中石大地理信息系統專業學生能到油田工作嗎

不好說，一般來講，目前石油單位招的都是主專業的多，比如石油工程、油氣儲運、石油地質、資源勘查等。地理信息屬于輔助專業，也就是擦邊球。

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不過石大的輔助專業如地理信息、計算機等在專業設置上也是偏向于石油的。設計院、地質院、地球勘探研究院等也是需要這方面人才的。如果沒有油田背景，就看你的運氣了，要是研究生，空間會更大一些。

目前，中石油、中海油、中石化對于正式員工的招聘還是比較嚴的。要是簽約的時候，一定要注意是什么用工形式。如果是協議工，就要慎重了。

無論是北京還是華東的石大，一般來講，就業不應該問題，像你這個專業，油田服務單位都很需要，包括一些國外在中國的技術服務公司。

網格發展的基本背景

當今，信息領域正發生著廣泛而深刻的技術變革，新概念和新技術不完善和發展，如地球信息科學的發展，數字地球概念的提出，GIS技術和數據庫技術走向集成，信息高速公路和Internet網的發展。Internet網和信息高速公路的飛速發展與廣泛應用，帶來了分布式應用研究以及共享信息和知識需求的不斷增長，必然帶來網絡GIS的發展。而現在第3代網絡技術——網格技術的提出和發展對GIS的發展更帶來了長遠的影響。特別是1998年1月31日美國前副總統戈爾提出的“數字地球”戰略，需要對大量的地理信息進行并行計算處理，此時WebGIS的不足顯現出來了，因為它主要通過超鏈接形成超文本，包括實現并行計算功能，而這一點對數字地球、數字城市需要的快速計算、信息共享是致命的。網格計算的提出和發展使得GIS必將朝著網絡化、標準化、大眾化方向發展。GridGIS也必將成為“數字地球”的核心平臺。

“數字地球”的概念，實際上是網格技術在地球信息科學領域的一種體現形式。一切與位置有關的信息在網絡環境下，用數字形式進行描述并存儲成為豐富的資源，通過信息共享技術，實現“按需索取”的服務，這種空間信息基礎設施成為空間信息網格（SIG）。

空間信息網格是空間信息獲取、互操作的基本發展框架。空間信息網格提供了一體化的空間信息獲取、處理與應用的基本技術框架，以及智能化的空間信息處理平臺和基本應用環境。建立分布式、智能化空間計算環境的基礎是建立基于分布式數據庫管理的空間網格計算環境，也就是實現支持局域、廣域網絡環境下空間信息處理和跨平臺計算，實現支持多用戶數據同步處理，實現支持空間數據的RPC，實現異構系統的互操作，實現支持網絡環境下的多級分布式協同工作。

空間信息網格是要利用現有的網絡基礎設施、協議規范、Web和數據庫技術，為用戶提供一體化的智能空間信息平臺，其目標是創建一種架構在OS和Web Service之上的基于Interent的新一代信息平臺和軟件基礎設施。在這個平臺上，信息的處理是分布式、協作和智能化的，用戶可以通過單一入口訪問所有信息。信息網格追求的最終目標是能夠做到服務點播（Service On Demand）和一步到位的服務。

在GIS領域，基于網格計算理念，研究者提出基于服務網格的空間信息網格及Grid GIS；國際標準化組織積極推進Grid GIS相關標準的制訂。一些協議及標準得到商業化GIS軟件公司，如ESRI,M apInfo的支持并且取得成效。GIS領域采納互聯網標準和協議，如XML，可以將松散結合的GIS網絡和地理信息處理服務結合在一起，形成空間信息服務。ESRI積極支持分布式GIS及GIS服務概念的發展，Gnet戰略在很多層面都會涉及。在最大的層面是World Wide Web，在最小的層面，是企業化的World Wide Web。通過網格協議的支持，多個部門將可以提供多種的和綜合性的服務，同時共享這些服務。可以支持企業化的開發，提供了不同分布式體系環境下構建GISWeb Services的開發組件，可以滿足GridGIS的建立，但是不同商業化公司所倡導的開發技術并不相同，呈現出不斷發展的態勢。

GridGIS是空間信息計算環境和空間信息服務技術體系，其是實現空間信息網格的技術支撐系統，其通過空間信息的標準化，實現空間信息的共享；通過空間分析語義的標準化，實現GIS功能的互操作：通過網格技術體系的支持，實現異構環境下GIS功能的共享。

