三維可視化技術(shù)在四川盆地油氣勘探信息管理中的應(yīng)用研究

唐先明1，2　曲壽利1　雷新華2

成都網(wǎng)站建設(shè)、做網(wǎng)站服務(wù)團(tuán)隊(duì)是一支充滿著熱情的團(tuán)隊(duì)，執(zhí)著、敏銳、追求更好，是創(chuàng)新互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)與要求，同時(shí)竭誠為客戶提供服務(wù)是我們的理念。創(chuàng)新互聯(lián)公司把每個(gè)網(wǎng)站當(dāng)做一個(gè)產(chǎn)品來開發(fā)，精雕細(xì)琢，追求一名工匠心中的細(xì)致，我們更用心！

（1.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083）

摘要 在分析目前石油領(lǐng)域三維可視化技術(shù)應(yīng)用局限性的基礎(chǔ)上，給出了全球三維可視化系統(tǒng)構(gòu)建流程和數(shù)據(jù)組織管理模式。以ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)引擎，利用Oracle 10g建立四川盆地油氣勘探海量空間數(shù)據(jù)庫，基于三維可視化軟件平臺(tái)Skyline TerraSuite，利用功能強(qiáng)大的三維可視化開發(fā)平臺(tái)TerraDeveloper，設(shè)計(jì)、開發(fā)基于全球三維模型的油氣勘探信息集成管理平臺(tái)。通過集成基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、地面工程數(shù)據(jù)庫、遙感影像庫、地層數(shù)據(jù)庫、斷層數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，該系統(tǒng)不僅提供了強(qiáng)大的油氣勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、三維地形建模以及模型的可視化功能，還為專業(yè)技術(shù)人員提供了一個(gè)可視化的分析、設(shè)計(jì)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞 四川盆地 三維可視化 三維地理信息系統(tǒng) 油氣勘探 全球?qū)Ш?/p>

Application and Research of 3D Visualization Technique to Petroleum Exploration Information Management in Sichuan Basin

TANG Xian-ming1，2，QU Shou-li1，LEI Xin-hua2

（1.Exploration ＆ Production Research lnstitute，SlNOPEC，Beijing100083；2.China University of Geosciences，Beijing100083）

Abstract Based on the analysis of the current shortcomings of 3D visualization application in the fields of petroleum，the paper introduces the construction process and data structure of global 3D visualization system.By using ArcSDE as engine of spatial data and Oracle 10g，“Petroleum exploration geodatabase of Sichuan Basin”is established.Based on Skyline Terra Developer，the software system“3D petroleum exploration data management and integration platform based on 3D global model”is designed and established.By integrating geographical database，areal geology database，surface engineering database，remote sensing image database，stratigraphical database，fault data，logging database with 3D terrain modeling，the system realize such functions as data management for petroleum exploration，3D terrain modeling and the visualization of 3D geological model.It is a visualization platform that assists the design and analysis for the geologists and the technologists.

Key words Sichuan basin 3D visualization 3D geographic information system petroleum explorationglobal navigation

隨著計(jì)算機(jī)圖形圖像軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，三維地形可視化技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，構(gòu)建一個(gè)為多種專業(yè)人員提供共同工作、研究與交流的三維實(shí)時(shí)交互的虛擬全球地理環(huán)境逐漸由夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。三維可視化技術(shù)在石油工業(yè)中已得到高度重視和普及應(yīng)用，它充分利用了三維地震信息和地震屬性，以人們易于感知的三維圖形對(duì)各種復(fù)雜數(shù)據(jù)場(chǎng)和數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行描述。

油氣勘探是通過采用不同的技術(shù)手段采集各種野外原始地質(zhì)資料，并經(jīng)處理、解釋形成成果資料，進(jìn)而采用各種科學(xué)方法進(jìn)行盆地評(píng)價(jià)、圈閉評(píng)價(jià)和油氣儲(chǔ)藏評(píng)價(jià)，開展勘探規(guī)劃部署、井位設(shè)計(jì)和地質(zhì)綜合研究工作，完成勘探科研和生產(chǎn)任務(wù)。在油氣勘探過程中，各油田企業(yè)積累了海量的、異構(gòu)的、多源的地理數(shù)據(jù)、勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)，這些信息的綜合應(yīng)用對(duì)指導(dǎo)油田生產(chǎn)具有很重要的意義。利用三維GIS技術(shù)，基于“數(shù)字地球”將地表地理信息與地下地質(zhì)信息一體化管理，構(gòu)建一個(gè)分析、決策、規(guī)劃及實(shí)施油氣勘探開發(fā)研究的三維實(shí)時(shí)交互共享工作平臺(tái)，能夠有效地評(píng)估潛在的石油資源，及時(shí)、準(zhǔn)確、直觀地定位油氣資源的空間分布及其特征，正確有效地開展部署勘探開發(fā)工作。

1 三維可視化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

迄今為止，三維地形的可視化技術(shù)分為兩種，一種是面繪制技術(shù)，另一種是體繪制技術(shù)。在地質(zhì)研究工作中，主要是采用體繪制技術(shù)。三維地學(xué)模擬主要包括兩大部分內(nèi)容，即三維地質(zhì)建模和可視化，其中前者是后者的基礎(chǔ)，后者是前者的表現(xiàn)［1］。目前，在三維地震數(shù)據(jù)的可視化方面，已有多種成熟的商業(yè)軟件系統(tǒng)推出，國(guó)外的有 EarthCube，Geoviz，gOcad，VoleGeo等，國(guó)內(nèi)的有石油物探局的3DV和雙狐公司的三維地震微機(jī)解釋系統(tǒng)等。這些軟件涉及地質(zhì)建模、地震勘探、開采評(píng)估、礦床模擬、規(guī)劃設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理等領(lǐng)域，在功能上各有千秋，很難說哪一個(gè)更先進(jìn)［2，3］。但是，它們主要是面向地質(zhì)領(lǐng)域的專用系統(tǒng)，基于局部區(qū)域而非全球區(qū)域，對(duì)海量基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與遙感影像數(shù)據(jù)等的支持也較弱?；谶@種情況，本文采用面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)語言Visual C＃，基于優(yōu)秀的國(guó)外三維可視化軟件平臺(tái)Skyline，設(shè)計(jì)并開發(fā)基于全球三維模型的空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，集成管理四川盆地區(qū)域內(nèi)海量的、異構(gòu)的、多源、多尺度的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、油氣勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)、遙感影像，實(shí)現(xiàn)流暢的油氣勘探的三維地形展示和地質(zhì)分析。

2 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)背景與基本流程

隨著地學(xué)應(yīng)用的深入，人們?cè)絹碓蕉嗟匾蠡谌蚪嵌群驼嫒S空間來認(rèn)知世界和處理問題。但三維空間是復(fù)雜的，包含的信息是海量的，需要集成三維可視化與三維空間對(duì)象管理功能，同時(shí)由于三維應(yīng)用的巨大差異，必須采用開放體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)用戶定制功能。基于這種認(rèn)識(shí)，Skyline TerraSuite在提供一般三維空間數(shù)據(jù)模型及其管理功能的基礎(chǔ)上，允許針對(duì)特定應(yīng)用領(lǐng)域動(dòng)態(tài)擴(kuò)展建模及分析功能插件，以適應(yīng)特定的三維應(yīng)用。整個(gè)TerraSuite軟件體系如圖1所示。

系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)分為4部分：地球三維場(chǎng)景構(gòu)建、中心數(shù)據(jù)庫建立、定制三維可視化環(huán)境和場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用定制。

圖1 Skyline TerraSuite軟件體系

2.1 地球三維場(chǎng)景構(gòu)建

場(chǎng)景構(gòu)建是將要模擬的場(chǎng)景和對(duì)象通過數(shù)學(xué)方法表達(dá)成存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維圖形對(duì)象的集合。場(chǎng)景構(gòu)建分為以下步驟：

（1）DEM數(shù)據(jù)采集：收集工作區(qū)的各級(jí)比例尺等高線數(shù)據(jù)或各種分辨率的航空航天遙感影像立體像對(duì)，建立地域的數(shù)字高程模型（DEM）。

（2）DOM數(shù)據(jù)生成：利用地面控制點(diǎn)和DEM數(shù)據(jù)，對(duì)工作區(qū)的低、中、高分辨率遙感影像進(jìn)行嚴(yán)密的精糾正后生成數(shù)字正射影像圖（DOM）。

（3）DLG數(shù)據(jù)采集：收集工作區(qū)的各級(jí)比例尺地形圖、野外數(shù)據(jù)采集，建立工作區(qū)的各級(jí)比例尺線劃圖（DLG）。

