Татьяна Купецкая, DATA+
Описание деятельности Управления геологоразведки
Деятельность Управления геологоразведки «ТНК – BP Менеджмент» связана с анализом и интерпретацией постоянно растущих объемов пространственной и связанной с ней информации. Специалисты Управления анализируют характеристики месторождений нефти и газа, готовят тематические карты и планы, выполняют специализированные расчеты на основании пространственных данных и иных сведений. Для работы с пространственными данными используется программное обеспечение ArcGIS (ArcView 9).
Исходные данные для работы Управление геологоразведки получает как из корпоративных информационных систем, так и из коммерческих источников. Широко используются пространственные данные от компании ESRI, тематические данные по геологии и нефтедобыче от российских и зарубежных поставщиков.
Сотрудники Управления часто работают вне московского офиса компании и нуждаются в удаленном доступе к актуальной информации по проектам, которые они выполняют, – цифровым данным, документам, картам.
Предпосылки для выполнения проекта
На момент начала работ в Управлении геологоразведки отсутствовала система централизованного хранения и администрирования пространственной информации. Данные хранились на персональных компьютерах исполнителей работ в файловой системе, использовались самые разные структуры и форматы данных, процессы обработки материалов были мало автоматизированы. В связи с этим сотрудники Управления столкнулись со следующими проблемами:
- Высокий риск несанкционированного доступа к данным, порчи и потери данных.
- Отсутствие полной и достоверной информации о наличии и местонахождении данных. Высокие трудозатраты на поиск и повторную переработку материалов, выполнение одной и той же работы разными сотрудниками одновременно.
- Высокая вероятность использования в работе некачественных и устаревших данных.
- Ограничение возможности повторного использования результатов работ, ретроспективного анализа данных.
- Отсутствие удаленного доступа к данным, возможности их многопользовательского просмотра и редактирования.
- Большая трудоемкость выполнения работ, требующих интеграции данных из разных источников, из-за использования разных форматов и структур данных.
- Низкая степень автоматизации расчетных и аналитических задач, а также процедур загрузки, создания, использования и администрирования пространственных данных.
Такая ситуация негативно сказывалась на качестве результатов работы. Выполнение проектов требовало неоправданно больших затрат времени и усилий, эксперты Управления имели все основания опасаться за сохранность и достоверность полученных результатов.
Постановка задачи
Существующие проблемы можно решить с помощью информационной системы, которая должна обеспечивать централизованное хранение, анализ и предоставление пространственных данных в корпоративной сети и в Интернет для удаленных пользователей — ГИС Управления геологоразведки.
Разработка рекомендаций по созданию такой ГИС являлась главной задачей выполненного проекта.
Основными направлениями работ были:
- Разработка рекомендаций по изменению структуры и схемы хранения пространственных данных.
- Организация централизованного хранения и распределенного доступа к пространственным данным на базе платформы ArcGIS.
- Организация совместной работы экспертов с возможностью удаленного доступа к данным и материалам проекта.
- Автоматизация анализа данных геологоразведки с использованием функций ArcGIS.
Общие результаты работы
Был выполнен анализ и описание бизнес процессов Управления геологоразведки, связанных с проектной деятельностью и использованием пространственных данных. Сформулированы общие требования к ГИС Управления и разработаны рекомендации по ее созданию.
Рекомендации содержат основные направления разработки ГИС, порядок проведения работ и требования к их выполнению. Разработана предварительная архитектура системы на программной платформе ArcGIS.
Предварительный план создания и внедрения ГИС предполагает поэтапное изменение существующей схемы работы в Управлении. Предложены варианты «промежуточного решения» по каждому из направлений работ, позволяющие в короткие сроки решить некоторые из существующих в Управлении проблем без остановки работы либо существенного изменения ее организации.
Для демонстрации основных положений рекомендаций был разработан прототип ГИС Управления на основе программных продуктов ESRI – ArcGIS 9, ArcSDE 9, ArcIMS 9. Использованы возможности организации корпоративного портала для доступа к пространственным данным и результатам работ на базе Microsoft Share Point Portal.
Прототип ГИС Управления геологоразведки
Архитектура прототипа. Прототип ГИС Управления геологоразведки разработан на платформе ArcGIS и включает в себя: подсистему централизованного хранения, подсистему распределенного доступа к пространственным данным, подсистему автоматизированного анализа и обработки данных. Обобщенная схема прототипа приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Архитектура прототипа ГИС.
Подсистема централизованного хранения. Пространственные данные хранятся в СУБД на сервере корпоративной сети Управления геологоразведки. В качестве единого формата данных предложен формат базы геоданных ESRI, основанный на тематической модели данных Управления.