GridGIS要利用現有的OpenGIS的GML標準，Web地圖服務標準以及網格相關技術標準，為用戶提供開放的空間信息計算環境技術體系，實現用戶分布式、跨平臺的空間信息計算集成。空間信息計算環境的研究可以包括空間信息深度計算和空間信息主動計算兩個層次。首先，通過時空屬性融合下的空間作用規律，建立空間深度計算體系，以獲得空間數據分布與模擬；其次，在此基礎上提出以空間智能體為核心的空間智能計算策略，實現空間主動計算體系。

目前，我國已將網格GIS作為信息領域的重點方向進行了深入的研究及成果的推廣及廣泛的應用，形成了網格GIS體系結構、標準規范、關鍵技術、軟件平臺、應用示范等一系列成果，并在多個領域進行了應用。

2008年1月，結合國內外網格計算技術的前沿研究成果，科技部設立了“863”計劃項目“網格地理信息系統軟件及重大應用”，該項目制定了網格環境下異構GIS軟件互操作技術，研究了空間信息網格計算技術，突破了網格GIS關鍵技術，開發出高性能、高可用性的網格GIS應用服務軟件和集成應用系統，形成了具有自主知識產權的網格GIS軟件平臺，實現了網格環境下異構GIS互操作和在線共享服務。

網格GIS相關標準在“中國地質調查信息網格平臺”和“天地圖”等工程中得到較好的應用；網格GIS平臺在地質調查信息網格、數字城市、地理信息公共服務平臺、數字流域、數字油田等平臺中進行了應用：網格GIS空間分析與處理技術已應用于林業信息化建設、煤礦安全系統、地震應急指揮系統建設中。

可以認為，網格GIS是GIS與網格技術的有機結合，是GIS在網格環境下的一種應用，網格GIS的網格環境必須能夠在新近的硬件和軟件技術平臺上操作，最終實現GIS網格化。GIS通過網格技術使功能得到了延伸和拓展，真正成為大眾使用的信息工具，從網格上的任意一個結點，可以訪問網格上的各種分布式的、具有超媒體特性的地理空間數據及屬性數據，進行地理空間分析、查詢，并對復雜空間問題進行并行計算，以輔助和支持決策。

三維可視化技術在四川盆地油氣勘探信息管理中的應用研究

唐先明1，2　曲壽利1　雷新華2

（1.中國石化石油勘探開發研究院，北京100083；2.中國地質大學（北京），北京100083）

摘要 在分析目前石油領域三維可視化技術應用局限性的基礎上，給出了全球三維可視化系統構建流程和數據組織管理模式。以ArcSDE作為空間數據引擎，利用Oracle 10g建立四川盆地油氣勘探海量空間數據庫，基于三維可視化軟件平臺Skyline TerraSuite，利用功能強大的三維可視化開發平臺TerraDeveloper，設計、開發基于全球三維模型的油氣勘探信息集成管理平臺。通過集成基礎地理數據庫、區域地質數據庫、地面工程數據庫、遙感影像庫、地層數據庫、斷層數據和測井數據，該系統不僅提供了強大的油氣勘探基礎數據管理、三維地形建模以及模型的可視化功能，還為專業技術人員提供了一個可視化的分析、設計平臺。

關鍵詞 四川盆地 三維可視化 三維地理信息系統 油氣勘探 全球導航

Application and Research of 3D Visualization Technique to Petroleum Exploration Information Management in Sichuan Basin

TANG Xian-ming1，2，QU Shou-li1，LEI Xin-hua2

（1.Exploration ＆ Production Research lnstitute，SlNOPEC，Beijing100083；2.China University of Geosciences，Beijing100083）

Abstract Based on the analysis of the current shortcomings of 3D visualization application in the fields of petroleum，the paper introduces the construction process and data structure of global 3D visualization system.By using ArcSDE as engine of spatial data and Oracle 10g，“Petroleum exploration geodatabase of Sichuan Basin”is established.Based on Skyline Terra Developer，the software system“3D petroleum exploration data management and integration platform based on 3D global model”is designed and established.By integrating geographical database，areal geology database，surface engineering database，remote sensing image database，stratigraphical database，fault data，logging database with 3D terrain modeling，the system realize such functions as data management for petroleum exploration，3D terrain modeling and the visualization of 3D geological model.It is a visualization platform that assists the design and analysis for the geologists and the technologists.