（4）GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：將數(shù)據(jù)采集階段獲得的DLG數(shù)據(jù)通過GIS工具轉(zhuǎn)換為TerraBuilder能夠接受的數(shù)據(jù)格式。

（5）數(shù)據(jù)建模：對(duì)一些油田地面建筑物、地標(biāo)、油井或其他油田設(shè)備在3D MAX或MultiGen或TerraBuilder中進(jìn)行建模。

（6）地球三維場(chǎng)景構(gòu)建：將以上各種數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到TerraBuilder中，創(chuàng)建一個(gè)現(xiàn)實(shí)影像的、地理的、精確的地球三維模型（MPT文件）。

2.2 中心數(shù)據(jù)庫建立

基于全球三維模型的油氣勘探信息集成管理平臺(tái)是一個(gè)高度集成的應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)建設(shè)過程中必須充分考慮系統(tǒng)涉及的多專業(yè)圖形、屬性、影像、文字資料數(shù)據(jù)的一體化集成、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)軟件功能的集成以及系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的集成等關(guān)鍵問題。為實(shí)現(xiàn)功能的集成與擴(kuò)展，考慮石油勘探開發(fā)數(shù)據(jù)的區(qū)域性、多維性、時(shí)序性、海量和異構(gòu)的特點(diǎn)，擬采用大型商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫Oracle10g和空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE集中管理這些海量數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)中心，易于解決數(shù)據(jù)共享、網(wǎng)絡(luò)化集成、并發(fā)控制、跨平臺(tái)運(yùn)行及數(shù)據(jù)安全恢復(fù)機(jī)制等方面的難題。

2.3 定制三維可視化環(huán)境

在全球三維場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，可以疊加自己關(guān)心的專題信息，通過與數(shù)據(jù)庫的接口，還能集成中心數(shù)據(jù)庫存放的地表、地下多維、動(dòng)態(tài)空間信息，從而創(chuàng)建一個(gè)令人激動(dòng)的交互式三維可視化環(huán)境，來突出一個(gè)地區(qū)的特征，顯示其功能、相互關(guān)系以及從一個(gè)獨(dú)特的視點(diǎn)展示該地區(qū)。

2.4 場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用定制

（1）三維可視化程序：通過API接口直接調(diào)用所建立的三維可視化環(huán)境，也可以根據(jù)三維場(chǎng)景的參數(shù)生成實(shí)時(shí)場(chǎng)景，動(dòng)態(tài)加載圖層，有助于對(duì)空間數(shù)據(jù)相互關(guān)系的直觀理解。

（2）三維空間查詢與交互：直接在三維可視化環(huán)境下，對(duì)存放在中心數(shù)據(jù)庫的各種數(shù)據(jù)和場(chǎng)景實(shí)體提供交互式查詢等操作，以提供一個(gè)動(dòng)態(tài)的環(huán)境，為進(jìn)一步空間決策服務(wù)。

（3）應(yīng)用定制：利用TerraDeveloper軟件開發(fā)包提供的各種ActiveX控件，可以構(gòu)建自己的面向三維的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的應(yīng)用集成［4］。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，系統(tǒng)在技術(shù)上要求具有業(yè)務(wù)變化的適應(yīng)性、高度的安全性和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理等特點(diǎn)，因而在系統(tǒng)的技術(shù)框架中采用了3 層B（C）/AS/DS結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，考慮到系統(tǒng)與其他專業(yè)系統(tǒng)之間的集成，擬采用基于SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）和Web Services（Web服務(wù)）技術(shù)的應(yīng)用集成技術(shù)，構(gòu)建基于“數(shù)字地球”的地表地理信息與地下地質(zhì)信息一體化管理服務(wù)平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織形式

系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織形式是可視化系統(tǒng)的關(guān)鍵，其優(yōu)劣將直接影響到場(chǎng)景繪制的效率。在基于全球三維模型的空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中，主要包括3部分?jǐn)?shù)據(jù)：①場(chǎng)景數(shù)據(jù)，即場(chǎng)景環(huán)境包含的地形信息，通過影像圖片處理而成，包含在.mpt文件中；②對(duì)象圖形數(shù)據(jù)，即油氣勘探對(duì)象圖形信息，是由3D MAX等三維圖像處理軟件處理而成的三維模型；③對(duì)象屬性數(shù)據(jù)，即油氣勘探屬性信息。所有關(guān)于對(duì)象的信息包含在.fly文件中，采用基于層（Layer）的面向?qū)ο蟮膱?chǎng)景數(shù)據(jù)組織形式。目前，系統(tǒng)集成的四川盆地區(qū)域的數(shù)據(jù)層主要有：

（1）DLG——數(shù)字線劃圖：全區(qū)不同比例尺土地覆蓋狀況、植被、道路、水系、居民地等圖層。

圖2 基于全球三維模型的油氣勘探數(shù)據(jù)管理平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（2）DEM——數(shù)字高程模型：全區(qū)不同比例尺數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。

（3）DOM——數(shù)字正射影像：全區(qū)不同比例尺、不同分辨率的彩色正射影像。

（4）DRG——數(shù)字柵格圖：全區(qū)不同比例尺地形圖柵格數(shù)據(jù)。

（5）全國(guó)地名數(shù)據(jù)。

（6）1：200000地質(zhì)圖。

（7）勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：測(cè)網(wǎng)、礦井、三維探區(qū)。

（8）勘探成果數(shù)據(jù)：地震異常、一類進(jìn)積、二類進(jìn)積、礁體、生物礁、灘和相帶等。

（9）構(gòu)造數(shù)據(jù)：斷層、等值線等（宣漢、通南巴）。

（10）井位數(shù)據(jù)。

（11）地面工程數(shù)據(jù)：天然氣管道、道路。

3.3 系統(tǒng)功能模塊

基于全球三維模型的油氣勘探信息管理與集成系統(tǒng)分為石油勘探數(shù)據(jù)管理、三維基本操作、三維GIS導(dǎo)航查詢、三維分析等模塊。系統(tǒng)主界面如圖3所示。

各個(gè)模塊的具體功能如下：

（1）石油勘探數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)利用GIS技術(shù)、XML技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫等技術(shù)對(duì)多尺度基礎(chǔ)地理信息、勘探基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)、多分辨率遙感影像、各種圖表和文字報(bào)告等地表地下信息進(jìn)行一體化的存儲(chǔ)和管理。實(shí)現(xiàn)了對(duì)地理底圖、油氣地質(zhì)勘查所獲取的資料和成果的錄（導(dǎo)）入、轉(zhuǎn)換、編輯及查詢等功能。另外，系統(tǒng)還提供了目標(biāo)實(shí)體超鏈接及關(guān)聯(lián)服務(wù)，如與鉆孔相關(guān)的試驗(yàn)表類屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)管理功能，提供與鉆孔相關(guān)的各種基本信息及試驗(yàn)結(jié)果等屬性信息的查詢等功能。

圖3 基于全球三維模型的油氣勘探數(shù)據(jù)管理平臺(tái)系統(tǒng)界面

（2）三維基本操作功能：在全球三維場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)以下功能：

放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)等三維基本功能；

選擇對(duì)象、使物體居中、環(huán)繞瀏覽對(duì)象；

飛行或者跳轉(zhuǎn)到指定對(duì)象；

獲得場(chǎng)景中任何一點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程值；

場(chǎng)景的點(diǎn)對(duì)象、線對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)不依賴試圖比例縮放；

提供場(chǎng)景的快照和打印輸出功能。

（3）三維GIS導(dǎo)航查詢：在全球坐標(biāo)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息、地質(zhì)數(shù)據(jù)及勘探數(shù)據(jù)的立體定位導(dǎo)航分析。

全球任意點(diǎn)定位和導(dǎo)航；

二維三維聯(lián)動(dòng)功能；

測(cè)距、求積、高程和剖面生成；

地表實(shí)體三維建模及多種屬性管理；

可定制飛行路徑和視角的三維瀏覽功能?？勺约褐贫w行的路線或選擇預(yù)定義飛行路線進(jìn)行三維飛行（圖4）。

（4）三維分析功能：

圖4 基于全球三維模型的油氣勘探數(shù)據(jù)管理平臺(tái)設(shè)置飛行路徑

測(cè)量功能：測(cè)量距離（水平、垂直和隨地形起伏3種方式）、面積；

區(qū)域?qū)ο筮x擇：可以進(jìn)行多邊形框選進(jìn)行對(duì)象選擇，并可獲得選中區(qū)域內(nèi)的對(duì)象集，可統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)的實(shí)體數(shù)并形成分類列表；

