Корпоративная ГИС геологической изученности месторождений

Радионов Г.П., e-mail: gradionov@dataplus.ru

Паршуков С.Ю., e-mail: sparshukov@dataplus.ru

DATA+

В 2008 году в компаниях «Элвари Нефтегаз», «Восток-Шмидт Нефтегаз» и «Запад-Шмидт Нефтегаз» введена в эксплуатацию «Корпоративная ГИС Изученность», обеспечивающая работу с материалами геологических, геофизических и других видов исследований месторождений нефти. Разработку системы выполнила компания «ДАТА+».

Процесс изучения земных недр с целью выявления месторождений нефти и их подготовки к промышленному освоению делится на ряд этапов. Такое деление непрерывного процесса позволяет определить рациональную последовательность задач различного уровня, оценить эффективность и качество работ каждой промежуточной стадии и планировать последующие работы. Геологоразведочные работы, проводимые в определенной последовательности, позволяют своевременно и с наименьшими затратами определить перспективность объектов исследований, оценить их значимость и подготовить их к промышленному освоению.

Предпосылки разработки

Компании «Элвари Нефтегаз», «Восток-Шмидт Нефтегаз» и «Запад-Шмидт Нефтегаз» участвуют в проектах Сахалин-4 и Сахалин-5 и находятся на этапе доразведки и подготовки к этапу проектирования. Для изучения территорий Компании заказывают выполнение исследований у сторонних организаций. Под исследованием понимается комплекс работ по выявлению характеристик объекта исследования различными методами. Исследования ведутся по ряду направлений:

• геофизические исследования
• экологические исследования
• изучение ледовой обстановки
• гидрометеорологические исследования
• изучение сейсмичности
• геотехнические исследования
• изучение береговой эрозии.

Результаты работ предоставляются в виде отчетов по выполненным исследованиям и связанных с ними материалов.

Специалистами компании — заказчика используется большое количество материалов по проведенным ранее исследованиям, накопленных в государственных фондах. В основном это материалы по инженерно-геологическим и экологическим исследованиям, приобретаемые в Росгеолфонде и Территориальном геологическом фонде. В частности, в Росгеолфонде приобретаются отчеты по изученности региона, содержащие результаты сейсморазведочных, гравиразведочных, магниторазведочных, электроразведочных и других работ.

Специалисты компании — заказчика, отвечающие за виды исследований, планируют работы, выбирают исполнителя работ, выдают ему задание на исследование. Определяется супервизор, который контролирует ход работ, принимает работу, проводя экспертизу соответствия проведенных исследований принятым стандартам, и формирует экспертное заключение по исследованию. После получения отчета о проведенных исследованиях и экспертного заключения супервизора, специалисты компании — заказчика формируют документ, содержащий оценку работы и замечания. Таким образом, по каждому заказанному исследованию формируется три документа: отчет исполнителя по исследованию, экспертное заключение супервизора по проведенному исследованию и документ с выводами и замечаниями экспертов компании — заказчика по выполненному исследованию.

Собираемые материалы исследований (фондовые и материалы исследований подрядчиков) имеют различную структуру, поступают в разных форматах. Кроме того, с отчетом по выполненной работе может быть связано до 15 приложений разного формата, среди которых могут быть: батиметрическая карта, характеристики и особенности морского дна, геологический разрез верхних отложений грунта, геология верхних отложений грунта, 2D-сейсмические разрезы по линиям, трек-плот координат антенны при аналоговом сейсмопрофилировании, трек-плот координат излучателя, изображение/фотография и другие.

В основной массе подрядчики предоставляют материалы в форматах ArcGIS, AutoCAD, pdf, doc. Полученные отчетные материалы по проектам разрозненны, неструктурированны, отсутствует единое хранилище.

Корпоративная ГИС

Для автоматизации работы с материалами исследований разработана автоматизированная информационная система «Корпоративная ГИС Изученность» («КГИС Изученность»). Она предоставляет единое хранилище данных по проведенным и текущим работам, средства для планирования, учета и контроля выполнения работ, обеспечивает возможность оперативного получения полной и актуальной информации по работам, минимизирует риски потери данных. Система разработана в двух вариантах со сходной функциональностью: настольное приложение и Интернет приложение.

