Салтовец А.А., Николаев В.М., Десяткин К.А., Зефиров А.В.,

ООО «Газпром добыча Ямбург», г. Новый Уренгой,Ямало-Ненецкий АО, тел.:(83494) 96-23-18, e-mail:A.Zefirov@ygd.gazprom.ru

Введение

После проведения анализа рынка программного обеспечения геоинформационных систем (ГИС) и выбора программных продуктов семейства ArcGIS, мы приступили к решению следующих задач:

1. Разработка логической структуры базы пространственных данных (БПД);
2. Апробация технологий и физическое наполнение БПД данными;
3. Обеспечение возможности взаимосвязи создаваемой ГИС с существующими и создаваемыми в Обществе информационными системами;
4. Разработка нормативной базы, регламентирующей работу с пространственными данными в Обществе;
5. Реализация средств Web-предоставления пространственных данных.

В организации внедрён ряд информационных систем, обеспечивающих сбор, обработку и использование технологических, финансово-экономических и геолого-промысловых данных. Объединяет эти системы то обстоятельство, что содержащаяся в них информация служит для описания одних и тех же пространственных объектов, но с разных точек зрения – технологической, экологической, бухгалтерского учёта и пр. То есть, универсальным связующим звеном между разными информационными системами может служить пространственная компонента этих объектов. А геоинформационная система, оперирующая пространственными объектами, является наиболее удобным средством доступа к разноплановой информации по ним [1].

Исходя из принципов и стратегии построения корпоративной системы, а также после тестирования ПО, был определён необходимый базовый набор программного обеспечения и аппаратно-технических средств для развертывания ее узлов [2]. Для каждого территориально обособленного сегмента сети Общества было решено организовать собственный узел хранения пространственных данных. В случае редактирования данных на одном из узлов, изменения реплицируются и на остальные узлы. Такое решение позволяет увеличить скорость обслуживания клиентов и уменьшить трафик между сегментами сети.

В состав типового серверного узла входят:

• Программное обеспечение
  • промышленная система управления базами данных (СУБД) MS SQL Server
  • сервер пространственных данных – ArcSDE
  • сервер публикации пространственных данных ArcIMS
• Технические средства
  • два сервера, подключенные к интрасети Общества.

Для администрирования базы пространственных данных (БПД) используется ArcEditor, а для редактирования и анализа геоданных – ArcEditor и ArcView. В состав узла также входит ряд дополнительных модулей, таких как SpatialAnalyst, DataInteroperability и др., обеспечивающих процессы накопления, обработки и обмена данными.

ArcIMS может рассматриваться как совокупность нескольких блоков: демонстрационный (клиентские приложения), функциональный (серверные приложения) и блок управления. Масштабируемая архитектура сервера позволяет подстраиваться под растущий спрос на публикуемые ресурсы без необходимости перестраивать приложения [3].

Предоставление пространственных данных пользователям

В рамках работ над проектом «Создание и внедрение единой географической информационной системы ООО “Газпром добыча Ямбург”» утверждена логическая структура и физически реализована база пространственных данных Общества. Для обеспечения работы с пространственными данными, их анализа и поддержки принятия эффективных управленческих решений необходимо организовать доступ к информации в базе пространственных данных широкому кругу пользователей. Другими словами, требуется создать универсальный инструмент предоставления пространственных данных, используя возможности  корпоративной интрасети.

Использование Web-доступа в условиях нашей организации позволяет наиболее эффективно решать задачу оперативного обеспечения специалистов пространственными данными и описательной информацией. В этом случае отпадает необходимость закупки и установки на компьютеры конечных пользователей большого количества программного обеспечения и обучения работе с ним. ArcIMS позволяет создавать необходимые по функциональности и составу данных карты, доступ к которым обеспечивается через ГИС-портал ООО «Газпром добыча Ямбург».

ГИС-портал ООО «Газпром добыча Ямбург»

ГИС-портал предназначен для предоставления пространственных данных с разноплановой информацией об объектах добычи и подготовки газа на основе инфраструктуры распределенных тематических баз данных.

Размещенные на портале карты специально подготовлены для открытого доступа и не содержат информацию, подлежащую ограничению. Они опубликованы в условной системе координат и предварительно разгружены от избыточной информации. Эти Web-карты обеспечивают предоставление пространственных данных и их атрибутов в Интрасети с возможностью навигации, поиска, получения атрибутивной информации и осуществления других, в том числе тематических, функций.