剖面觀察：對(duì)所選地區(qū)場(chǎng)景進(jìn)行剖面觀察，可分析出地表起伏狀況；

等高線繪制：用矩形框選出指定范圍，可以顯示出該范圍等高線示意圖，并可隨意設(shè)定等高線顯示方式；

最佳路徑分析：根據(jù)給定的參數(shù)，如放樣間隔、上升的最大坡度、下降的最大坡度、允許的放樣寬度等信息，依據(jù)地形的走勢(shì)，自動(dòng)解算出最佳的放樣線路；

視線分析：根據(jù)地面拾取兩點(diǎn)系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算兩點(diǎn)間的通視情況；

視域分析：在場(chǎng)景中任選一點(diǎn)和視角范圍可以進(jìn)行視域可見分析；

空間分析：突發(fā)事件的地點(diǎn)，選擇一定半徑，利用分析工具可以作出整個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的空間范圍，以提供決策。

4 系統(tǒng)應(yīng)用擴(kuò)展

基于全球三維模型的油氣勘探信息管理與集成系統(tǒng)由于采用了組件技術(shù)、基于SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）和Web Services（Web服務(wù)）等技術(shù)，不僅提供了強(qiáng)大的地表與地下油氣勘探信息數(shù)據(jù)管理、三維建模與模型的可視化、全球定位導(dǎo)航等功能，還可以進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展和專業(yè)系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)油氣勘探開發(fā)的深度應(yīng)用，如野外地質(zhì)踏勘路徑優(yōu)選和工作安排、地震資料采集觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、探井地面井場(chǎng)位置優(yōu)選及工程測(cè)算、開發(fā)井位部署規(guī)劃及鉆前工程分析、油氣集輸?shù)孛婀こ淘O(shè)計(jì)及方案優(yōu)化、目標(biāo)區(qū)塊水電路訊規(guī)劃設(shè)計(jì)及優(yōu)化、全球定位系統(tǒng)集成和油田現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)等。

5 結(jié)論

三維可視化技術(shù)在國(guó)內(nèi)、外已經(jīng)趨于成熟，但基于全球三維模型的三維地理信息系統(tǒng)（GIS）剛剛起步，尤其是缺少針對(duì)地表與地下油氣勘探信息三維一體化管理的經(jīng)典模式和成熟經(jīng)驗(yàn)。本文基于Skyline TerraDeveloper所設(shè)計(jì)、開發(fā)的全球三維油氣勘探信息管理與集成系統(tǒng)，就是一個(gè)成功的實(shí)踐，重點(diǎn)研究了虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下交互式地表地下油氣勘探信息管理系統(tǒng)，給出了一種交互式虛擬現(xiàn)實(shí)全球?qū)Ш狡脚_(tái)的系統(tǒng)構(gòu)成方案和原型系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)可靠性好、易于移植、便于維護(hù)，并具有很強(qiáng)的空間分析功能。結(jié)合三維地質(zhì)建模及可視化系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、相關(guān)技術(shù)的發(fā)展走向以及實(shí)際工程實(shí)踐的應(yīng)用需求，筆者認(rèn)為，需要進(jìn)一步探索、研究并解決以下問題：

（1）研究并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的基于全球三維模型的空間數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái)的地上和地下三維一體化無縫集成與可視化功能。

（2）不斷豐富與其他地震三維分析軟件的接口。

（3）研究并開發(fā)基于VRML/X3D技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)三維可視化系統(tǒng)，能夠?yàn)樯鐣?huì)大眾、專業(yè)技術(shù)人員和地質(zhì)科學(xué)家提供更加普遍的支持和服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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國(guó)內(nèi)外石油和地質(zhì)部門常用軟件簡(jiǎn)介

(一)石油和地理信息系統(tǒng)常用軟件

國(guó)內(nèi)外石油和地理信息系統(tǒng)現(xiàn)有的相關(guān)軟件如表8-1所示。其中,Geo Map適用于制作各種地質(zhì)平面圖、剖面圖、統(tǒng)計(jì)圖、三角圖、地理圖和工程平面圖,是廣泛應(yīng)用于石油勘探與開發(fā)、地質(zhì)、煤炭、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的CAD軟件之一;MapGIS是工具型地理信息系統(tǒng)軟件,可對(duì)數(shù)字、文字、地圖遙感圖像等多源地學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、綜合空間分析及可視化表示,可制作具有出版精度的復(fù)雜地質(zhì)圖,進(jìn)行海量無縫地圖數(shù)據(jù)庫管理,具有強(qiáng)大的圖形編輯功能;SDI CGM Editor是CGM繪圖工具,包括圖形轉(zhuǎn)換及拼圖;SDI CGM Office是顯示、轉(zhuǎn)換CGM文件格式、復(fù)制/粘貼CGM圖形到 Microsoft Office、批量和交互進(jìn)行各種圖形格式間相互轉(zhuǎn)化的功能軟件;Larson CGM Studio是強(qiáng)有力的CGM制作、編輯、組合工具;CARBON包括Intell Explore(井分析工具)和BendLinkEx(油藏分析工具)兩部分;Surfer是一個(gè)十分流行的功能強(qiáng)大的基于 Windows的三維繪圖軟件;蘭德馬克(LandMark)屬于大型地震綜合解釋軟件;Discovery是基于 Windows,方便研究人員桌面使用的一體化油藏描述、解釋軟件;EarthVision是當(dāng)今用途廣泛的三維地質(zhì)建模及三維可視化軟件系統(tǒng)。

表8-1 國(guó)內(nèi)外石油和地理信息系統(tǒng)現(xiàn)有的相關(guān)軟件及其功能

續(xù)表

(二)服務(wù)于地質(zhì)鉆探設(shè)計(jì)計(jì)算的軟件現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,國(guó)外首先開發(fā)的鉆探設(shè)計(jì)計(jì)算軟件是為定向井設(shè)計(jì)、計(jì)算提供輔助分析手段的軟件。我國(guó)也于1982年初,由地質(zhì)礦產(chǎn)部組織勘探技術(shù)研究所、探礦工程研究所、探礦工藝研究所、無錫鉆探工具廠和電子工業(yè)部49所以及重點(diǎn)地質(zhì)隊(duì)(安徽省地礦局337隊(duì)、江西省地礦局912隊(duì))對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目“螺桿鉆受控定向配套器具與施工工藝”開展攻關(guān)研究。經(jīng)3年多的努力,在鉆孔彎曲規(guī)律與防治,定向鉆孔設(shè)計(jì)、計(jì)算、微機(jī)應(yīng)用、造斜工具、定向儀器、造斜金剛石鉆頭,以及一整套施工工藝等方面都取得了突破性進(jìn)展和多項(xiàng)科研成果,使受控定向鉆探進(jìn)入實(shí)用階段。當(dāng)前,我國(guó)地質(zhì)定向鉆探技術(shù)水平已進(jìn)入先進(jìn)國(guó)家行列。在定向井設(shè)計(jì)、計(jì)算軟件研發(fā)方面也取得了顯著進(jìn)展。其中北京怡恒陽光科技發(fā)展有限公司研發(fā)的“Navigator定向井水平井軌跡設(shè)計(jì)及計(jì)算分析軟件”在國(guó)內(nèi)石油鉆井工程中應(yīng)用廣泛,它可以幫助定向井工程師合理地設(shè)計(jì)井眼軌道,并可在鉆井施工過程中進(jìn)行實(shí)鉆計(jì)算和軌跡分析,其主界面如圖8-1。

圖8-1 Navigator定向井水平井軌跡設(shè)計(jì)及計(jì)算分析軟件主界面

煤炭科學(xué)研究總院西安研究院與北京合康公司合作研發(fā)了一套適合水平孔設(shè)計(jì)計(jì)算的隨鉆測(cè)量軟件系統(tǒng),其主界面如圖8-2。

圖8-2 煤炭科學(xué)研究總院西安研究院與北京合康公司研發(fā)的隨鉆測(cè)量系統(tǒng)軟件主界面

考慮到國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的定向井設(shè)計(jì)計(jì)算軟件絕大多數(shù)是根據(jù)石油行業(yè)規(guī)范進(jìn)行研發(fā)的,石油鉆井設(shè)計(jì)原則及方法與地質(zhì)鉆孔設(shè)計(jì)有著顯著差異,在地礦行業(yè)難以直接推廣應(yīng)用。而西安煤炭研究院與北京合康公司合作研發(fā)的軟件只有軌跡計(jì)算功能,沒有涉及自然彎曲規(guī)律分析、柱狀圖的生成以及受控定向軌跡的設(shè)計(jì)等問題,因此該軟件的應(yīng)用有一定的局限性。安徽省地礦局313地質(zhì)隊(duì)根據(jù)國(guó)內(nèi)地礦行業(yè)的自身特點(diǎn)及定向鉆探施工工藝,與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)合作研發(fā)了適合我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)的鉆孔設(shè)計(jì)與軌跡動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),使計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)更好地為深部鉆探優(yōu)化設(shè)計(jì)、鉆孔軌跡動(dòng)態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、鉆孔質(zhì)量控制和鉆探資料檔案管理服務(wù),為探礦工作者提供技術(shù)支持。