Учитывая специфику деятельности Управления геологоразведки, рекомендовано в качестве основы при разработке собственной тематической модели данных Управления использовать существующие модели данных и открытые стандарты в нефтегазовой отрасли – стандарт PODS (Pipeline Open Data Standard), модели данных ESRI и партнеров – PSDM (Pipeline Spatial Data Model), PSDM Lite.
Поскольку большой объем данных Управление получает из внешних источников (коммерческих поставщиков) с некоторой периодичностью, целесообразной является разработка подсистемы автоматизированной загрузки данных в СУБД. Эта подсистема должна выполнять конвертирование данных в требуемый формат и структуру и может быть реализована с использованием программного продукта ArcGIS Data Interoperability.
Прототип представляет собой некое «промежуточное решение», поэтому помимо данных в формате базы геоданных ESRI система централизованного хранения содержит также данные в файловой системе на центральном сервере Управления. Это пространственные данные по текущим проектам Управления, их структура является удобной и привычной для экспертов-геологов. Такой подход позволяет внедрить прототип ГИС в работу постепенно, не изменяя коренным образом характер проектных работ.
Подсистема распределенного доступа включает в себя средства поиска, просмотра и редактирования пространственных данных и производных материалов на их основе в корпоративной сети и сети Интернет.
Доступ к данным со стороны ГИС приложений в корпоративной сети, многопользовательское редактирование, разграничение прав доступа пользователей обеспечивает программный продукт ArcSDE.
Удаленный доступ для клиентов вне офиса Управления реализован с использованием Интернет и сервера ArcIMS. При этом существует возможность не только просмотра ранее подготовленных тематических карт, но и выгрузка пространственных данных на локальный компьютер в формате шейп-файла. Источником данных для приложения ArcIMS является подсистема централизованного хранения данных Управления. Поэтому пользователь в любой момент времени работает с актуальной информацией (рис. 2).
Рис. 2. Подсистема распределенного доступа. Тематическая карта в ArcIMS.
Специализированный сервис ArcIMS Metadata Explorer позволяет осуществлять поиск пространственных данных в Интернет на основании их описаний. Описания данных – метаданные — должны быть специальным образом подготовлены и опубликованы. Поиск возможен по текстовым описаниям, ключевым словам, пространственному местоположению объектов. Исходные данные могут быть размещены как на сервере компании, так и на других Web-узлах (рис. 3).
Рис. 3. Поиск данных по их описаниям. ArcIMS Metadata Explorer.
Администрирование данных и разграничение доступа к данным обеспечивается стандартными средствами серверов ArcSDE и ArcIMS.
Одной из задач проекта была организация совместной работы членов проектных групп. Ее предложено реализовать с помощью единого рабочего пространства на основе портального решения от Microsoft – специализированного программного продукта Microsoft Share Point. MS Share Point является универсальной «точкой входа» в рабочую область проекта в Интернет, где пользователь имеет возможность: доступа к файлам и программам; формирования файловых хранилищ данных и документов в СУБД MS SQL; разделения прав доступа к данным, документам и программным приложениям; управления работами – рассылка заданий по электронной почте и контроль исполнения; ведения архива и контроля версий документов. Преимуществами такого решения являются:
- универсальность — приложение может быть легко настроено в соответствии с задачей и набором необходимых пользователю функций, интерфейс приложения такой же, как в программах MS Office;
- простота использования – пользователи самостоятельно способны освоить приложение в короткий срок.
В прототипе ГИС Управления геологоразведки в качестве примера реализовано единое рабочее пространство одного из проектов в MS Share Point. Пользователь имеет возможность найти необходимую информацию как в файловом хранилище данных, так и в СУБД, сохранить ее на локальном компьютере. Кроме того, реализована возможность просмотра тематических карт в приложении ArcIMS.
Рис. 4. Подсистема анализа данных. Схема (модель) обработки статистической информации.
Подсистема анализа данных. С учетом специфики расчетов и обработки пространственных данных, которые выполняются экспертами Управления, подсистему анализа данных целесообразно разрабатывать на основе мощных возможностей геообработки, предоставляемых в ArcGIS версии 9. Схема обработки статистической информации, реализованная в виде визуальной модели приложения ArcGIS Model Builder, показана на рисунке 4. Исходная информация представляется в виде таблиц, результатом работы является шейп-файл, либо класс базы геоданных (рис. 5).
Рис. 5. Подсистема анализа данных. Результат работы программы обработки статистической информации.
Заключение
Прототип использует реальные данные, является полностью работоспособным и может быть использован как «промежуточное решение» до создания полнофункциональной ГИС Управления.