На главной странице ГИС-Портала (рис. 1) опубликованы Web-карты общего доступа: обзорная карта территории интересов общества с административным делением и муниципальными образованиями; детальные карты месторождений ООО «Газпром добыча Ямбург». Помимо этого, с нее можно обратиться к космическим снимкам и другой справочной информации, в том числе планам вахтовых поселков.

Рис. 1. ГИС-ПОРТАЛ ООО «Газпром добыча Ямбург»: 1. Разделы по видам информации, 2. Меню подразделений, 3. Карты общего доступа, 4. Космические снимки, 5. Карты городов вахтования.

Поскольку данные на сайте структурированы по производственно-технологическому принципу, возможны следующие способы получения информации:

Через меню подразделений:

• Управления геологии и лицензирования месторождений (УГРиЛМ)
• Нефтегазодобывающего управления (НГДУ)
• Ремонтно-эксплуатационное управления (РЭУ)
• Управления обустройства месторождения (УОМ)
• Маркшейдерско-геодезической службы (МГС)
• Управления научно-исследовательских и производственных работ (УНИПР)

Путем обращения к разделам по видам информации: Карты, Технологические схемы, Землепользование, Экология.

Через доступ к данным, включающий в себя поиск информации по ключевым словам (название объектов, географические названия, названия документов и т.п.) и “карте сайта”. Эти два инструмента позволяют даже начинающему пользователю быстро найти интересующую его информацию. На Web-картах широко применяется инструмент «горячая связь». С его помощью обеспечивается доступ к документам, относящимся к пространственным объектам, таким как акты обследования скважин, фотографии, отчеты, геологические разрезы, чертежи и многое другое.

Достаточно большое внимание уделяется документированию информации, размещенной на ГИС-портале Общества. Для этого создаются страницы с описанием ресурсов.

Реализация перечисленных выше возможностей была достигнута за счет:

• Web предоставления информации в сервисно-ориентированной архитектуре;

• Организации централизованного хранения пространственных данных в СУБД MicrosoftSQLServer 2000 с использованием ArcSDE.

• Обмена данными и запросами с компонентами базы пространственных данных с использованием XML (расширяемый язык разметки в программировании).
• Организации доступа к базе пространственных данных через ГИС-портал и посредством ArcIMS с помощью механизма публикации карт.

Публикация web-карт

Публикация карт является одной из составляющих процесса предоставления пространственных данных и включает в себя следующие этапы:

• подбор пространственных данных для составления карты, добавление необходимых картографических слоев, хранящихся на сервере Microsoft SQL Server с использованием технологии ArcSDE;
• редактирование карты, создание подписей, настройка слоев для ускорения прорисовки карты, организация географического зуммирования;
• добавление тематических слоев в зависимости от функционального назначения карты;
• создание нового web-сервиса с помощью ArcIMS;
• настройка перечня инструментов (панели инструментов), которые будут доступны для работы пользователю тематической карты; установка слоев и атрибутов, отображаемых при запросах пользователя.

Видимо тут следует упомянуть, что Web-сервис – это сервис, к которому можно получить доступ и использовать через интрасеть с помощью стандартных Интернет протоколов.

Стандартная функциональность web-карт, созданных при помощи ArcIMS, уже не удовлетворяет все возрастающие потребности пользователей. В связи с этим был разработан собственный универсальный шаблон web-карт (рис. 2) с дополнительными функциями (инструментами), реализованными посредством web-программирования.

Рис. 2. Универсальный интерфейс web-карт: 1. Тематический заголовок, 2. Панель управления, 3. Кнопки переключения окон, 4. Окно отображения данных, 5. Меню быстрой навигации.

Универсальный шаблон web-карт

Благодаря средствам модификации пользовательского интерфейса в ArcIMS, существует возможность разработки собственных клиентских приложений, используя технологии JSP, ASP, VB.NET.

В результате нами было создано корпоративное решение в виде универсального шаблона web-карт.

Содержимое универсального шаблона web-карт:

• Тематический заголовок карты – название сервиса, используемого в данной web-карте;
• Панель управления. С ее помощью можно найти интересующий пользователя объект, распечатать или сохранить на компьютере и просмотреть его атрибутивные данные. Реализованы возможности измерения расстояний и площадей интересующих пользователя участков, просмотра данных мультимедиа – фотографий зданий, различных графических материалов и др.;
• Кнопки быстрого переключения окон: «Слои» – быстрый переход к списку слоев карты; «Легенда» – просмотр легенды карты; «Поиск» – включение инструмента поиска объектов по различным атрибутам; «Справка» – интерактивная справка по инструментам панели управления;
• Окно отображения атрибутивных данных и различных операций, таких как поиск, построение запросов и т.д.
• Меню быстрой навигации по карте, с его помощью происходит выбор из списка часто запрашиваемых объектов и их приближение;
• Окно отображения карты.