海洋油氣資源調(diào)查與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王剛龍　李紹榮　陳泓君　曾繁彩

（廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州，510760）

第一作者簡(jiǎn)介：王剛龍，男，1971年生，物探工程師，1995年畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院電子儀器系電子儀器與測(cè)量專業(yè)，主要從事信息管理及信息研究工作。

摘要　“海洋油氣資源調(diào)查與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫”是以海洋油氣資源調(diào)查工作為基礎(chǔ)，匯集大量海洋地質(zhì)調(diào)查和油氣資源評(píng)價(jià)成果資料，綜合利用計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)上發(fā)布等技術(shù)建設(shè)而成的，是一個(gè)為國(guó)家海洋礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略決策、為海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)、為今后的海洋地質(zhì)調(diào)查和科研項(xiàng)目及可持續(xù)發(fā)展提供全面、準(zhǔn)確基礎(chǔ)資料和決策依據(jù)的專業(yè)化信息管理系統(tǒng)。文中重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及系統(tǒng)功能的開發(fā)的思路。

關(guān)鍵詞　油氣資源　GIS　海洋勘查　數(shù)據(jù)庫　網(wǎng)上發(fā)布

1　意義

我國(guó)海域蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源。數(shù)十年來，我國(guó)在海域油氣資源調(diào)查方面，取得了大量的海洋地質(zhì)調(diào)查成果資料和油氣資源評(píng)價(jià)資料，這些資料凝結(jié)著廣大科技工作者的勞動(dòng)結(jié)晶。以尋找海洋油氣資源為目的的海洋地質(zhì)調(diào)查工作投入高昂，從海上資料和數(shù)據(jù)采集到陸上資料處理、解釋、研究，直至編寫成果報(bào)告、編制成果圖件，各個(gè)環(huán)節(jié)都要投入大量人力、物力、設(shè)備和資金。應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)建立海上油氣地質(zhì)調(diào)查資料與資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將會(huì)提高我國(guó)的海洋地質(zhì)調(diào)查資料管理和服務(wù)水平，使海洋地質(zhì)調(diào)查和資源評(píng)價(jià)資料更好地為國(guó)家海洋礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略決策、為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、為今后的海洋地質(zhì)調(diào)查和科研項(xiàng)目服務(wù)。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的目標(biāo)是應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)一套技術(shù)上較先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，將油氣資源及評(píng)價(jià)相關(guān)的數(shù)據(jù)和調(diào)查資料進(jìn)行管理，綜合應(yīng)用多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資料全文、電子圖件、各種媒體資料的網(wǎng)上瀏覽、查詢和統(tǒng)計(jì)分析。滿足海洋油氣地質(zhì)調(diào)查資料和資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理的需要和從事海洋油氣地質(zhì)調(diào)查和科研人員利用資料的需要。

2.1　數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及建設(shè)

針對(duì)海洋油氣地質(zhì)調(diào)查成果的資料形式，建立一個(gè)適用于海洋地質(zhì)資料管理和利用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。建庫工作包括數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、資料檔案目錄數(shù)據(jù)、成果報(bào)告全文電子文件、成果報(bào)告附圖掃描圖片電子文件、資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的整理、錄入。

2.2　應(yīng)用軟件開發(fā)

要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)基本功能包括：資料目錄數(shù)據(jù)和全文內(nèi)容電子文件的錄入、編輯修改、資料歸檔管理、資料借閱管理、資料目錄報(bào)表輸出、目錄輸出、圖像顯示和輸出、電子版圖件和文字資料下載、遠(yuǎn)程資料查詢和傳送、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下客戶端瀏覽器的電子地圖、全文、聲像文件的顯示/播放和操作、數(shù)據(jù)庫文件備份等。

軟件開發(fā)工作包括三套應(yīng)用軟件：①“地質(zhì)資料管理系統(tǒng)”，使用者為資料管理人員；②“資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”，使用者為油氣資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)收集和錄入人員；③“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”，供普通科技人員通過Intranet/Internet網(wǎng)瀏覽查詢資料全文、電子圖件和目錄數(shù)據(jù)內(nèi)容。以上三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)均使用同一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，前二者對(duì)數(shù)據(jù)維護(hù)，后者從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)。

2.3　系統(tǒng)集成工作

實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和客戶機(jī)的連接和組網(wǎng)；后臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與客戶端的連接；原有資料目錄數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理；新數(shù)據(jù)錄入加載；WEB站點(diǎn)的建立；MapGis-IMS互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)器的安裝建立和矢量圖形數(shù)據(jù)的整理加載，信息系統(tǒng)開發(fā)的三個(gè)應(yīng)用軟件與上述各系統(tǒng)的整合。

3　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

從邏輯上看，整個(gè)系統(tǒng)由“地質(zhì)資料管理系統(tǒng)”、“資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”、“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)和后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)4個(gè)部分組成（圖1），其中“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”又由WEB服務(wù)器、MapGis-IMS互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)服務(wù)器、服務(wù)器端腳本程序以及0040數(shù)據(jù)庫接口、ODBC數(shù)據(jù)庫接口、MapGis數(shù)據(jù)庫引擎等多個(gè)軟件部件組成。

3.1　C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件

“地質(zhì)資料管理系統(tǒng)”和“資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”，僅限于資料管理員和數(shù)據(jù)維護(hù)人員使用，為提高系統(tǒng)安全，采用C/S結(jié)構(gòu)。選用Power Builder集成開發(fā)環(huán)境作為C/S應(yīng)用軟件的開發(fā)工具。Power Builder是專用于開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件的工具，具備支持ORACLE等大型數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的接口，提供特色的數(shù)據(jù)窗口控件，把常用的數(shù)據(jù)庫操作封裝在數(shù)據(jù)窗口控件中，提供開發(fā)語言Power Script，是開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件的高產(chǎn)開發(fā)工具。

3.2　B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件

“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”面向所有普通用戶，要求不需要學(xué)習(xí)就能讓用戶使用，因此該應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)采用B/S結(jié)構(gòu)。“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”涉及幾項(xiàng)工作，分別選用的如下：

（1）微軟公司的IIS5.0（Internet Information Server），在WEB服務(wù)器上建立網(wǎng)站。

（2）WEB應(yīng)用軟件，由于WEB應(yīng)用軟件的開發(fā)工具非常多，在應(yīng)用軟件開發(fā)中使用了多種技術(shù)和方法，包括：①語言：HTML、ASP、VB Script、Jscript、Action Script等；②數(shù)據(jù)接口：（）DBC接口，004（）接口；③開發(fā)工具：InterDev、Flash等。

（3）我國(guó)中地公司的MapGis-IMS互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)器實(shí)現(xiàn)電子地圖瀏覽。

圖1　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

Fig.1　System construction chart

4　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要是地質(zhì)資料，包括地勘項(xiàng)目或科研項(xiàng)目完成后以成果報(bào)告和圖件形式提交的資料，及在項(xiàng)目進(jìn)行中產(chǎn)生的各種文件材料以及與資料或檔案材料內(nèi)容一致的電子文件。

4.1　從應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理來看，三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)分別管理三類數(shù)據(jù)

（1）地質(zhì)資料數(shù)據(jù)

由“地質(zhì)資料管理系統(tǒng)”維護(hù)的資料目錄、報(bào)告全文以及各種多媒體的電子文件數(shù)據(jù)。

1）目錄數(shù)據(jù)：成果報(bào)告、檔案、圖件等實(shí)體的目錄數(shù)據(jù)，是描述這些實(shí)體屬性特征的數(shù)據(jù)。例如成果報(bào)告的名稱、編者、提交單位等。

2）文字材料的全文：成果報(bào)告、審核類文字材料（如評(píng)審意見書）的內(nèi)容，在計(jì)算機(jī)中以電子文件形式存儲(chǔ)，按照“國(guó)土資源部成果地質(zhì)資料電子文件匯交格式（SZ1999002-2001）”的規(guī)定，要以WORD軟件的.DOC文件格式存儲(chǔ)。

