一种地质图件数据管理系统设计思路

张 芸

（中国石油大港油田公司信息中心，天津 300280）

1 非结构化数据与地质图件的类型

经多年信息化建设，油田产生了大量有价值的数据资源，如多种软件产生的特定格式数据、地质研究产生的各类地质图件、文档中包含的数据、专业数据库中的数据等。这些数据资源对于油田企业来说非常宝贵，地质成果图件类数据就是其中一种。目前，结构化数据已经有结构化数据库等专业数据库对其进行管理，并且已经实现灵活应用，而非结构化数据存在着存储和应用难的问题。

油田企业中的地质成果图件类数据文件较小，产生量大，且需要根据图件的成图软件不同，选择特定的专业软件来解析和打开，各专业软件之间缺乏统一的数据成图标准，图件里蕴含着大量有用信息，但提取这些信息要将其转化为结构化数据，这在技术上存在一定难度。

常用地质图件的类型大概分为两大类：平面图和剖面图。

1.1 平面图

平面图包括构造井位图、砂体等厚图、沉积相图、地层等厚图及砂地比等值图等。在这类图件中，构造井位图的使用频率最高。制作这类图的软件产品大多为北京侏罗纪软件股份有限公司的Geomap、北京金双狐油气技术有限公司的成图系统和Corel 公司的Coreldraw 等软件。

1.2 剖面图

剖面图包括综合柱状图、地层对比图、油藏剖面图、砂体连井剖面图及沉积相剖面图，其中使用频率最高的为地层对比图、油藏剖面图。制作这类图件的常用软件为西安卡奔软件的Resform、西安石文软件有限公司的制图系统和Corel 公司的Coreldraw 等软件。

2 地质图件管理中的需求

目前，在用的地质制图软件种类多样，造成成果图件格式多样。这些成果图件存储于不同的制图软件和个人电脑中，无法实现成果数据的统一管理与共享，不方便成果数据的推广应用，且存在较大的信息安全隐患，不利于图件的二次应用。因此，油田企业需要建立统一的地质图件管理平台，将不同格式的成果图件统一管理，满足共享应用与成果图件深化应用的需要。

针对以上在图件管理中出现的问题，文章梳理出图件管理过程中的需求。

（1）图件加载需求：需要支持不同制图软件的图件加载，可以按项目加载图件，实现图件的批量上传，对入库图件进行质量检查和约束。

（2）图件管理需求：需要实现图件、图件元数据 （图件信息）和图元数据的统一存储和管理，实现图件的集中管理。同时，根据用户需求，需要提供一个用户的私人图盘，满足图件的上传和版本管理的需求。

（3）图件可视化需求：需要实现不同制图软件成图的缩略图展示、单图高清在线预览、矢量图生成和预览、多图联动查看功能。

（4）图件服务需求：需要实现不同制图软件图件的主流缩略图格式的预览和下载，提供可对接的图件服务方法，对已入库图件根据不同的需求进行分类检索。

（5）图件规范入库需求：需要制定图件的编制标准，规范图件的入库内容和流程。

3 地质勘探成果图件数据管理系统设计

3.1 总体设计

地质图件数据管理系统总体架构设计如图1所示。

从图1 可以看出总体架构分为3 层：数据源层、数据集成层及应用层。

图1 地质图件数据管理系统架构设计

数据源层是留存于研究人员用户手中的用各个厂商的系统或者软件制出的成果图件。数据源层通过图库的集成和加载，将图件文件、图件元数据（图件本身的描述信息）和分析图件拆解出的图元信息分别存储到数据集成层。

数据集成层存储分为两个部分：结构化数据存储部分和非结构化数据存储部分。结构化数据存储部分存储项目信息、图件信息、图件分析拆解出的结构化图元信息及一些管理信息，非结构化数据可采用对象存储或文件存储，通过地质映射的关系将图件元数据和图件存储进行关联。

应用层将存储的数据进行深化应用，包括利用地理信息系统（Geographic Information System，GIS）划定范围筛选图件、利用图件的元数据行程动态目录实现图件的分类查看，利用元数据进行图件的查询检索。同时，可以对图件进行高清展示，并提供图件的微服务，进而方便外部程序对图件的存取和调用。在这个过程中，需要对图件进行严格的数据安全控制和读取的权限控制。

3.2 功能设计

系统总体功能设计为6 个部分，包括图件加载、图件管理、图件可视化、图件服务、系统管理及图件入库规范管理。

（1）图件加载：根据研究主题创建研究项目，由用户选择各类专业图件进行加载和上传，包括构造图、沉积相图、储层物性图、油藏剖面图、地层对比图等各种成果图件和OFFICE/WPS/PDF 文档等，支持GeoMap、双狐、卡本等各种图件管理软件；开发批量上传工具，支持成果图件并按年份、类别等多维度分类规范入库，实现成果图件批量上传，在图件上传的时候对图件的规范性进行检查，包括图件编写人、图例是否清晰、内容是否符合规范要求等。①创建项目：创建图件所属的研究项目，可以对项目信息进行描述和编辑。②批量加载：开发批量上传工具，根据不同维度和图件类别实现成果图件的批量上传、打包上传，支持批量图件的附加信息编写和标注，支持附加信息的引用，减少信息的重复录入工作。③质量控制：对所上传的图件进行质量控制，根据不同图件的编写和发布标准进行图件图元和图件元数据（附属信息）的质量检查，对符合标准的图件进行入库，对不符合标准的图件需要给出不合规的要点及整改建议。