Помимо стандартного набора ArcIMS реализованы следующие функции и инструменты:

• Добавлены функциональные кнопки, улучшающие навигацию по сайту: «слои», «легенда», «поиск», «справка»;
• Доработано табличное предоставление информации и вывод функциональности в правое окно web-карты;
• Добавлена система «справки», что позволяет начинающему пользователю работать без предварительного инструктажа по методике работы, а опытному пользователю напоминает о назначении того или иного инструмента.
• Созданы новые инструменты навигации:
  • зуммирование с помощью левой кнопки мыши;
  • установка необходимого пользователю масштаба;
  • инструмент «быстрой навигации» по карте, обеспечивающий выбор часто запрашиваемых объектов из списка и их приближение;
  • расширенный поиск, позволяет более гибко производить поиск различных объектов Общества.
• Важным является улучшение механизма печати отчетов, который обеспечивает распечатку качественных графических и текстовых материалов непосредственно с рабочего места пользователя. Можно устанавливать размер фрагмента карты, определять элементы оформления карты (направление севера, линейный масштаб и др.)
• Добавлены инструменты для работы с тематическими данными.

Универсальное предоставление информации служит удобным инструментом отображения пространственных и атрибутивных данных для широкого круга пользователей, но оно не решает всех вопросов. Часто возникают узкоспециализированные задачи, сформулированные группой пользователей или подразделениями Общества, которые требуют специфического представления и собственных инструментов.

В связи с этим, для интеграции с другими технологиями и информационными системами, используемыми в организации, посредством web-программирования создаются тематические web-карты.

Тематические Web-карты

Тематические web-карты являются механизмом, обеспечивающим интеграцию пространственных данных с данными других информационных систем, используемых в ООО «Газпром добыча Ямбург». Системы могут быть реализованы по различным технологиям и сохранять свои данные в различных СУБД. Тематическая карта связывает атрибутивные данные внешних систем и отображает их вместе с пространственными объектами.

Web-карты создаются на основе универсального шаблона и, в зависимости от решаемой задачи, к ним добавляется соответствующая функциональность и специализированные инструменты (рис. 3).

Рис. 3. Тематическая web-карта: 1. Инструмент отображения границ и вывода информации по земельным участкам, 2. Связь с SAPR3, 3. Информация по источникам выбросов, 4. Инструмент отображения границ уборки и информации по уборочным площадям.

Говоря о содержании тематических web-карт, отметим, что в систему включены базовые пространственные данные с полным атрибутивным составом и специализированная информация об объектах, поступающая из различных служб и подразделений Общества (рис. 4). Так, для службыуправления земельно-имущественным комплексом реализован инструмент отображения объектов недвижимого имущества, а также встроенного внутрицехового и скважинного оборудования, информация о котором поступает из системы поддержки финансово-хозяйственной деятельности SAPR3 посредством выгрузки из нее данных с заданной периодичностью.

Рис. 4. Тематическая web-карта: 1. Информация по земельным участкам, 2. Уборочные площади, 3. Данные из SAPR3, 4. Отображение границ уборки.

Для задач, решаемых подразделениями Общества с использованием информации о земельных участках, организован доступ к этим данным. При выборе соответствующего инструмента и, затем, пространственного объекта отображается граница земельного участка, на котором находится объект, и выводится информация с характеристиками участка.

Решена также задача подсчета и визуализации площадей уборки для обоснования численности сотрудников РЭУ. Пользователи тематического Web-сервиса могут просмотреть уборочные площади, измерить расстояния и площади, вывести на печать отчет с необходимыми комментариям и подписями.

Для решения текущих задач экологического мониторинга на месторождении создана функциональность, предоставляющая информацию о точках опробования и источниках выбросов вредных веществ, детальная информация о которых поступает из присоединенной базы данных УНИПР. По щелчку мышью на интересующем объекте выводится список источников загрязнения с их детальными параметрами (рис. 5).

Рис. 5. Тематическая web-карта: 1. Информация по источникам выбросов, 2. Поиск в SAPR3, 3. Поиск информации по земельным участкам, 4. Выбор источников загрязнений, 5. Запрос по точкам опробования.

