Концепция построения картографического банка данных в ОАО «НК «Роснефть»

П.А. Миронов, начальник отдела маркетинга и развития бизнеса, E-mail:p_mironov@roilsoft.ru, Д.А. Игнатьев, начальник отдела ГеоИС, ООО «Ройлсофт», Москва

В 2004 году мы создали WebDynaMap – Web-систему доступа к динамическим картам на базе ArcIMS. Была решена актуальная для компании ОАО «НК «Роснефть» производственная задача по автоматизации построения регламентных карт отборов и доступа пользователей к ним (см. ArcReview № 1(32) за 2005 год). Сразу же появились похожие карты ГГИ, карты инфраструктуры и т.п. Все они имели одинаковый интерфейс пользователя с разным набором слоев и атрибутивной информации.

С ростом наборов карт росло число слоев и атрибутивной информации, которую надо было наполнять и держать в актуальном состоянии. Специалистам потребовалась функциональность, которая обеспечивает создание пользовательских карт. Особенно это было важно для геологов, которые анализировали результаты геологического моделирования. Так мы пришли к идее создания Картографического банка данных (MapDB). Конечный интерфейс пользователя реализован для Web, то есть мы продолжили ориентацию на серверную технологию работы. Картографическим «движком» по-прежнему остается ArcIMS, а для управления базой пространственных данных используется ArcSDE. В нашей статье в предыдущем номере ArcReview уже были показаны экономические преимущества внедрения серверных технологий. Поэтому здесь мы не будем повторяться и в этой статье расскажем, зачем была сделана разработка, и опишем основные технические идеи, примененные в ней.

Постановка задач для MapDB

Чтобы приступить к разработке MapDBи получить инвестиции требовалось найти актуальные бизнес-задачи. Участие в решении этих задач и обеспечило бы возврат инвестиций. На тот момент наиболее важной была задача обеспечения добычных служб актуальными результатами геологического моделирования, исходя из нее и строилась концепция картографического банка данных (рис. 1). Наиболее важной технической задачей являлось создание основы для дальнейших разработок, таких как картографический портал, система контроля недропользования, система мониторинга технологических объектов и т.п. Эти системы должны стать ядром картографической системы предприятия по единой регистрации, хранению и управлению слоями, единой системы разделения прав доступа, единой системы управления визуализацией. MapDB обеспечивает экономическую эффективность внедрения за счет следующих показателей:

• Быстрый доступ к актуальным картам;
• Сокращение затрат на сбор данных и процедуры автоматизации;
• Сокращение затрат на хранение данных;
• Повышение надежности и безопасности хранения;
• Сокращение затрат на оснащение рабочих мест по работе с картографическими данными, сбор и хранение пространственных данных.

Рис. 1. Вариант работы пользователя с картографическим банком данных.

Далее, было необходимо понять – а кто же такие пользователи банка данных? Прежде всего, это специалисты-предметники, которым постоянно нужны не только каталоги карт, но и возможность создания собственных карт на основе существующих данных. Затем, любые другие пользователи, совершенно не умеющие работать в специализированных программах картопостроения, но имеющие желание порыться в каталоге карт и найти нужную. В третьих, руководители, совершенно не имеющие времени, но желающие быстро получить нужную карту из списка задач. Исходя из этого, мы выдвинули следующие требования к банку данных:

• Персонализация интерфейса, включая настройки вида интерфейса;
• Возможность создания собственных карт;
• Возможность сохранения конфигураций карт в виде списка готовых карт;
• Возможность сохранения конфигураций фильтров и параметров поиска.

Исходя из бизнес-задач, были поставлены следующие технические задачи:

• Создание модели данных для структурированного хранения данных;
• Создание инструментов загрузки, регистрации, автоматизированного хранения и обновления слоев;
• Разработка инструментов создания пользовательских карт через Web на основе динамических служб ArcIMS.

К особенностям такого банка данных следует отнести необходимость хранения результатов моделирования. Геологи делают несколько версий моделей, которые требуется хранить и анализировать.

Расширение области применения MapDB

Безусловно, планируя создание MapDB, мы заранее закладывали функциональность, позволяющую использовать банк в других отраслях: строительство, управление природными ресурсами, управление городским хозяйством, энергетика, вооруженные силы, чрезвычайные ситуации и т.д. Банк нужен там, где идет постоянное изменение данных и ситуации при многообразии карт и пространственных слоёв. Вот примеры использования в других отраслях:

• Строительство – карты поэтажных планов, почв, дорог, движения материалов и т.п;
• Природные ресурсы – карты по видам природных ресурсов, динамике изменений, карты аварийных случаев и природных катаклизмов и т.п.;
• Городское хозяйство – послойные планы расположения коммуникаций, текущей ситуации с тепло-, водо- и электроснабжением, движение материалов и ремонтных бригад.