3）多媒體資料的電子文件：包括聲音、圖像、視頻、動(dòng)畫、幻燈片等電子文件。

（2）油氣資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

與油氣資源評(píng)價(jià)相關(guān)事物的屬性數(shù)據(jù)，包括調(diào)查活動(dòng)、構(gòu)造、油氣田、油氣探井等。

（3）電子圖件數(shù)據(jù)

由MapGis-IMS軟件維護(hù)的矢量型圖形數(shù)據(jù)，分別屬于“成果地質(zhì)資料電子文件匯交格式（SZ1999002-2001）”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的第一類附圖和第二類附圖的電子文件格式，可由“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”讀取顯示在瀏覽器中的數(shù)據(jù)。其在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是MapGis-IMS開發(fā)者設(shè)計(jì)的。

4.2　地質(zhì)資料各實(shí)體關(guān)系

本信息系統(tǒng)工作重點(diǎn)是地質(zhì)資料的管理和查詢服務(wù)，主要是對(duì)地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫集成和應(yīng)用開發(fā)。

地質(zhì)資料各實(shí)體關(guān)系如圖2。

圖2　地質(zhì)資料數(shù)據(jù)E-R模型

Fig.2　Geological data structure E-R model chart

需要說明的是，一份成果報(bào)告，有多個(gè)全文電子文件。一份報(bào)告的全文按照?qǐng)?bào)告章節(jié)分成多個(gè)電子文件，是一對(duì)多的關(guān)系，而不是一對(duì)一。這是考慮避免用戶在網(wǎng)上閱讀報(bào)告全文時(shí)，每次都要從數(shù)據(jù)庫取出整個(gè)報(bào)告的全文內(nèi)容傳送到本地瀏覽器中，從而增加網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，造成等待而使用戶感覺應(yīng)用軟件運(yùn)行速度過慢。

根據(jù)資料數(shù)據(jù)模型、現(xiàn)行的資料管理辦法和資料著錄標(biāo)準(zhǔn)，確定各數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及定義，共設(shè)計(jì)了3類17個(gè)數(shù)據(jù)表組成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。電子地圖數(shù)據(jù)表則由商品化軟件設(shè)計(jì)管理。

（1）地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫表

包括報(bào)告基本信息表、報(bào)告附圖信息表、檔案總目錄信息表、檔案明細(xì)信息表、圖件資料信息表、資料電子文件信息表等。

（2）資料管理事務(wù)庫表

包括成果資料移交信息表、成果資料報(bào)送信息表、資料借還信息表、資料訪問日志信息表、用戶基本信息表等。

（3）油氣評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫表

包括局部構(gòu)造信息表、圈閉信息表、調(diào)查工作量信息表、油氣田信息表、油氣資源評(píng)價(jià)信息表、油氣探井信息表等。

在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)服務(wù)器端，用PL/SQL語言編寫建立庫數(shù)據(jù)表、表空間、序列、觸發(fā)器等的命令代碼文件，可在ORACLE的SQL-PLUS環(huán)境下自動(dòng)執(zhí)行完成相應(yīng)對(duì)象的建立。

4.3　服務(wù)器端的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

采用ORACLE數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用PL/SQL語言編寫命令文件，在SQL-PLUS環(huán)境中執(zhí)行，完成各種建庫和維護(hù)操作，使建庫、建立序列、建立觸發(fā)器、數(shù)據(jù)導(dǎo)入程序化執(zhí)行。直接利用DBA STUDIO可視化數(shù)據(jù)庫管理工具，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫表、用戶賬號(hào)密碼、各種權(quán)限、序列、觸發(fā)器等的維護(hù)和管理。用ORACLE提供的BLOB二進(jìn)制大對(duì)象數(shù)據(jù)塊字段類型，實(shí)現(xiàn)成果報(bào)告全文、圖件資料的縮略圖等電子文件的入庫管理。

5　系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

“地質(zhì)資料管理系統(tǒng)”（GDMS）和“資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”，開發(fā)采用Power Builder軟件的Power Script語言開發(fā)，與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫連接采用Power Builder提供的ORACLE專用接口實(shí)現(xiàn)。軟件結(jié)構(gòu)采用客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)。

5.1　地質(zhì)資料管理系統(tǒng)

根據(jù)用戶對(duì)地質(zhì)資料檔案管理過程的需求，該系統(tǒng)需基本具備對(duì)數(shù)據(jù)的輸入、維護(hù)、查詢、統(tǒng)計(jì)、借閱、輸出、備份等模塊。為了保證數(shù)據(jù)的安全性，增加了憑密碼、賬號(hào)登錄功能及用戶管理，設(shè)置了系統(tǒng)管理員、資料管理員和普通用戶三種權(quán)限，防止非法用戶訪問資料。普通用戶只能對(duì)資料進(jìn)行查詢，不能對(duì)資料進(jìn)行添加或修改等操作，資料管理員有權(quán)對(duì)資料進(jìn)行添加、修改、查詢等操作，而系統(tǒng)管理員則權(quán)限最大，增加了對(duì)用戶管理表和系統(tǒng)日志信息表進(jìn)行維護(hù)的權(quán)限。為了使用戶更好地掌握本系統(tǒng)，還必須建立聯(lián)機(jī)幫助模塊。本系統(tǒng)各個(gè)主要模塊之間的關(guān)系如圖3所示。

圖3　地質(zhì)資料管理系統(tǒng)主要模塊關(guān)系示意圖

Fig.3　Geological data management system module chart

5.2　資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

“資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”管理對(duì)象是與油氣資源評(píng)價(jià)有關(guān)的構(gòu)造、油氣資源、油氣田、油氣探井、資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的信息，功能上主要側(cè)重于油氣評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的維護(hù)。如錄入新數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)查詢與修改、數(shù)據(jù)備份/恢復(fù)和在線幫助。數(shù)據(jù)的安全性采用與地質(zhì)資料管理系統(tǒng)相同的安全機(jī)制?？紤]到PowerBuilder程序編制的特點(diǎn)，采用如圖4所示的系統(tǒng)功能模塊圖。

5.3　地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)

“地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)”實(shí)際是一個(gè)WEB應(yīng)用軟件系統(tǒng)，由網(wǎng)頁組成的，這與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化應(yīng)用程序不同，也與可視化集成環(huán)境下開發(fā)的窗體應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)不同。傳統(tǒng)的應(yīng)用程序，結(jié)構(gòu)明顯，由各模塊組成，模塊之間通過參數(shù)傳遞實(shí)現(xiàn)模塊間的聯(lián)系，模塊通過調(diào)用執(zhí)行?？梢暬森h(huán)境下開發(fā)的窗體應(yīng)用軟件，是由各種窗體、表單、模塊、各種對(duì)象組成，代碼執(zhí)行是通過消息和事件驅(qū)動(dòng)的?！暗刭|(zhì)資料查詢系統(tǒng)”則由許多網(wǎng)頁組成，網(wǎng)頁中嵌入了可執(zhí)行的腳本程序、Java小程序、控件等，必須在WEB服務(wù)器上建立網(wǎng)站運(yùn)行，與WEB服務(wù)器上的各種應(yīng)用服務(wù)一起實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用功能。

圖4　系統(tǒng)功能模塊圖

Fig.4　Evaluation data management System module chart

WEB服務(wù)器采用的是微軟公司的IIS5.0（Internet Information Server），實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站建立和管理。圖件資料電子地圖的發(fā)布查詢?yōu)g覽功能采用中地公司的MapGis-IMS互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)器，電子地圖的圖形數(shù)據(jù)文件存放在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中或磁盤上，應(yīng)用程序可通過數(shù)據(jù)庫引擎讀取圖形數(shù)據(jù)，電子地圖的目錄數(shù)據(jù)則放在ORACLE數(shù)據(jù)庫中。對(duì)ORACLE數(shù)據(jù)庫中的以BLOB二進(jìn)制大對(duì)象數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)的成果報(bào)告全文和圖件縮略圖等電子文件的讀取，是通過ORACLE提供的0040數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用程序編程語言包括ASP、HTML、VB Script、Jscript、Action Script等，在Visual InterDev6.0集成開發(fā)平臺(tái)完成開發(fā)工作。

圖5的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中列出了地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)的菜單和網(wǎng)頁功能及其調(diào)用順序。