Key words Sichuan basin 3D visualization 3D geographic information system petroleum explorationglobal navigation

隨著計算機圖形圖像軟硬件技術的迅猛發展，三維地形可視化技術在越來越多的領域得到了廣泛的應用，構建一個為多種專業人員提供共同工作、研究與交流的三維實時交互的虛擬全球地理環境逐漸由夢想成為現實。三維可視化技術在石油工業中已得到高度重視和普及應用，它充分利用了三維地震信息和地震屬性，以人們易于感知的三維圖形對各種復雜數據場和數據關系進行描述。

油氣勘探是通過采用不同的技術手段采集各種野外原始地質資料，并經處理、解釋形成成果資料，進而采用各種科學方法進行盆地評價、圈閉評價和油氣儲藏評價，開展勘探規劃部署、井位設計和地質綜合研究工作，完成勘探科研和生產任務。在油氣勘探過程中，各油田企業積累了海量的、異構的、多源的地理數據、勘探基礎數據和成果數據，這些信息的綜合應用對指導油田生產具有很重要的意義。利用三維GIS技術，基于“數字地球”將地表地理信息與地下地質信息一體化管理，構建一個分析、決策、規劃及實施油氣勘探開發研究的三維實時交互共享工作平臺，能夠有效地評估潛在的石油資源，及時、準確、直觀地定位油氣資源的空間分布及其特征，正確有效地開展部署勘探開發工作。

1 三維可視化技術的應用現狀

迄今為止，三維地形的可視化技術分為兩種，一種是面繪制技術，另一種是體繪制技術。在地質研究工作中，主要是采用體繪制技術。三維地學模擬主要包括兩大部分內容，即三維地質建模和可視化，其中前者是后者的基礎，后者是前者的表現［1］。目前，在三維地震數據的可視化方面，已有多種成熟的商業軟件系統推出，國外的有 EarthCube，Geoviz，gOcad，VoleGeo等，國內的有石油物探局的3DV和雙狐公司的三維地震微機解釋系統等。這些軟件涉及地質建模、地震勘探、開采評估、礦床模擬、規劃設計和生產管理等領域，在功能上各有千秋，很難說哪一個更先進［2，3］。但是，它們主要是面向地質領域的專用系統，基于局部區域而非全球區域，對海量基礎地理數據與遙感影像數據等的支持也較弱。基于這種情況，本文采用面向對象的程序開發語言Visual C＃，基于優秀的國外三維可視化軟件平臺Skyline，設計并開發基于全球三維模型的空間數據管理平臺，集成管理四川盆地區域內海量的、異構的、多源、多尺度的基礎地理數據、油氣勘探基礎數據和成果數據、遙感影像，實現流暢的油氣勘探的三維地形展示和地質分析。

2 系統開發技術背景與基本流程

隨著地學應用的深入，人們越來越多地要求基于全球角度和真三維空間來認知世界和處理問題。但三維空間是復雜的，包含的信息是海量的，需要集成三維可視化與三維空間對象管理功能，同時由于三維應用的巨大差異，必須采用開放體系結構，實現用戶定制功能。基于這種認識，Skyline TerraSuite在提供一般三維空間數據模型及其管理功能的基礎上，允許針對特定應用領域動態擴展建模及分析功能插件，以適應特定的三維應用。整個TerraSuite軟件體系如圖1所示。

系統的實現分為4部分：地球三維場景構建、中心數據庫建立、定制三維可視化環境和場景驅動與應用定制。

圖1 Skyline TerraSuite軟件體系

2.1 地球三維場景構建

場景構建是將要模擬的場景和對象通過數學方法表達成存儲在計算機內的三維圖形對象的集合。場景構建分為以下步驟：

（1）DEM數據采集：收集工作區的各級比例尺等高線數據或各種分辨率的航空航天遙感影像立體像對，建立地域的數字高程模型（DEM）。

（2）DOM數據生成：利用地面控制點和DEM數據，對工作區的低、中、高分辨率遙感影像進行嚴密的精糾正后生成數字正射影像圖（DOM）。

（3）DLG數據采集：收集工作區的各級比例尺地形圖、野外數據采集，建立工作區的各級比例尺線劃圖（DLG）。

（4）GIS數據轉換：將數據采集階段獲得的DLG數據通過GIS工具轉換為TerraBuilder能夠接受的數據格式。

（5）數據建模：對一些油田地面建筑物、地標、油井或其他油田設備在3D MAX或MultiGen或TerraBuilder中進行建模。

（6）地球三維場景構建：將以上各種數據，導入到TerraBuilder中，創建一個現實影像的、地理的、精確的地球三維模型（MPT文件）。

2.2 中心數據庫建立

基于全球三維模型的油氣勘探信息集成管理平臺是一個高度集成的應用系統，系統建設過程中必須充分考慮系統涉及的多專業圖形、屬性、影像、文字資料數據的一體化集成、系統數據庫與系統軟件功能的集成以及系統與網絡環境的集成等關鍵問題。為實現功能的集成與擴展，考慮石油勘探開發數據的區域性、多維性、時序性、海量和異構的特點，擬采用大型商用關系數據庫Oracle10g和空間數據引擎ArcSDE集中管理這些海量數據，建立數據中心，易于解決數據共享、網絡化集成、并發控制、跨平臺運行及數據安全恢復機制等方面的難題。

