物探生產數據可視化技術應用

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摘要：物探生產數據在很長時間內都是傳統方式管理，存在上報不及時、數據不一致、整理費時費力、數據安全風險等情況，也不利于統計分析。針對這種情況開展生產數據可視化技術研究，基于GIS、HTML5和北斗定位導航等技術,研發了生產運行系統，將生產數據集中存儲、統一管理，并實現數據的可視化展示和多類型統計分析。生產運行系統為用戶提供一體化的協同工作平臺和環境，讓管理人員直觀了解和掌控生產動態，以更加準確、迅速地做出決策，實時指導現場運行。

關鍵詞：生產數據；GIS；可視化；工作量；高效

0引言

傳統物探生產數據管理以手工抄送為主，一些報表類數據需要從各家生產單位通過釘釘、郵件、石化通等多種方式收集匯總，存在上報方式不一、數據格式不一、內容不一等多種問題。通過手工錄入、傳送、匯總數據，通過硬盤、U盤保存數據，傳統數據管理方式的弊端已經凸顯，數據顯示方式不直觀、整理匯總費時費力、數據安全不能保證、查詢統計分析難度大。通過生產可視化技術研究，形成生產運行系統，將生產數據納入系統管理，實現集中存儲、審批管理、分類共享，達到上報方式和格式統一，責任主體明晰、數據安全準確的目的。研究的多種數據統計分析查詢方法，滿足不同業務需求，提高數據利用率和效率。研發的移動端，滿足基層隊的網絡條件、野外作業方式的實際特點，使數據管理更加靈活高效。通過系統所有用戶在同一數據環境下工作，管理決策人員實時可視化的掌握生產動態，為經營分析和決策提供依據。

1功能介紹

1.1物探業務數據二三維GIS可視化展示

將所有正在施工的物探項目圖標投放在GIS平臺，用戶不需要安裝任何軟件或插件，直接使用支持HTML5的桌面瀏覽器即可使用所有功能[1]。通過搭建的地理信息系統GIS框架，實現多種物探業務數據的可視化展示。地形地貌實現高清影像、DEM和DOM三維立體模型的可視化，更清晰展示地表信息。地質圖設計實現1:50萬，1:100萬，1:250萬等多種比例尺地質圖的可視化，讓物探施工設計滿足地質目標。工區邊界設計實現項目工區的滿覆蓋、炮點、檢波點三種邊界的可視化，可直觀查看工區位置和范圍。炮檢點設計實現工區炮點、檢波點的可視化，便于后續掌握施工進度。障礙物導入點線面KML文件，直觀展示障礙物情況，方便管理者了解施工區域地形，組織生產。人員車輛與車輛監控平臺的數據進行集成，實時顯示所有車輛的各種信息，實現車輛在不同層級視野的高效展示，方便管理部門實現安全管控。路線通過導入、繪制道路或者車輛定位軌跡展現道路信息，為導航提供幫助。

1.2存儲管理規范標準化

1.2.1生產數據內容和格式標準化

統一生產報表數據內容和格式經詳細調研，了解到生產日報數據主要有鉆井、采集、測量等多類報表，另外還調研了分公司日報系統和油田相關系統的內容。通過征求相關專家的意見后，形成了統一的生產報表格式，綜合了測量、鉆井、采集、裝備等各類信息，共計57個字段內容。統一物探生產項目數據內容和格式物探生產項目信息統一設計了基礎信息、施工參數、工作量、項目進度、資源配置等內容，共計28個字段內容。統一時間進度計劃數據內容和格式生產項目信息統一設計了各工序的計劃時間、裝備人員配置等內容，共計18個字段內容。統一物探施工隊伍數據內容和格式施工隊伍統一設計了隊伍ID、隊號、類型等7個字段內容。統一新業務項目數據內容和格式新業務項目統一設計了項目名稱、業主名稱、合同編號等18個字段內容。

1.2.2生產數據流轉過程標準化

經過需求分析與調研，充分討論，確定了生產數據在地震隊、分公司和公司這三個級別節點之間的審批流轉功能及地震隊錄入員、地震隊領導、分公司級審核員、公司級管理員共四級節點，明確了生產數據的填寫及審核流程，保證數據的責任主體。

1.2.3用戶角色和應用權限標準化

為了保障數據的安全，基于數據生命周期確定的地震隊、分公司、公司三個節點級別節點間的數據流轉關聯關系，對用戶的權限進行了明確的規定和劃分：其中公司級人員角色細分為發布人員和普通用戶兩類，分公司級人員角色細分為審核人員和普通用戶兩類，地震隊人員角色又細分為錄入員和提交人員兩級，通過對這六個類型的角色設定不同的數據權限，根據角色權限劃分，建立起項目和數據信息的應用權限，實現在一套系統中，不同的用戶獲取、展示和應用數據信息的獨立隔離，確保數據安全可靠。

1.3多類型圖表統計分析

1.3.1日效

對采集工作量數據按照項目進行統計，得到計劃日效及實際日效的理論偏差，形成柱狀圖表，為生產決策、考核等提供依據。

1.3.2生產進度

對測量、鉆井、下藥、采集各個工序工作量數據按照項目進行統計，得到計劃進度及實際進度的理論偏差，形成生產進度圖，便于生產調度。

1.3.3項目信息

物探項目為了方便對比分析，實現了項目設計詳情和項目完成詳情的對比查詢，可直觀了解項目的平均日效、工作量、設備人員情況等。新業務項目可直觀展示在建、停待、完工新業務項目的統計情況。

