油田地面工程空间数据库建设研究

田文军

摘 要 随着石油企业的生产，油田地面生产运行的传统管理方式已经逐渐不能够适应目前油田开发的现状，结合GIS技术，从地面系统运行与管理角度，以提高安全生产运行效率为目的，开展油田地面工程空间数据库建设的研究，为地面系统生产运行高效、安全的管理提供强有力的基础。本文以CGCS2000坐标系为参考基准，选择开源软件PostGIS作为空间数据库的软件平台，选用天地图前置服务作为基础地理数据服务，分九个专业来建设地面工程空间数据库。

关键词 地面工程;空间数据库;PostGIS;天地图

前言

国内油田企业逐步进入开采的后期阶段，地面设备设施陈旧，管网腐蚀程度较高的问题比较突出，同时又受到环保问题的制约，传统的油田地面工程运行管理手段无法满足现阶段的要求。运用GIS技术为油田地面生产运行提供设备设施的管理、可视化展示、应急响应、生产预警、流程模拟、空间分析等功能，实现地面生产运行管理的智能化，从而提升地面生产运行管理效率，降低运维成本。对于信息系统来说数据是基础与支撑，地面工程空间数据库的建设是关键。

1空间参考基准

空间参考（Spatial Reference）是GIS数据的骨骼框架，能够将我们的数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标[1]。

新中国成立以来，中国分别建立了1954北京坐标系、1980西安坐标系和CGCS2000多套国家大地坐标系，但以目前测绘行业的现状来看，无论是从坐标系的精度，还是测量的手段、效率和精度，空间数据库的参考基准都应该选择CGCS2000坐标系。

2空间数据库软件平台

由于空间数据具有空间位置、非结构化、空间关系、分类编碼、海量数据等特征，一般的商用数据库管理系统难以满足要求。目前比较流行的主要集中在“关系型数据库+空间数据引擎”、“扩展对象关系型数据库”两类。

“关系型数据库+空间数据引擎”的缺点是空间操作和处理无法在数据库内核中实现，数据模型较为复杂，扩展SQL比较困难，不易实现数据共享与互操作。

“扩展对象关系型数据库”的优点是空间数据的管理与通用数据库系统融为一体，空间数据按对象存取，可在数据库内核中实现空间操作和处理，扩展SQL比较方便，较易实现数据共享与互操作。

开源空间信息软件PostGIS是典型的“扩展对象关系型数据库”管理系统，它是对象关系型数据库系统PostgreSQL的一个扩展，增加了存储管理空间数据的能力，同时遵循OpenGIS的规范[2]。

因此，将开源软件PostGIS作为空间数据库的软件平台是一个非常好的决定。

3地面工程空间数据库建设内容

油田地面工程数据涵盖类别多、覆盖面广，不仅有地上，还有地下;既有空间信息，也有属性信息;不仅包括静态数据，还包括动态生产数据。因此地面工程数据建设上应该全方位、多视角考虑，尽可能全面进行组织。

地面工程数据从专业上来分，主要分为原油集输、天然气集输、注入、给排水、消防、供配电、污水处理、通信、油田道路九大专业。主要涉及的对象有井、管线、站库、计量间、通信设施、供配电设施、消防设施、油田道路等。

4数据建设方法

油田地面工程空间数据的建设可以按照不同的类型来进行，下面对基础地理和地面工程两类数据的建设方式方法进行详细说明[3]。

4.1 基础地理数据建设方法

基础地理数据是建设空间数据库的基础，作为底图来展示，满足各类设施设备周边环境查看，为后期地面工程设计、运维、高后果区分析、应急预警等做准备。基础地理包含线划图（DLG）、影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）三种常见的数据，以及各类专题数据，如：水系、交通、保护区、居民地等。针对基础地理数据的建设有两种模式，一种是购买方式，另一种是服务方式。购买方式需要大量资金的支持，并不能满足数据的时效性，而服务方式只需要少量的服务费，还能保证数据的时效性，显而易见采用前置服务的方式比购买方式要好得多。目前，国内基础地理数据提供商有百度、高德、天地图等，而天地图是国家地理信息公共服务平台，提供的数据拥有全面、丰富、更新频次高、安全可靠等优点，推荐与天地图合作开展前置服务，为企业提供基础地理地图服务。

4.2 地面工程数据建设方法

地面工程各类设施从设计到竣工都会留下相应的资料，可采用数据转换的方式，根据不同的资料，运用不同的技术手段，最终形成空间数据。

纸质资料的数据，需要进行电子化，难点在于坐标的配准、属性信息提取、图幅接边、纸张变形等。

电子资料的数据，这类数据大部分是CAD数据，主要难点集中在数据分类和分层上，要实现一类对象存放于一个图层，同时还要满足点、线、面三个要素的单一性。完成数据分类和分层以后，可以按照空间数据转换技术规程进行转换和入库[4]。

有的地面工程设施没有参考信息，只能采用测绘的方式完成数据的建设。

5结束语

运用PostGIS建立企业级的空间数据库平台，结合天地图的前置服务，而打造的油田地面工程空间数据库，可以说是一个新的思路与方法，不仅提升了空间数据的访问速度，还更具有经济性。

参考文献

[1] 王蕾，陈渠波.云环境下基于PostGIS的城市时空地质大数据管理研究[J].资源信息与工程，2019，34（5）：117-120.

[2]王媛媛.GIS在油田地面工程建设中的应用探究[J].石化技术，2018，25（9）：78.

[3] 徐永明.地理信息系统在地面工程中的应用[J].科技创新与应用，2015（18）：298.

[4] 张漫，周喜红，赵春媛.GIS在油田地面工程中的应用[J].油气田地面工程，2004（2）：45.