2.3 定制三維可視化環境

在全球三維場景的基礎上，可以疊加自己關心的專題信息，通過與數據庫的接口，還能集成中心數據庫存放的地表、地下多維、動態空間信息，從而創建一個令人激動的交互式三維可視化環境，來突出一個地區的特征，顯示其功能、相互關系以及從一個獨特的視點展示該地區。

2.4 場景驅動與應用定制

（1）三維可視化程序：通過API接口直接調用所建立的三維可視化環境，也可以根據三維場景的參數生成實時場景，動態加載圖層，有助于對空間數據相互關系的直觀理解。

（2）三維空間查詢與交互：直接在三維可視化環境下，對存放在中心數據庫的各種數據和場景實體提供交互式查詢等操作，以提供一個動態的環境，為進一步空間決策服務。

（3）應用定制：利用TerraDeveloper軟件開發包提供的各種ActiveX控件，可以構建自己的面向三維的應用程序，實現與其他系統的應用集成［4］。

3 系統總體設計

3.1 系統體系結構

根據系統的功能需求，系統在技術上要求具有業務變化的適應性、高度的安全性和大容量數據存儲處理等特點，因而在系統的技術框架中采用了3 層B（C）/AS/DS結構。與此同時，考慮到系統與其他專業系統之間的集成，擬采用基于SOA（面向服務架構）和Web Services（Web服務）技術的應用集成技術，構建基于“數字地球”的地表地理信息與地下地質信息一體化管理服務平臺。整個系統的體系結構如圖2所示。

3.2 系統數據的組織形式

系統數據的組織形式是可視化系統的關鍵，其優劣將直接影響到場景繪制的效率。在基于全球三維模型的空間數據管理平臺中，主要包括3部分數據：①場景數據，即場景環境包含的地形信息，通過影像圖片處理而成，包含在.mpt文件中；②對象圖形數據，即油氣勘探對象圖形信息，是由3D MAX等三維圖像處理軟件處理而成的三維模型；③對象屬性數據，即油氣勘探屬性信息。所有關于對象的信息包含在.fly文件中，采用基于層（Layer）的面向對象的場景數據組織形式。目前，系統集成的四川盆地區域的數據層主要有：

（1）DLG——數字線劃圖：全區不同比例尺土地覆蓋狀況、植被、道路、水系、居民地等圖層。

圖2 基于全球三維模型的油氣勘探數據管理平臺系統結構

（2）DEM——數字高程模型：全區不同比例尺數字高程模型數據。

（3）DOM——數字正射影像：全區不同比例尺、不同分辨率的彩色正射影像。

（4）DRG——數字柵格圖：全區不同比例尺地形圖柵格數據。

（5）全國地名數據。

（6）1：200000地質圖。

（7）勘探基礎數據：測網、礦井、三維探區。

（8）勘探成果數據：地震異常、一類進積、二類進積、礁體、生物礁、灘和相帶等。

（9）構造數據：斷層、等值線等（宣漢、通南巴）。

（10）井位數據。

（11）地面工程數據：天然氣管道、道路。

3.3 系統功能模塊

基于全球三維模型的油氣勘探信息管理與集成系統分為石油勘探數據管理、三維基本操作、三維GIS導航查詢、三維分析等模塊。系統主界面如圖3所示。

各個模塊的具體功能如下：

（1）石油勘探數據管理：系統利用GIS技術、XML技術、空間數據庫等技術對多尺度基礎地理信息、勘探基礎數據和成果數據、多分辨率遙感影像、各種圖表和文字報告等地表地下信息進行一體化的存儲和管理。實現了對地理底圖、油氣地質勘查所獲取的資料和成果的錄（導）入、轉換、編輯及查詢等功能。另外，系統還提供了目標實體超鏈接及關聯服務，如與鉆孔相關的試驗表類屬性數據與圖形數據的關聯存儲管理功能，提供與鉆孔相關的各種基本信息及試驗結果等屬性信息的查詢等功能。