6　結(jié)束語

項(xiàng)目開發(fā)的系統(tǒng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的信息系統(tǒng)，分成前臺(tái)應(yīng)用軟件和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)兩部分。本系統(tǒng)采取的技術(shù)路線是：采用商用大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件在后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)管理和維護(hù)，前臺(tái)應(yīng)用軟件采用針對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件開發(fā)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（工具）進(jìn)行開發(fā)工作。這樣，數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)維護(hù)管理、數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)連接接口等問題交由后臺(tái)的商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)去完成，減少了系統(tǒng)開發(fā)難度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實(shí)例已完成開發(fā)和在工作中運(yùn)行，建成的系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：①實(shí)用性強(qiáng)；②系統(tǒng)的用戶群體廣；③系統(tǒng)功能滿足了日常工作中的資料管理和資料查閱的需求，系統(tǒng)建成后能夠繼續(xù)得到日常維護(hù)；④系統(tǒng)提供的資料內(nèi)容多樣化，有全文資料和電子地圖；⑤實(shí)現(xiàn)Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)，系統(tǒng)易使用和操作，適用于地質(zhì)資料的社會(huì)化服務(wù)；⑥與當(dāng)前國(guó)家關(guān)于地質(zhì)資料信息化要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相吻合。

圖5　地質(zhì)資料查詢系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

Fig.5　Geological data retrieval system module chart

參考文獻(xiàn)及資料

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Designing and Implememtation of Petroleum and Gas Resources Survey＆Evaluation DBMS of Ocean

Wang Ganglong Li Shaorong Chen Hongjun Zeng Fancai

（Guangzhou Marine Geology Survey,Guangzhou,510760）

Abstract:Based on the data from petroleum and gas resources survey,as well as from marine geological survey,evaluation and material,petroleum and gas resources survey＆evalu-ation DBMS（Pgrs＆eDBMS）is formed by using computer,GIS,database and WEB development technology.Pgrs＆eDBMS is a professional information management system for providing comprehensive and actual data as well as dicision-making basis for marine mineral resources survey,marine economic construction,science research and sustainable marine development.This paper focuses on introducing the establishment of database of Pgrs＆eDBMS and the development of its function.

Key Word:Petroleum resources　GIS　Marine survey　Database　Online distribution.

功能設(shè)計(jì)

5.2.1.1 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)以海外油氣與固體礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中涉及的各種風(fēng)險(xiǎn)為研究對(duì)象，在各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型與評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)開發(fā)利用過程中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、可視化展示，輔助國(guó)家與企業(yè)實(shí)現(xiàn)“走出去”戰(zhàn)略，為進(jìn)行海外油氣與固體礦產(chǎn)資源開發(fā)利用提供戰(zhàn)略決策依據(jù)。系統(tǒng)結(jié)合W ebGIS技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，構(gòu)建基于.net框架下B/S模式的國(guó)外油氣與固體礦產(chǎn)資源開發(fā)利用風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)。

整個(gè)國(guó)外油氣與固體礦產(chǎn)資源開發(fā)利用風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)包括6大功能模塊，分別是國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、需求風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)維護(hù)（圖5.1）。其中國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、需求風(fēng)險(xiǎn)5個(gè)模塊提供前臺(tái)展示功能，系統(tǒng)維護(hù)模塊主要提供系統(tǒng)管理功能。

圖5.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)前臺(tái)展示功能面向普通公共用戶。針對(duì)5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)模塊，通過可視化技術(shù)，以多種方式展示相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)以及評(píng)價(jià)對(duì)象基本信息，可為用戶提供直觀、全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息，進(jìn)而支持用戶進(jìn)行更有效的風(fēng)險(xiǎn)決策。

系統(tǒng)管理功能面向管理員用戶，提供指標(biāo)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、界面屬性等數(shù)據(jù)的相關(guān)維護(hù)，用戶權(quán)限、口令等系統(tǒng)參數(shù)的修改，以及數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)管理等功能的實(shí)現(xiàn)（左美云等，2006），為國(guó)外油氣與固體礦產(chǎn)開發(fā)利用風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)提供比較穩(wěn)定的后臺(tái)支持。

整個(gè)系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，根據(jù)WebGIS系統(tǒng)的特點(diǎn)與需求（周秋平，2003），上述6大功能模塊在邏輯結(jié)構(gòu)上按用戶服務(wù)層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層的3層結(jié)構(gòu)構(gòu)建（圖5.2）。

圖5.2 系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)圖

其中，用戶服務(wù)層是用戶在終端瀏覽器瀏覽的用戶界面，主要提供國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、需求風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)可視化展示功能，以及評(píng)價(jià)對(duì)象的基本信息展示功能；業(yè)務(wù)服務(wù)層是在服務(wù)器端采用基于ASP.net框架構(gòu)建的各種Web服務(wù)程序，如地圖服務(wù)器、模型請(qǐng)求服務(wù)器等，用以處理用戶終端的請(qǐng)求；數(shù)據(jù)庫服務(wù)層存儲(chǔ)并管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)、模型和圖形等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，挖掘有用信息，響應(yīng)服務(wù)層的連接交互請(qǐng)求等。

5.2.1.2 國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)模塊

作為世界第二大石油消費(fèi)國(guó)，我國(guó)石油進(jìn)口的50%左右來自政治經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定的中東、海灣地區(qū)，因此必須考慮獲得可靠石油資源和與油氣輸出國(guó)密切相關(guān)的各種風(fēng)險(xiǎn)因素。本模塊旨在通過全面分析世界各地區(qū)特別是油氣輸出國(guó)家敏感的政治、經(jīng)濟(jì)和地緣等的風(fēng)險(xiǎn)信息，構(gòu)建國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立評(píng)價(jià)模型，并將最終結(jié)果一目了然地呈現(xiàn)在用戶面前，為用戶是否選擇其作為石油進(jìn)口來源提供科學(xué)依據(jù)（毛小苓等，2003）。

國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)模塊分國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)可視化和國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)基本信息兩個(gè)子模塊，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示。

（1）國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)可視化

該模塊包括能源安全視角、企業(yè)投資視角和恐怖襲擊的風(fēng)險(xiǎn)可視化3個(gè)部分，除顯示世界各地區(qū)特別是油氣輸出敏感地區(qū)的國(guó)家綜合風(fēng)險(xiǎn)外，還以GIS專題圖來直觀地展示國(guó)家地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、地緣風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

（2）國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)基本信息

該模塊包括國(guó)家基本信息、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、風(fēng)險(xiǎn)因素分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，它們之間以逐層深入、遞進(jìn)的方式為用戶呈現(xiàn)國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)基本信息。

圖5.3 國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)功能結(jié)構(gòu)圖

5.2.1.3 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊

石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊旨在評(píng)價(jià)國(guó)際石油市場(chǎng)綜合風(fēng)險(xiǎn)，分析國(guó)際石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的趨勢(shì)；同時(shí)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行國(guó)際油價(jià)趨勢(shì)以及油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)分析；然后，進(jìn)行石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)，從宏觀角度為石油企業(yè)和政府提供決策支持。

市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊包括5個(gè)子模塊（圖5.4）：石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、國(guó)際石油市場(chǎng)價(jià)格抓取、國(guó)際石油價(jià)格預(yù)測(cè)、石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與石油價(jià)格多維分析。石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)將全球石油市場(chǎng)視為一個(gè)整體，評(píng)價(jià)石油市場(chǎng)的整體風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)比分析歷次評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)；國(guó)際石油市場(chǎng)價(jià)格抓取模型選擇美國(guó)能源部、華爾街日?qǐng)?bào)、中國(guó)石油集團(tuán)等網(wǎng)站定期公布的石油價(jià)格數(shù)據(jù)為對(duì)象，采取在線自動(dòng)抓取的形式獲得實(shí)時(shí)的國(guó)際石油價(jià)格數(shù)據(jù)，供其他風(fēng)險(xiǎn)模塊調(diào)用分析；國(guó)際石油價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)合國(guó)際石油價(jià)格數(shù)據(jù)和國(guó)際石油價(jià)格事件等，構(gòu)建相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型來預(yù)測(cè)其價(jià)格的趨勢(shì)；石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)采取VaR方法，對(duì)不同時(shí)間間隔的油氣價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)；石油價(jià)格多維分析模塊則根據(jù)石油市場(chǎng)、油品、價(jià)格類型等多個(gè)維度對(duì)石油價(jià)格進(jìn)行分析，并將石油價(jià)格數(shù)據(jù)導(dǎo)出供進(jìn)一步分析使用。

圖5.4 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊功能結(jié)構(gòu)圖

市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊涉及大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和應(yīng)用，包括匯率、石油價(jià)格、油價(jià)時(shí)間等；并具有和多個(gè)模塊的接口，包括國(guó)際石油價(jià)格預(yù)測(cè)、石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、石油價(jià)格多維分析等模型程序。市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊的數(shù)據(jù)獲取和應(yīng)用具有多種不同的方式，并具有多種模型接口處理方式，從而導(dǎo)致了市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊的復(fù)雜性和重要性。