Со стороны web-карты дополнительным программированием добавлен расширенный поиск пространственных объектов на основе привязанных к ним тематических данных из внешних источников. Выбрав по шаблонам запросов интересующие данные, можно посмотреть, к чему они относятся – при активировании ссылки произойдет приближение на карте к соответствующему объекту (рис. 5). Это, например, удобно для поиска имущества по атрибутам (инвентарные номера, код ОКОФ, название имущества, его пользователь или материально ответственное лицо) из SAPR3. Также организован быстрый поиск земельных участков по кадастровому номеру или названию. Либо можно выбрать источники загрязнений по таким критериям как название источника выделения, вид загрязняющего вещества и др. Кроме того, в систему включены точки опробования воды и почвы на территории Заполярного месторождения. Они представляют собой специализированную базу данных, содержащую информацию о точках опробования и протоколы химического анализа по годам. Реализован поиск точек опробования по трем показателям: номер точки, место опробования и тип пробы.

Созданный инструментарий позволяет решать и обратную задачу поиска. При выборе пространственного объекта отображается специализированная тематическая информации из внешних источников, которую невозможно показать на карте: внутрицеховое оборудование, источники загрязнений и т.д.

Существенным преимуществом web-карты является возможность просмотра мультимедийной информации и различных технологических схем, связанных с объектами карты: технические паспорта, поэтажные планы с фотографиями зданий и сооружений, акты обследования скважин с фотографиями, информация о точках опробования, данные химического анализа (рис. 6).

Рис. 6. Просмотр мультимедиа и технологических схем.

Данные поступают из баз данных и файловых хранилищ соответствующих подразделений общества.

При необходимости пользователь может распечатать отчет, содержащий пространственную информацию о положении объекта, тематические данные подразделений и материалы мультимедиа с технологическими схемами (рис. 7).

Рис. 7. Печать отчета.

Таким образом, тематические web-карты разрабатываются под конкретные задачи, решаемые тем или иным подразделением Общества.

Дополнительная функциональность в виде интеграции пространственных данных с тематическими данными внешних источников реализуется программированием клиентских сценариев для браузера (JavaScript) и ASP-программированием. При этом, обращение к различным внешним источникам – информационным системам Общества – производится серверными сценариями ASP через средства запросов SQL.

Таким образом, осуществлена задача объединения различной информации об объектах (технологической, экологической, бухгалтерского учёта и пр.) на основе их пространственного положения. Тематические web-карты служат удобным средством доступа к разноплановым данным и их визуализации.

Результаты и перспективы

Вот что нами достигнуто к осени 2007 года:

• Предоставление пространственных данных в электронном виде пользователям осуществляется с помощью стандартных web-карт, доработанных средствами программирования;
• ГИС-портал стал универсальным ресурсом доступа к разноплановым пространственным данным Общества;
• Обеспечена конфиденциальность информации путем организации защиты от несанкционированного доступа средствами ArcGIS и СУБД MSSQLServer 2000;
• Отсутствует необходимость в установке дополнительного программного обеспечения на клиентских рабочих местах, где достаточно иметь стандартный Internet Explorer, что обеспечило доступ к пространственным данным максимальному числу специалистов;
• Нет необходимости покупать мощные компьютеры для пользователей системы;
• Web-карты имеют интуитивно понятный, достаточно простой в использовании интерфейс, то есть практически не требуется обучение конечных пользователей;
• За счет того, что пространственные данные хранятся в базе геоданных, их обновление происходит синхронно для всех пользователей;
• Создаются тематические web-карты по направлениям деятельности, что позволяет решать задачи заинтересованных специалистов, отделов или служб.

Дальнейшее развитие описанного подхода предполагает комплексную интеграцию пространственных данных и информационных систем, содержащих технологические, финансово-экономические и геолого-промысловые данные. Для этого необходимо не только отображать тематическую информацию (бухгалтерскую, имущественную, технологическую, геологическую и др.) на основе пространственных данных, но и обеспечить возможность редактирования и актуализации этой тематической информации посредством web-технологий.

Литература

1.  Бухтояров Б.Н., Зефиров А.В., Олимпиев И.В. Итоги годового тестирования продуктов ArcGIS фирмы ESRI в ООО «Ямбурггаздобыча». Маркшейдерский вестник.-2007.- № 1. С. 60-63.

2.  Вергелес С.П., Олимпиев И.В., Бухтояров Б.Н., Зефиров А.В. Создание корпоративной ГИС ООО «Ямбурггаздобыча»// Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях. Доклад на 8-ой Всероссийской научно-практической конференции. – ВНИИГАЗ, М. 27.02-03.01.2007 Опубликован на сайте ГИС-Aссоциации.

3.  Каталог-справочник ГИС.// Каталог программного обеспечения. Материалы ГИС-Ассоциации, каталоги и указатели.-2006.-№11. С. 115-116.