基于Android平臺的輸油管道信息管理系統設計與實現

肖 雪，汪建勇，唐萬成，萬海東

（1.中國石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司，甘肅 酒泉 735019）

目前，對于山區鋪設的輸油管道主要采用人工巡檢的方式，特別對于老舊輸油管線的空間分布情況不夠明確，人工巡檢的方式過于單一，受自然環境等因素的影響，巡檢過程存在一定的主觀性，缺乏科學性、客觀性和參考性，傳統的輸油管道巡檢和管理方式已經不能滿足當前新型油田運營模式下的需求。因此，在輸油管道綜合管理工作中，基于3S技術和計算機技術，整合自然資源大數據，對輸油管道進行信息化處理和動態監測，可以更好地了解輸油管道的運行現狀，提出具有針對性、合理性的治理方案，有效地減少或避免輸油管道腐蝕泄露、人為破壞等帶來的危害和損失[1-8]。

綜合以上需求分析，本文基于Android平臺集成環境下的HTML技術和Vue.js開發技術，通過ArcGIS API for JavaScript開發工具包設計開發一套輸油管道信息管理系統，通過客戶端APP的形式有效地實現各種功能應用。通過該系統可以獲取采油基地內輸油管道空間分布及地形地貌等相關基礎信息，并對各類數據進行存儲和管理，滿足輸油管線及其附屬設備的屬性信息編錄和查詢、動態更新維護，可以將二三維數據有效地集成，具備良好的可視化界面，能夠實現輸油管道的數據信息化和動態綜合管理。

1 系統設計

1.1 系統整體架構設計

本系統總體設計選擇常規的四層架構設計模式，從底層到上層依次為數據層、邏輯層、應用層和表示層，這種結構模式不僅能夠保障系統運行時的穩定性和安全性，便于系統維護升級，并且使得系統具有更好的可移植性、可擴展性，符合“高內聚，低耦合”的設計思想[9-10]，系統整體架構如圖1所示。

1.2 系統數據流程設計

本系統采用的基礎數據為某山區油田的高分辨率遙感衛星影像數據和輸油管道、閥池等附屬設備的平面坐標數據。根據不同的數據類型，對原始數據進行重新組織分類。如閥池的邏輯關系數據存儲在系統本地文件夾內；高分辨率遙感衛星影像占據內存空間較大，避免影響安裝包的大小和數據獲取效率，因此選擇調用在線Google衛星影像圖；采油廠內的管線網絡數據是通過GIS軟件創建的矢量數據，然后將矢量數據轉換成Geojson格式，通過移動終端加載到影像地圖上實現聯動顯示。系統后臺數據準備就緒后，用戶可以登錄系統瀏覽采油廠內的管線網絡圖，查詢管線的空間地理數據與邏輯關系。

2 系統關鍵技術的實現

2.1 系統登錄界面

本系統為非公開化系統，需要對用戶的身份進行驗證和權限設置，只有通過授權才可以系統登錄。啟動輸油管道信息管理系統APP后，系統界面會自動定向到用戶登錄窗口處，提示用戶需要輸入賬號和密碼信息，若驗證通過，則進入輸油管道信息管理系統主界面進而完成登錄（Login）操作；反之，驗證失敗則提示“對不起，賬號和密碼不匹配，登陸失敗！”信息，系統登錄界面如圖2所示。

圖2 系統登錄界面

2.2 圖層顯示控制功能

圖層顯示控制功能主要是通過調用ArcGIS API for JavaScript開發工具包的esri.Basemap接口實現，利用PortalItem創建一個新的底圖對象，創建方式可以從發布到服務器上的切片服務中創建，也可以從本地創建。通過check在此屬性中進行顯示設置，點擊圖層控制欄，可以顯示主界面中所有的地理空間數據圖層列表信息。“”符號表示當前圖層是顯示狀態；“□”符號表示當前圖層是隱藏狀態，點擊任意圖層名稱，就可以控制該圖層的顯示與隱藏，當圖層是隱藏狀態時，圖層中的圖形將不再顯示，圖層顯示控制功能效果如圖3所示。

圖3 圖層顯示控制功能

2.3 遙感影像和管線數據疊加顯示功能

本系統的遙感影像數據是基于系統內嵌的Google在線地圖，主要通過調用esri.map接口實現在線服務功能。根據用戶的需求，為地圖服務的每一層建立了一個層次化的緩存機制，即通過設置每個特征層的加載范圍和剪切比例，可以直接減少緩存的數據量。它可以有效地減少用戶終端CPU的工作量，加快數據傳輸速率，但不影響地圖瀏覽效果。此外，根據用戶的實際情況，輸油管道信息管理系統的數據打包后幾乎不需要更新。

管線基礎數據是通過GNSS-RTK現場實地采集，通過繪圖軟件內業處理完成，包括井、閥池、管道、建筑物等數據。通過CSS樣式對其顏色、尺寸、形狀、標注進行渲染，然后通過調用esri.FeatureLayer程序接口加載到satellite上，以便在地圖中可視化顯示，實現管線數據加載的功能。各樣式對應的可視化數據表達如表1所示，遙感影像和管線數據疊加顯示功能效果如圖4所示。

圖4 遙感影像和管線數據疊加顯示功能

表1 可視化數據表達

2.4 屬性查詢功能

屬性查詢功能分為正向查找和反向查找，下面分別對2種查詢方法進行說明。

正向查找功能是在搜索欄輸入需要查找的屬性信息，系統依據該屬性信息自動查詢定位到目標對象的位置，并高亮顯示，加載已有的標示牌信息。正向查找功能通過調用esri.Search和esri.LayerSearchSource程序接口實現，Search窗口部件提供了一種在定位器服務，地圖服務要素層，據有關聯的要素層執行搜索的操作方式，默認情況下，Search窗口部件將搜索的結果在視圖上進行高亮顯示，正向查詢效果圖如圖5a所示。

反向查找功能實現了在系統視圖中任意選中某一要素，即可以彈出顯示該要素的屬性信息窗口。此功能通過調用esri.PopupTemplate程序接口實現，PopupTemplate包含標題和內容屬性，這些屬性用作模板，用于將要素的屬性轉換為HTML表示形式，可以格式化并定義特定圖層或圖形的彈出內容，在視圖中選擇某個要素時，PopupTemplate允許用戶訪問要素屬性中的值，反向查詢效果圖如圖5b所示。

圖5 屬性查詢功能

3 結語

介紹了基于Android平臺，使用ArcGIS API for JavaScript開發工具包開發實現輸油管道信息管理系統的原理與技術方法，將高分辨率遙感影像數據和地理空間數據有效地集成，增強了可視化效果，實現了輸油管道的數據信息化和動態綜合管理。結合實際案例，對系統功能進行了詳細的測試與分析，結果表明該系統具有較高的準確性和可操作性，能較好地解決傳統輸油管道巡檢中存在的問題，為新型油田建設和綜合管理提供科學的數據服務。