（1）石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)功能包括石油市場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方案及石油市場(chǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果等管理（圖5.5）。其中，石油市場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理包括國(guó)際石油交易所、石油市場(chǎng)資源鏈接、國(guó)際油價(jià)事件和市場(chǎng)數(shù)據(jù)的信息收集、分類、整理及展示。

圖5.5 石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)功能結(jié)構(gòu)圖

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。

A.國(guó)際石油交易所。國(guó)際石油交易所提供全球主要的5個(gè)石油交易所信息，包括交易所簡(jiǎn)介和地理分布。主要交易所包括美國(guó)紐約商品交易所、倫敦國(guó)際石油交易所、東京工業(yè)品交易所、新加坡交易所和上海期貨交易所。

B.石油市場(chǎng)資源鏈接。石油市場(chǎng)資源鏈接提供了互聯(lián)網(wǎng)上和石油市場(chǎng)研究相關(guān)的豐富資源鏈接，這些資源如表5.1所示。

表5.1 石油市場(chǎng)資源鏈接

C.國(guó)際油價(jià)事件。國(guó)際油價(jià)事件提供國(guó)際已經(jīng)發(fā)生過的對(duì)油價(jià)有重大影響的事件，包含消息來源、事件時(shí)間、事件類型及事件概況。這些事件一方面供系統(tǒng)用戶直接查詢；另一方面可以在國(guó)際石油價(jià)格預(yù)測(cè)中作為油價(jià)的影響因素直接供油價(jià)預(yù)測(cè)模型調(diào)用。表5.2列出油價(jià)事件的典型來源，表5.3列出系統(tǒng)中所提供的油價(jià)事件類型。

表5.2 油價(jià)事件的來源

表5.3 油價(jià)事件類型

D.市場(chǎng)數(shù)據(jù)。市場(chǎng)數(shù)據(jù)提供包括外匯匯率、國(guó)際石油價(jià)格和油價(jià)的多維分析等在內(nèi)的市場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

外匯匯率包括下面幾種匯率數(shù)據(jù)：美元綜合指數(shù)、歐元對(duì)美元現(xiàn)貨交易匯率數(shù)據(jù)和美元對(duì)盧布匯率數(shù)據(jù)。

石油價(jià)格包括多個(gè)石油交易市場(chǎng)、多個(gè)石油品種、多種現(xiàn)貨和期貨價(jià)格類型和價(jià)格單位，各項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性的范圍見表5.4。

表5.4 石油市場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)

除此之外，還有來自美國(guó)期貨管理委員會(huì)（CFTC）的交易數(shù)據(jù)，用于評(píng)價(jià)紐約商品交易所（NYMEX）的油氣交易系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)狀況。

2）評(píng)價(jià)方案管理。

評(píng)價(jià)方案管理主要對(duì)影響石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行管理，其評(píng)價(jià)體系包括國(guó)際石油期貨市場(chǎng)投機(jī)程度、典型石油價(jià)格結(jié)算貨幣的匯率波動(dòng)程度、石油市場(chǎng)需求風(fēng)險(xiǎn)、石油供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。

3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理是基于指標(biāo)方案對(duì)整個(gè)石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的管理。為了對(duì)比分析歷史評(píng)價(jià)結(jié)果，當(dāng)用戶進(jìn)入評(píng)價(jià)結(jié)果顯示頁面的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)將歷史評(píng)價(jià)結(jié)果以曲線圖的形式顯示出來，方便用戶對(duì)國(guó)際石油市場(chǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的走勢(shì)進(jìn)行判斷，輔助用戶進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

（2）國(guó)際石油價(jià)格數(shù)據(jù)在線抓取

國(guó)際石油價(jià)格數(shù)據(jù)在線抓取是市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊的一個(gè)重要組成部分。國(guó)際石油價(jià)格數(shù)據(jù)來源主要以美國(guó)能源部和華爾街日?qǐng)?bào)為主，以中石油網(wǎng)站的數(shù)據(jù)為補(bǔ)充。對(duì)國(guó)際石油價(jià)格數(shù)據(jù)的抓取選擇任務(wù)設(shè)定的方式來實(shí)現(xiàn)，每次任務(wù)執(zhí)行的時(shí)候程序自動(dòng)鏈接相應(yīng)網(wǎng)站，下載油價(jià)數(shù)據(jù)，經(jīng)過清洗轉(zhuǎn)換后上載到中心數(shù)據(jù)庫，并記錄詳細(xì)的抓取日志記錄。

（3）石油市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)

石油市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)基于油價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù)，對(duì)不同市場(chǎng)、不同油品和不同價(jià)格類型，選擇不同的時(shí)間長(zhǎng)度及頻度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并采取直觀的走勢(shì)圖形式進(jìn)行展現(xiàn)，要求內(nèi)嵌到市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模塊中，采取ActiveX 插件形式完成。

（4）石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)旨在基于一系列油品價(jià)格，設(shè)定不同的參數(shù)，通過采取VaR計(jì)算方法來預(yù)測(cè)不同周期內(nèi)的油價(jià)風(fēng)險(xiǎn)值。

石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型屬于單獨(dú)開發(fā)的程序模塊。與油價(jià)預(yù)測(cè)不同，由于風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算過程的復(fù)雜性，不采取嵌入ActiveX的方式來集成該模型。對(duì)石油市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)模型程序，采取獨(dú)立運(yùn)行的方式，但模型輸入和輸出的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)其他模型具有交互。模型輸入來源于在線抓取模塊獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后形成規(guī)范化的數(shù)據(jù)，模型運(yùn)行結(jié)果存儲(chǔ)到中心數(shù)據(jù)庫，保存模型運(yùn)算結(jié)果。

（5）石油價(jià)格多維分析

石油價(jià)格作為多維型數(shù)據(jù)，具有良好的按維度歸并特征，可以采取多維分析的形式對(duì)石油價(jià)格進(jìn)行分析。分析所采取的維度有油品、交易市場(chǎng)、價(jià)格類型（現(xiàn)貨、多種期貨合約）、單位類型等，對(duì)油價(jià)進(jìn)行包括兩維表、級(jí)聯(lián)表、線圖、比例圖、雷達(dá)圖等在內(nèi)的表達(dá)，并且可以將分析結(jié)果直接導(dǎo)出為Excel等格式，方便用戶進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

5.2.1.4 供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)模塊

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)模塊功能結(jié)構(gòu)如圖5.6所示，包括基本信息管理、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)可視化和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理四大功能。

（1）基本信息管理

基本信息管理主要對(duì)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)展示所需的基本數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理。

（2）供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理模塊從全球油氣資源儲(chǔ)量、勘探開發(fā)、生產(chǎn)和庫存風(fēng)險(xiǎn)，以及其他影響海外油氣供應(yīng)的不確定性因素這幾方面，對(duì)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)體系進(jìn)行管理。供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理又包括國(guó)家供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)管理和區(qū)塊供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)管理，分別從國(guó)家層面和區(qū)塊層面對(duì)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)進(jìn)行管理。

圖5.6 供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)模塊功能結(jié)構(gòu)圖

國(guó)家供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)管理包括資源儲(chǔ)量不確定性評(píng)價(jià)模塊、勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模塊、生產(chǎn)和庫存不確定性評(píng)價(jià)模塊和影響海外油氣的其他不確定性評(píng)價(jià)模塊。

區(qū)塊供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)管理包括資源儲(chǔ)量不確定性評(píng)價(jià)、勘探開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、影響海外油氣的其他不確定性評(píng)價(jià)3個(gè)小模塊。

（3）供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)可視化

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)可視化可以將不同地區(qū)的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)通過GIS技術(shù)直觀展示。

（4）供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理

供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理可以對(duì)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行一系列的操作，主要實(shí)現(xiàn)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的輸入、查詢和維護(hù)。

5.2.1.5 需求風(fēng)險(xiǎn)模塊

需求風(fēng)險(xiǎn)模塊功能結(jié)構(gòu)如圖5.7所示，包括需求風(fēng)險(xiǎn)可視化、需求風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理、基本信息管理和需求風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理。

圖5.7 需求風(fēng)險(xiǎn)模塊功能結(jié)構(gòu)圖

（1）需求風(fēng)險(xiǎn)可視化

需求風(fēng)險(xiǎn)的可視化對(duì)要分析的數(shù)據(jù)和情況用GIS系統(tǒng)直觀展示，例如說能源需求、石油需求、天然氣需求，以及需求結(jié)構(gòu)等。

