地理信息系统在地面工程中的应用

地理信息系统在地面工程中的应用

叶奎

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摘 要：地理信息系统（GIS）现已广泛用于地面工程领域，文章简要介绍了该技术的功能特点，并从绘制专题图、管线的调查、流程改造、网上发布四个方面探讨了 GIS在地面工程中的应用，实现了油田地面工程图形和属性数据网上发布，为油田规划设计人员、现场生产管理及全局控制决策提供了数字化地形图、地面建设各专业系统图及属性数据等基础信息，为油田规划方案、优化及管理决策提供科学依据。

关键词：地理信息系统；特点；应用；效果

引言

地理信息系统（GIS）技术是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，实现提供多种空间和动态信息，为地理研究和决策服务而建立起来的计算机系统。GIS 功能超过常规的 DBMS 和 CAD 软件，主要表现在能够采用数字化的形式采集和管理地理要素及其属性数据，并建立拓扑关系明确定义它们之间的联系。同时它所拥有的图形用户界面，用户在可视化的地图上显示和操作数据。最终目标是实现空间信息的网络化。GIS 通过 Internet 在功能上得到了延伸，真正成为一种大众使用的信息工具。从 Internet 的任意节点，人们可以浏览网上的各种分布式的、具有超媒体特性的地理空间及属性数据。GIS 所提供的专用函数，可进行测量、图像的生成、属性修改、新对象的建立、统计分析等多种信息。

一、GIS 技术在油田中的应用

石油行业是一个多学科相互配合、相互渗透、协同工作的知识密集型行业，信息的综合利用对石油企业的发展起着重要的作用。石油企业每年要产生大量的业务数据，这些数据分散存放，成果数据难以共享，大部分数据还采用架库式存放，给专业技术人员查阅资料造成很大的困难。据统计，专业人员花在查找和准备数据的时间占去整个研究工作的一半以上。企业需要采用更加科学的方法加强对资料的管理与利用。

基于 GIS 技术对油田信息进行统一管理、查询、分析和综合应用可视化，实现数据、图形和信息管理应用的一体化，已成为石油企业及各服务单位广泛的做法。GIS 能将石油企业的海量空间组成要素，如油井、管线、涉及的周边环境、设备、油井出口、储油罐等信息集成在一个公共数据库平台，并利用其强大的空间分析能力，进行有效的空间地理分析。它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，能满足石油企业对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。

二、GIS 技术在油田地面工程中的应用

对于油田的地面工程可以按照地理信息系统的原理，充分利用现代化计算机工具，科学、有效地把地面工程各类图纸、图幅和图件以及相应的动静态资料存储及管理起来，建立起地面工程管理应用系统，在需要时进行图形编辑、修改、查询和输出，并在图库的基础上，将地面各系统的信息资料数据与图形联系起来，实现图形数据同步操作、为油田生产、管理、应用提供了良好的计算机应用系统。

2.1绘制专题图的应用

利用地理信息系统功能，运用相应的字体和符号，可完成原油集输系统、油田天然气系统、注水系统、电力系统、道路系统、防腐保温系统专题图及总图的编制。绘制相应图纸时，该软件可插入地形图与影像图，并可将其相应图纸导出到 DGN 图纸或 CAD 图纸中。

2.2管线调查中的应用

在以往非金属管线进行大调查时，由于油田生产的特殊性、分布面积的广泛性，人员的流动性，资料数据的非确切性，单存靠简单的记忆和一般意义的图纸资料远远不能掌握地下管线的分布及材质。现在可应用该系统对所需求的管线进行查询。首先，在查询窗口中编辑查询条件，根据自己需要的资料来查看属性字段，就可查询，该信息能以 excel 的形式导出。用于指导埋地管道日常管理、维护及调查，从而保证管道的维修、更换的科学性，提高了油田生产建设的经济效益。

2.3 集油流程改造中应用

针对敖南油田部分油井初期产能高，集油管道压力上升过快、部分油井无法正常投产，造成管线堵环影响产量与时率的问题。可利用地理信息系统（GIS）对无法正常投产的油井进行调查。首先，在地理信息系统中，调出相关的系统图，将系统中的油井、集油间、集油管道等现状图形要素显示出来，利用此图进行管线的测量，然后根据系统数据查出，每个环所带的井数、管径。根据统计情况，分析堵环原因是由于管径细、管线长，单环井数多导致的。规划设计人员以此为参考，对存在问题的环采取了分环、并环措施，保证了油井的正常生产。通过（GIS）网上浏览、查询为设计人员管线设计及改造，提供了方便、准确的基础数据、提高了工作效率。

2.4网上发布系统的应用

通过油田局域网实现客户端应用浏览器对图形的浏览，并通过对服务器端 ASP 脚本的请求，实现图形和数据的查询、统计、分析。在客户端实现了厂、矿、队、井、站、间、管线、道路等各种动、静态数据的查询，使的生产和管理单位的工作人员，依据各系统的能力及负荷情况，完成各自的分析和管理任务。

三、图库数据显示

利用地面工程信息，操作人员可按区域、类别进行图形查询、分析、显示，可实现图形的点放大、区域放大、平移、图形比例尺的显示等。查询功能可以按系统查询、自由查询（点查、线查、框查）。点取图上的地理特征，会显示相应的属性。例如：注水系统从注水站，查出相关的注配间、注水井及注水管道，并可查出相应站库的基础信息。

3.1报表查询功能

系统通过后台的查询，生成所需要数据的统计报表，报表可以在网页中显示，或在客户端生成 EXCEL 格式的报表，以方便用户打印输出。达到地面工程设备、设施信息可调查、可分析、可预测等精细化管理的目标，方便优化地面调整方案、优化生产运行参数。以敖一联深度处理站数据报表为例，通过数据报表，可以了解在运的设备状况、生产厂家、设备型号等相关的静态数据，为设备改造、工艺更新、水质处理能力增减提供了参考数据。

四、地面信息系统建立中的几点认识及建议

通过对敖包塔作业区地面信息系统的建立和完善，使 GIS 技术在地面工程系统中已经得到了广泛的应用。GIS 不仅开拓了地理信息资料利用的新领域，而且为 GIS 信息的高度社会化共享提供了可能，同时使地面工程管理更科学化、规范化。以下是我们在地面信息系统建立中的几点认识和建议：

（1） 敖包塔油田地面信息系统应用GIS 技术实现了网上发布后，使生产管理人员能方便、迅速、准确地对油田建设信息进行查询、分析及输出，大大缩短了规划设计及改造周期。

（2）该技术为各个部门提供了可共享的地面建设现状数据、统计分析数据、专业系统现状图等，为生产指挥调度和管理决策提供了科学依据，降低了规划方案编制工作成本。

（3）地理信息系统要求客户端硬件平台配置为 Pentium4 1.8GHZ、1G 以上内存的计算机，来保证图像显示的完整性，可目前使用的计算机难以满足要求，影响了工作的进度和质量要求。

（4）地面工程各级管理人员素质参差不齐，也给地面信息系统的录入工作的开展造成一定的难度，因此必须通过加强技术培训，才能确保地面信息系统的有效开展。

参考文献

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[3]魏俊锋.基于 GIS 的配电网管理系统的建设与应用[J].广东电力，

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