圖3 基于全球三維模型的油氣勘探數據管理平臺系統界面

（2）三維基本操作功能：在全球三維場景中，實現以下功能：

放大、縮小、平移、旋轉等三維基本功能；

選擇對象、使物體居中、環繞瀏覽對象；

飛行或者跳轉到指定對象；

獲得場景中任何一點的經緯度坐標和高程值；

場景的點對象、線對象，可以實現不依賴試圖比例縮放；

提供場景的快照和打印輸出功能。

（3）三維GIS導航查詢：在全球坐標系統上實現基礎地理信息、地質數據及勘探數據的立體定位導航分析。

全球任意點定位和導航；

二維三維聯動功能；

測距、求積、高程和剖面生成；

地表實體三維建模及多種屬性管理；

可定制飛行路徑和視角的三維瀏覽功能。可自己制定飛行的路線或選擇預定義飛行路線進行三維飛行（圖4）。

（4）三維分析功能：

圖4 基于全球三維模型的油氣勘探數據管理平臺設置飛行路徑

測量功能：測量距離（水平、垂直和隨地形起伏3種方式）、面積；

區域對象選擇：可以進行多邊形框選進行對象選擇，并可獲得選中區域內的對象集，可統計區域內的實體數并形成分類列表；

剖面觀察：對所選地區場景進行剖面觀察，可分析出地表起伏狀況；

等高線繪制：用矩形框選出指定范圍，可以顯示出該范圍等高線示意圖，并可隨意設定等高線顯示方式；

最佳路徑分析：根據給定的參數，如放樣間隔、上升的最大坡度、下降的最大坡度、允許的放樣寬度等信息，依據地形的走勢，自動解算出最佳的放樣線路；

視線分析：根據地面拾取兩點系統可以自動計算兩點間的通視情況；

視域分析：在場景中任選一點和視角范圍可以進行視域可見分析；

空間分析：突發事件的地點，選擇一定半徑，利用分析工具可以作出整個目標點的空間范圍，以提供決策。

4 系統應用擴展

基于全球三維模型的油氣勘探信息管理與集成系統由于采用了組件技術、基于SOA（面向服務架構）和Web Services（Web服務）等技術，不僅提供了強大的地表與地下油氣勘探信息數據管理、三維建模與模型的可視化、全球定位導航等功能，還可以進行系統擴展和專業系統集成，實現油氣勘探開發的深度應用，如野外地質踏勘路徑優選和工作安排、地震資料采集觀測系統設計和優化、探井地面井場位置優選及工程測算、開發井位部署規劃及鉆前工程分析、油氣集輸地面工程設計及方案優化、目標區塊水電路訊規劃設計及優化、全球定位系統集成和油田現場服務等。

5 結論

三維可視化技術在國內、外已經趨于成熟，但基于全球三維模型的三維地理信息系統（GIS）剛剛起步，尤其是缺少針對地表與地下油氣勘探信息三維一體化管理的經典模式和成熟經驗。本文基于Skyline TerraDeveloper所設計、開發的全球三維油氣勘探信息管理與集成系統，就是一個成功的實踐，重點研究了虛擬現實環境下交互式地表地下油氣勘探信息管理系統，給出了一種交互式虛擬現實全球導航平臺的系統構成方案和原型系統。整個系統可靠性好、易于移植、便于維護，并具有很強的空間分析功能。結合三維地質建模及可視化系統的研究現狀、相關技術的發展走向以及實際工程實踐的應用需求，筆者認為，需要進一步探索、研究并解決以下問題：

（1）研究并實現現有的基于全球三維模型的空間數據集成管理平臺的地上和地下三維一體化無縫集成與可視化功能。

（2）不斷豐富與其他地震三維分析軟件的接口。

（3）研究并開發基于VRML/X3D技術的網絡三維可視化系統，能夠為社會大眾、專業技術人員和地質科學家提供更加普遍的支持和服務奠定基礎。

參考文獻

［1］Simon W Houlding.3D Geoscience Modeling：Computer Techniques for Geological Characterization［M］.Berlin：Springer-Verlag，1994.

［2］朱良峰，潘信，吳信才.三維地質建模及可視化系統的設計與開發［J］.巖土力學，2006，27（5）：828～832.

［3］姜素華，莊博，劉玉琴等.三維可視化技術在地震資料解釋中的應用［J］.中國海洋大學學報（自然科學版），2004，34（1）：147～152.

［4］Skyline Software System Inc.TerraDeveloper paper［EB/OL］.［2007-6-1］.

網頁名稱：油田gis技術 油田技術平臺
標題路徑：http://vcdvsql.cn/article16/doisogg.html

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