Далее идет краткое описание технической концепции построения банка картографических данных.

Назначение банка данных

• Систематизация цифровых картографических данных в масштабе предприятия;
• Интеграция с источниками геолого-геофизических и промысловых данных нефтяной компании;
• Предоставление доступа к картографическим материалам через WEB;
• Предоставление средств управления данными.

Организация работы с данными

Систематизация данных. Использование банка данных позволяет систематизировать хранение и использование цифровых картографических данных в масштабе компании. Были разработаны технические требования к банку для обеспечения систематизации, а именно: Классификация; Обязательное использование метаданных; Хранение исходных материалов; Автоматизация обработки; Открытые стандарты; Масштабируемость.

Классификация материалов – одно из больных мест во многих хранилищах данных. В MapDB все данные (слои) привязываются по трём аспектам: физическая привязка, тематическая привязка и предметная привязка (рис. 2). Тематическая и предметная привязки – взаимодополняющие. Например, тематически слой имеет отношение к геологическим данным, а предметно – это контуры запасов по категориям. Что касается топографических данных, то за основу был взят стандарт FGDC 1998 года.

Рис. 2. Классификация материалов, хранящихся в банке данных.

Источники и форматы данных. Важной составляющей банка данных является наличие широких возможностей по приему и преобразованию входных форматов файлов и экспорту выходных форматов. Наряду с поддержкой широко распространенных форматов, в MapDB обеспечена приемка специализированных геологических форматов – CPS-3/ZMap. Промысловые данные из известной базы данных Finder компании Шлюмберже загружаются в банк данных напрямую.

Виды данных. При создании картографического банка данных был составлен список исходных типов и видов хранящихся в нем пространственных данных. Они перечислены в таблице.

Управление данными. Собрать данные в одном месте и структурировать их – недостаточно для обеспечения контроля над ними. Необходим широкий набор инструментов по управлению данными. Помимо стандартных средств, мы приняли решение о детальной проработке инструментов по модификации деревьев данных. Так, в MapDB разработаны следующие средства администрирования:

• Редактор атрибутивных моделей картографических слоев;
• Редактор метаданных;
• Редактор деревьев навигации;
• Менеджер регистрации материалов;
• Менеджер пользователей.

Доступ к данным. Как говорилось выше, в качестве интерфейса конечного пользователя используется Web. Для обеспечения комфортной работы каждого пользователя была выбрана портальная архитектура решения. Чтобы реализовать функцию построение карт пользователем, был придуман инструмент динамического создания карт на основе набранных слоёв. Для этого создана динамическая служба ArcIMS. Этот сервис помогает анализировать состояние работы и может приостанавливаться до следующего запроса пользователя на работу с этой картой. А конфигурация карты сохраняется в базе. Предметно-тематический портал имеет следующие функциональные возможности:

• Информация организована в форме предметного каталога (рис. 3);
• В нем могут содержаться ссылки на карты, рисунки, документы, в том числе расположенные во внешних системах;
• Узлам назначаются тематики, что позволяет динамически фильтровать нужную информацию;
• Персонификация содержания и настроек.

Рис. 3. Предметно-тематическая организация информации.

Поиск материалов осуществляется, комбинируя разные виды поиска с возможностью реализации сложных критериев. Набор условий поиска можно сохранить для последующего использования.

Пользовательские карты – пользователь может самостоятельно формировать необходимые ему карты, используя материалы банка данных. Карты сохраняются в персональном списке пользователя и доступны по требованию.

Выгрузка данных по запросу – отобранные слои можно выгрузить на локальный компьютер в формате шейп-файла (рис. 4).

Рис. 4. Выбор слоев данных по запросу.

Итоги и перспективы

Разработка картографического банка данных дала новый толчок в плане совместного использования Web-технологий и геоинформационных систем. Широкие возможности по накоплению результатов работ, созданию карт самим пользователем без специальной подготовки открывают новые горизонты для приобщения специалистов компании к геоинформатике. Благодаря этому новому подходу, мы планируем ещё большее внедрение всех преимуществ геоинформационных систем в решении актуальных производственных задач.

И WebDynaMap, и MapDB имеют свои существенные преимущества. Важно, что все эти преимущества будут видны и доступны каждому пользователю в компании. Вот это и есть главный результат нашей работы.

В заключение приведем сгруппированное в виде таблицы сравнение преимуществ использования динамических служб ArcIMS в сравнении со статическими.