（2）需求風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理

需求風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理，需要對(duì)影響需求風(fēng)險(xiǎn)的各個(gè)因素指標(biāo)進(jìn)行管理。需求風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系管理包括經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)、人口指標(biāo)評(píng)價(jià)、政策指標(biāo)評(píng)價(jià)和技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)4個(gè)方面。

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)根據(jù)經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率來考慮經(jīng)濟(jì)對(duì)需求風(fēng)險(xiǎn)的影響。

人口指標(biāo)評(píng)價(jià)從人口數(shù)和人口自然增長(zhǎng)率兩方面來評(píng)價(jià)人口對(duì)需求風(fēng)險(xiǎn)的影響。

政策指標(biāo)評(píng)價(jià)從氣候政策、財(cái)稅政策和技術(shù)政策三方面來評(píng)價(jià)不同國(guó)家的不同政策的影響。

技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)從能源利用效率、能源利用效率變化率、能源結(jié)構(gòu)、能源價(jià)格、能源價(jià)格變化率和能源替代技術(shù)這幾個(gè)方面對(duì)技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（3）基本信息管理

基本信息管理主要對(duì)需求風(fēng)險(xiǎn)展示所需的基本數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理。

（4）需求風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理

需求風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理是對(duì)需求風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行一系列的操作，主要實(shí)現(xiàn)需求風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的輸入、查詢和維護(hù)。

5.2.1.6 運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)模塊

運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)模塊功能結(jié)構(gòu)如圖5.8所示，包括港口風(fēng)險(xiǎn)管理、航線風(fēng)險(xiǎn)管理、承運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)管理及海盜襲擊風(fēng)險(xiǎn)管理4個(gè)子模塊。

圖5.8 運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)功能結(jié)構(gòu)圖

（1）港口風(fēng)險(xiǎn)管理

港口風(fēng)險(xiǎn)管理包括港口指標(biāo)選擇、港口方案評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的管理。

港口指標(biāo)選擇管理從港口所屬國(guó)家、港口吞吐量、港口倉儲(chǔ)能力、港口安保能力及輸油管最大直徑等方面考慮，建立相關(guān)指標(biāo)體系，并對(duì)其進(jìn)行增加、修改和刪除。

港口方案評(píng)價(jià)管理是通過建立的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，選擇評(píng)價(jià)方法，將港口風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)管理。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果管理是對(duì)港口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方案所得結(jié)果的管理。一方面，通過GIS技術(shù)對(duì)港口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行可視化，其中港口圖標(biāo)的不同顏色代表港口的風(fēng)險(xiǎn)值，不同大小代表港口的吞吐量；另一方面，可以對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行導(dǎo)出，提供風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告。

（2）航線風(fēng)險(xiǎn)管理

航線風(fēng)險(xiǎn)管理包括航線指標(biāo)選擇、航線方案評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的管理。

航線指標(biāo)選擇管理從航線事故率、穿越風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)及航程海里等方面考慮，建立相關(guān)評(píng)價(jià)體系，并對(duì)其進(jìn)行增加、修改和刪除。

航線方案評(píng)價(jià)管理是通過建立的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，選擇評(píng)價(jià)方法，將航線風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)管理。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果是對(duì)航線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方案所得結(jié)果的管理。一方面，通過GIS技術(shù)對(duì)航線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行可視化，其中航線圖標(biāo)的不同顏色代表航線的風(fēng)險(xiǎn)值，不同粗細(xì)代表航線的運(yùn)力；另一方面，可以對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行導(dǎo)出，提供風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告。

（3）承運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)管理

承運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)管理包括承運(yùn)指標(biāo)選擇、承運(yùn)方案評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的管理。

承運(yùn)指標(biāo)選擇管理從油輪歸屬、油輪平均噸位、本國(guó)油輪承運(yùn)份額及船運(yùn)公司安全系數(shù)等方面考慮，建立相關(guān)評(píng)價(jià)體系，并對(duì)其進(jìn)行增加、修改和刪除。

承運(yùn)方案評(píng)價(jià)管理是通過建立的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，選擇評(píng)價(jià)方法，將承運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)管理。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果是對(duì)航線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方案所得結(jié)果的管理。一方面，通過GIS技術(shù)對(duì)承運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行可視化；另一方面，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行導(dǎo)出，提供風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告。

（4）海盜襲擊風(fēng)險(xiǎn)管理

海盜襲擊風(fēng)險(xiǎn)管理包括海盜襲擊數(shù)據(jù)及風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果的管理。

海盜襲擊數(shù)據(jù)管理是收集國(guó)際海事局各年各海盜區(qū)域的海盜襲擊事件次數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行增加、修改和刪除。

風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果管理是基于海盜襲擊數(shù)據(jù)來源，通過GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)海盜襲擊分布的可視化管理。

5.2.1.7 系統(tǒng)維護(hù)模塊

系統(tǒng)維護(hù)模塊主要包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和系統(tǒng)管理兩個(gè)子模塊。

（1）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)子模塊

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)子模塊針對(duì)國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和需求風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)評(píng)價(jià)過程中涉及的評(píng)價(jià)方案、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行管理（圖5.9）。

其中，評(píng)價(jià)方案管理實(shí)現(xiàn)對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方案的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，主要包括已有評(píng)價(jià)方案的修改維護(hù)和新評(píng)價(jià)方案的增加。而評(píng)價(jià)方法管理實(shí)現(xiàn)對(duì)已有的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重審核和權(quán)重維護(hù)。此外，評(píng)價(jià)結(jié)果管理包括評(píng)價(jià)結(jié)果的維護(hù)和評(píng)價(jià)結(jié)果的展示。

（2）系統(tǒng)管理子模塊

系統(tǒng)管理子模塊包括數(shù)據(jù)和模型的管理以及系統(tǒng)運(yùn)行管理兩大功能（圖5.10）。數(shù)據(jù)和模型的管理，利用計(jì)算機(jī)和各種開發(fā)工具對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行抓取、抽取、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用，以及對(duì)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的導(dǎo)人、數(shù)據(jù)的運(yùn)算和數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。系統(tǒng)運(yùn)行的管理負(fù)責(zé)系統(tǒng)的正常運(yùn)行與維護(hù)，包括操作日志、系統(tǒng)參數(shù)和權(quán)限設(shè)置等管理。

圖5.9 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)功能結(jié)構(gòu)圖

圖5.10 系統(tǒng)管理功能結(jié)構(gòu)圖

1）數(shù)據(jù)和模型的管理。

數(shù)據(jù)和模型的管理模塊包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、油價(jià)數(shù)據(jù)管理和圖庫管理，每個(gè)管理模塊又包括若干細(xì)分子功能（圖5.11）。

圖5.11 數(shù)據(jù)和模型的管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)查詢中所涉及各種對(duì)象基本屬性值進(jìn)行維護(hù)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)。油價(jià)數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)美國(guó)能源部、中石油、《華爾街日?qǐng)?bào)》三大來源數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)抓取，并對(duì)它們進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后再上載到中心數(shù)據(jù)庫，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)油價(jià)事件的網(wǎng)頁抽取。圖庫管理主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)所有圖片的集中式管理，主要包含已有圖片的維護(hù)和新增圖片的維護(hù)。

2）系統(tǒng)運(yùn)行的管理。

系統(tǒng)運(yùn)行的管理功能包括系統(tǒng)參數(shù)管理、系統(tǒng)權(quán)限管理、日志的管理和系統(tǒng)負(fù)載統(tǒng)計(jì)管理。其中，系統(tǒng)日志的管理又包括操作日志的管理、油價(jià)處理日志的管理和模型運(yùn)行日志的管理（圖5.12）。

系統(tǒng)參數(shù)管理對(duì)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括數(shù)據(jù)抓取失敗次數(shù)閾值的設(shè)置，數(shù)據(jù)抓取間隔時(shí)間的設(shè)置，以及數(shù)據(jù)保存路徑的設(shè)置等。

圖5.12 系統(tǒng)運(yùn)行的管理

系統(tǒng)權(quán)限的管理是對(duì)登錄系統(tǒng)前，后臺(tái)用戶權(quán)限的管理（徐啟等，2005）。

系統(tǒng)日志管理的目的，是便于今后相關(guān)問題的查錯(cuò)，包括操作日志的管理、油價(jià)處理日志的管理和模型運(yùn)行日志管理。

系統(tǒng)的負(fù)載統(tǒng)計(jì)管理負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)在一定時(shí)間內(nèi)，用戶對(duì)某個(gè)或某些模塊的訪問量。

當(dāng)前文章：gis技術(shù)在油田中的應(yīng)用 gis技術(shù)在油田中的應(yīng)用有哪些
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