（2）图件管理：利用数据库结合非结构化数据存储技术对各类图件进行存储，通过系统可以进行图件信息编辑和图件的移动、删除等操作。①图件存储管理：采用对象存储的方式对图件进行存储，采用结构化数据库对图件的附加信息、项目信息、图件存储路径进行存储，形成图件的存储清单。②图件信息编辑：对图件进行附属信息的在线编辑。③图件结构化存储：除了将图件整体作为非结构化数据存储，还需要将图件的图元信息进行拆解，将其中的关键信息（如坐标、分层数据、井组对比关系等）数据进行结构化存储，打破不同软件之间的成果图件成图技术壁垒，将不可直接读取的图件数据转为可直接读取的数据存储到结构化数据库中，便于二次成图。④私人图盘和公开图盘：图件根据不同属性划分为私人图盘图件和公共图盘图件两种。其中，私人图件的上传不用严格遵守图件的上传规则，仅限于私人的使用，在这个过程中需要对图件有版本管理和控制的功能，方便图件的恢复和找回。公开图盘中的图件为发布在图库系统中的公共图件，需要严格遵守图件的上传规范，包括图元检查合规、图件元数据填写完整、清晰，以便公共图件的筛选。

（3）图件可视化：包括缩略图展示、单图高清预览、多图联动查看功能。图形库同时支持WEB 下的图件预览，支持缩略图显示、单图高清预览，矢量图预览等图件可视化功能。①缩略图展示：集成PCGSERVER，实现不同软件产品的缩略图生成，并进行发布查看。②单图高清预览：将图件进行矢量化，生成高清矢量单图。③多图联动查看：利用图件中共有的属性信息（如深度等）实现同一项目不同维度和类型图件的多图联动。

（4）图件服务：已入库图件的发布、浏览、下载，以及图件和相关数据的获取。①地理信息系统（Geographic Information System，GIS）导航：支持GIS 导航查询，GIS导航地图能够叠加图件范围信息、数量信息，同时GIS支持层位过滤，按指定层位检索图件分布信息。②分类管理：从多种维度对图件进行分类查看，如根据项目、图件编制时间、图件编制人、图件编制软件、图件格式等。③查询检索：支持多种检索方式，如按照油田、层位、开发单元等进行检索，同时支持用户定义的检索树，按照用户习惯检索图件信息。④源文件服务功能：提供图件的源文件下载服务。⑤主流图片格式服务功能：提供图件的主流图片的生成和下载服务，包括png、bmp、jpg 等格式。⑥HTML5 服务功能：提供图件和图件信息预览和下载的HTML5 的服务，可以使用服务获取所需的图件内容，为其他需要图件浏览和下载的程序提供服务入口。

（5）系统管理：主要包括组织结构管理、用户管理、工作组管理、代码管理。①组织结构管理：对现有组织结构进行注册和描述。②用户管理：包括用户的注册、用户信息的填写、用户归属划分等。③工作组管理：一个用户可以属于多个工作组，一个工作组的用户可以进行图件的共享操作。④代码管理：这里的代码指的是代码表，在图件元数据中有些数据有一定的标准填写范围，这类数据不应要求用户手动填写，而是应该进行选取，其选取范围由代码管理部分进行管理。代码管理不止管理代码内容，还需要管理代码的父子关系。

（6）图件入库规范管理：规范项目中需要入库的图件内容、入库图件的格式标准和质量标准，控制图件入库流程。①入库内容：对图件的入库内容进行规范，包括图例信息、图元信息内容等，不同类型、不同项目的图件入库内容也不相同，需要确定各类项目应归档的图件内容。②入库标准：参考《石油地质绘图软件符号规范》（SY/T 6931—2012）等制图标准规范并结合实际图件制作和应用标准，对图件的命名、图例编写格式等进行规范，制定相关图件的绘制标准并发布，提供公开的图件标准供研究人员查看、参考。③入库流程：规范图件入库流程，基于岗位和项目，建立标准化的成果归档与审核流程，支持成果多版本管理，知识产权归属可追溯，促进研究成果共享和应用。

3.3 微服务设计

根据使用需求，规划了6 个图件读取的微服务。①获取图件类型：返回图件类型。②获取图件信息集合：返回图件信息集合。③根据图件身份标识号（Identity Document，ID）获取图件：返回图件存储路径。④根据图件名称获得图件：返回图件存储路径。⑤根据油田区块获取图件列表：根据油田区块返回图件列表。⑥根据基于结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）的图件信息综合检索内容获取图件列表：根据SQL 返回图件的ID列表。

4 结语

非结构化数据的管理和应用一直是数据管理中的难点。地质图件是地质研究人员的劳动成果，蕴含着丰富、有价值的信息，因此相关人员要深度挖掘这些信息，并将它们合理存储和利用起来。地质图件数据管理和应用的难点在于各个软件厂商的成图技术不同，不同软件之间的技术差异导致二次成图困难，这个问题不仅体现在地质图件数据中，还体现在其他的非结构化数据中。但是，随着新型技术的发展，以及集成、共享、合作等理念不断深入，非结构化数据将会得到充分的应用。