Основными задачами системы являются:

• Обеспечение централизованного хранения отчетных материалов, поступающих от подрядчиков компании — заказчика и из фондов, карт, изображений и других материалов.
• Предоставление пользователю удобных инструментов для ввода, поиска и извлечения отчетных материалов и картографических данных.
• Предоставление возможности формирования обзорных и тематических карт, отчетов для внутреннего пользования и передачи вовне.
• Обеспечение возможности доступа к системе через web-интерфейс по внутренней Intranet-сети.

КГИС Изученность реализует следующие наборы функций:

1)     Формирование и ведение реестра материалов

• ввод материалов, включая оцифровку карт и материалов, сканирование бумажных материалов и другие виды работ
• редактирование материалов
• формирование метаданных на материалы
• установление связи поступающих материалов с пространственными объектами

2)     Информационно-справочные функции

• поиск и отбор (фильтрация) данных реестра по предопределенным (стандартным) запросам
• поиск и фильтрация данных реестра по запросам, формируемым пользователем
• предоставление (экспорт, выгрузка) данных реестра по запросам
• формирование типовых (стандартных) отчетов по запросам
• формирование нетиповых отчетов

3)     Административное обслуживание реестра

• ведение архива базы данных
• обеспечение контроля целостности данных, в т.ч. автоматизированным способом (контроль топологии, контроль соблюдения бизнес-правил и пр.)
• управление полномочиями пользователей: разграничение доступа к данным и к выполняемым функциям.

Основными информационными объектами КГИС Изученность являются:

1. Исследование.
2. Район исследования – территория, в пределах которой проводятся исследования.
3. Объект исследования – сущность, в отношении которой производится работа в рамках исследования. Это может быть месторождение, скважина, сейсмический профиль, геологическая структура, складчатая область, точка отбора проб и др. Объект исследования представляется на карте одним пространственным объектом. Пространственный объект, представляющий объект исследования, может быть точкой, линией или полигоном.
4. Исполнитель работ.
5. Супервизор.
6. Отчет по исследованию – описание обстановки района работ, комплекса и результатов работ, выводы по проделанным исследованиям.
7. Документ: рецензия супервизора по исследованию, вывод (замечания) сотрудников компании — заказчика по исследованию, образ отчета.
8. Приложение к отчету.

Основными пользователями КГИС Изученность являются сотрудники групп ГИС компании — заказчика работ и сотрудники, отвечающие за виды исследований и планирующие работы по изучению территорий.

Настольное приложение выполнено в виде расширения для ArcMap. Его пользовательский интерфейс включает панель инструментов и список информационных объектов системы (рис. 1).

Рис. 1. Общий вид интерфейса настольного приложения.

Учетная карточка изученности представляет собой форму, которая служит для просмотра и редактирования информации об основных информационных объектах системы. Информация в учетной карточке распределена по четырем закладкам: Общая информация, Исследование, Отчет, Район исследования (рис. 2).

      
Рис. 2. Интерфейс настольного приложения, форма «Учетная карточка»: а) общая информация, б) район исследования.

Подсистема «Мастер запросов» служит для построения и выполнения различных запросов к атрибутивной базе данных и представления результатов запросов в табличном виде в окне с картой. Этот инструмент представляет собой форму, с помощью которой пользователь выполняет следующие действия:

• определение условий выбора
• выбор полей результирующей таблицы
• просмотр результата запроса с возможностью сохранения запроса и экспорта результатов.

После выполнения сформированного пользователем запроса, его результаты отображаются в табличном виде в окне с картой. При этом таблица интерактивно связана с картой – при выборе строки в таблице карта центрируется на связанный с записью таблицы пространственный объект-район исследования. Возможен и обратный переход – от карты к таблице (рис. 3).

Рис. 3. Мастер запросов: предварительный просмотр результата, сохранение запроса, экспорт результата.

Отчеты. Система позволяет сформировать отчеты разных видов.

Так, отчет «Картограмма изученности» позволяет посмотреть покрытие выбранной территории исследованиями. При формировании отчета задаются: территория (на выбор из списков – лицензионный участок, месторождение, единица административно-территориального деления, Охотское море либо указанием области на карте), вид изученности и масштаб работ. В результате формируется документ Word следующего содержания:

• Обзорная карта региона с его описанием.
• Таблица, содержащая значения площадей покрытия территории пространственными объектами районов исследования заданного вида изученности и масштаба и процент покрытия территории этими районами.
• Карта выбранной территории с нанесенными районами исследования заданного масштаба и вида изученности, либо с нанесенными районами исследования всех масштабов и вида изученности, раскрашенная по значению масштаба работ (рис. 4).

Рис. 4. Картограмма покрытия территории районами исследования (раскраска по масштабу работ).

