程，2019，34（5）：117-120.

[2]王媛媛.GIS在油田地面工程建設中的應用探究[J].石化技術，2018，25（9）：78.

[3] 徐永明.地理信息系統在地面工程中的應用[J].科技創新與應用，2015（18）：298.

[4] 張漫，周喜紅，趙春媛.GIS在油田地面工程中的應用[J].油氣田地面工程，2004（2）：45.