Отчет «Картограмма изученности» может использоваться при планировании исследований территории, для выявления «белых пятен» (неисследованных районов).

Отчет «Учетная карточка» представляет собой документ MS Word со всеми данными, содержащимися в форме «Учетная карточка» (данные по основным информационным объектам – Исследование, Отчет по исследованию и Район исследования).

Кроме того, обеспечиваются экспорт сформированной атрибутивной таблицы в Excel и создание шейп-файла с атрибутивными данными. Сформированный шейп-файл содержит геометрию районов исследования и связанный набор атрибутов из атрибутивной базы данных, состав которого определяет пользователь. Этот шейп-файл может использоваться для создания тематических карт, в которых могут использоваться добавленные к геометрии атрибутивные данные, например, для надписей, раскраски, построения диаграмм, определения символогии.

В интерфейсе web-приложения КГИС Изученность реализованы аналогичные функции (см. рис. 5-7).

Рис. 5. Интерфейс веб-приложения.

Рис. 6. Интерфейс веб-приложения: инструмент идентификации районов исследования. С формы результатов идентификации можно перейти к связанной с районом исследования учетной карточке.

Рис. 7. Интерфейс веб-приложения, форма «Учетная карточка».

Архитектура системы

КГИС Изученность включает в себя два типа приложений, с которыми может взаимодействовать пользователь: настольное приложение, выполненное в виде расширения для ArcMap, и веб-приложение, использующее компоненты ESRI WebADF и выполняющееся в веб-браузере. Данные для обоих приложений хранятся в атрибутивной базе данных и в базе геоданных. И настольное приложение, и веб-приложение используют общие компоненты протоколирования и обработки ошибок и подсистему «Мастер поиска», использующуюся для построения и выполнения различных запросов к атрибутивной базе данных.

Модель размещения КГИС Изученность приведена на рис. 8. Серверная часть системы размещается на 4-х логических узлах: сервер баз данных, сервер баз геоданных, сервер ГИС и веб-сервер. Физически эти узлы могут быть размещены как на одной, так и на двух, трёх, четырёх реальных машинах. Однако рекомендуется, как минимум, разнести сервер баз данных и сервер баз геоданных от сервера ГИС и веб-сервера на разные физические сервера.

Рис. 8. Модель размещения КГИС Изученность.

На сервер баз данных устанавливается СУБД Microsoft SQL Server 2005 или выше любой редакции (в том числе Express), и на ней разворачивается атрибутивная база данных приложения. На сервер баз геоданных устанавливается ESRI ArcSDE и любая СУБД, совместимая с данным программным обеспечением. На ArcSDE разворачивается база геоданных приложения КГИС Изученность.

Сервер ГИС необходим для публикации картографических сервисов, используемых в веб-приложении. На нём устанавливается ArcGIS Server Standard или Advanced и публикуются картографические проекты, используемые веб-приложением.

На веб-сервере устанавливается сервер приложений Microsoft Internet Information Services, устанавливаются компоненты ESRI Web ADF Runtime и развёртывается веб-приложение КГИС Изученность.

Рабочая станция пользователя предназначена для работы настольного приложения КГИС Изученность. Для этого на неё устанавливается ArcGIS Desktop редaкций ArcView, ArcEditor или ArcInfo и компоненты настольного приложения, выполненные в виде расширения ArcMap.

Доступ к опубликованным картографическим веб-приложениям осуществляется через веб-браузер.

Среди особенностей реализации системы нужно отметить:

• использование платформы .Net в Visual Studio 2008;
• применение языка Linq (Language Integrated Query) – использование SQL-подобного синтаксиса непосредственно в коде программы, ускорение разработки компонентов уровня данных;
•   применение концепции Ajax (асинхронный JavaScript и XML) – подхода к построению интерактивных пользовательских интерфейсов веб-приложений, заключающегося в «фоновом» обмене данными браузера с веб-сервером. В результате, при обновлении данных веб-страница не перезагружается полностью, и веб-приложения становятся более быстрыми и удобными.

Заключение

Разработанная система может быть модифицирована и для реализации других задач. Часть компонентов системы являются обособленными, что позволяет при внесении изменений лишь в конфигурационные файлы настроить эти компоненты для работы с базами данных иной структуры. Также при определении покрытия территории (для других задач) вместо районов проведенных исследований могут использоваться такие полигоны, как зоны доступности, элементы картообеспеченности территории, зоны покрытия ретрансляторов и другие.