1.3.4工作量

主要數據匯總包括鉆井、采集等主要工作量數據的統計匯總。詳細累計匯總所有在建物探項目的累計測量、鉆井、下藥、采集、試驗、表層調查等的統計匯總。三維累計匯總所有在建物探三維項目的累計測量、鉆井、下藥、采集、試驗、表層調查等的統計匯總。二維累計匯總所有在建物探二維項目的累計測量、鉆井、下藥、采集、試驗、表層調查等的統計匯總。三維當日匯總所有在建物探三維項目的當日測量、鉆井、下藥、采集、試驗、表層調查等的統計匯總。二維當日匯總所有在建物探二維項目的當日測量、鉆井、下藥、采集、試驗、表層調查等的統計匯總。

1.3.5裝備信息

設計實現施工項目、裝備基地的采集裝備、特種裝備、鉆機裝備、運輸裝備等裝備信息及裝備調撥情況，實現裝備信息化管理。

1.3.6多維度篩選

考慮到生產數據日積月累后的大數量特點，設計研發了“項目綜合篩選”功能模塊。物探項目可以根據項目動態、市場類型、項目類型、工區地形、生產單位、激發方式、生產年度7個條件進行篩選。新業務項目可按照生產單位、項目類型、項目狀態、生產年度4個條件進行篩選。

1.3.7提報情況

發布完成數據查詢統計對各個項目審核發布完成的數據進行查詢統計、導出。審核中數據查詢統計對已經錄入還沒發布完成的數據進行查詢統計，便于管理和協調。每日提報情況統計對每日數據的提報情況進行統計，考慮到國內外有時差，設計國內外項目不同的系統默認統計時間。審批記錄查詢對每條數據的流程審批記錄進行查詢，解決審核責任主體追溯不清晰的問題。

2技術方法

2.1空間信息3S技術

GIS技術采用開源的GeoServer搭建了一套通用型地理信息系統GIS框架，為空間業務數據的可視化展示分析搭建一套基礎性平臺，滿足快速定制開發的需求。提供坐標定位、距離量算、面積量算、坐標轉換、點線面文件的導入導出等GIS功能，為用戶提供便利。RS技術實現了二位、三維遙感影像的可視化加載，為物探業務數據提供直觀可視化的地形地貌信息。支持局部地區加載無人機航測高清影像、DEM和DOM三維立體模型，更清晰展示地表信息、地形坡度信息等，滿足地震采集項目生產的需求。GNSS技術與車輛監控平臺的數據進行集成，實時顯示所有車輛的位置及軌跡信息，方便實現管理部門安全管控。在無網絡信號的偏遠工區，車輛的軌跡可整理成道路信息，為該地區的車輛導航提供幫助。針對有些偏遠工區無網絡信號，無法下載地圖和影像，研發實現在有網環境下載地圖和影像，在無網條件下進行離線地圖展示、導航的目的。

2.2系統架構技術

微組件技術實現基于微組件架構的應用框架，主體以模塊配置組裝、局部用微組件開發的方式進行應用的搭建。功能微件管理，可快速按需定制一個業務功能，滿足快速定制開發的需求，降低集成的復雜性，提高系統的易用性、模塊性、可伸縮性，為實現動態加載、靈活配置、擴展方便、部署簡單和高度重用的GIS提供方法思路[1]。HTML5技術HTML5是構建Web內容的一種語言描述方式，是互聯網的核心技術之一。采用HTML5技術，避免了繁瑣的插件安裝，只用一個HTML5的瀏覽器就可以使用全部功能。

2.3海量數據高效可視化技術

Bootstrap自適應框架技術采用Bootstrap自適應框架技術，實現系統界面的跨終端(不同品牌、不同尺寸、不同瀏覽器）兼容應用[2]，避免了不同終端內容顯示不全、顯示不滿的問題，提升用戶體驗。數據同步、緩存創造性的采用數據同步方案，將數據讀取到速度更快的存儲（設備），將數據緩存到離應用離用戶最近的位置，解決高并發大數據場景下熱點數據的訪問，提供高性能的數據快速訪問，實現了多種統計分析數據的秒級顯示。數據抽稀通過多種抽稀算法工具，實現GIS圖層以及百萬級炮檢點等業務圖層在不同層級視野的高效展示。數據渲染探索應用多種數據渲染方法，樣式渲染實現不同類型的數據在不同層級視野用不同符號、顏色來表示，效率渲染提高數據的加載效率，實現數據快速展示。

2.4多策略安全備份技術

生產數據納入系統管理，可避免硬盤、U盤存放方式造成的數據丟失問題。為了進一步提升數據的安全性，制定了數據備份策略，最大程度的降低數據風險，確保數據安全。自動備份云服務器、本地服務器上的數據，每天定時都進行數據庫自動備份。手動備份根據工作需要、數據變動和環境變化等，不定時的進行手動備份。異地備份根據數據安全要求，建立異地災備方案，避免本地停電、斷網或服務器故障引起的系統不能使用。出現異常時，立刻切換到異地服務器，保證用戶正常使用和數據安全。同步策略只要系統內數據有變化或更新，數據在云服務器和本地服務器之間進行同步，達到實時同步更新。移動端分段錄入保存研發實現移動端日報數據分段錄入、分段保存機制，避免了因操作失誤或網絡中斷，導致前面已錄入的數據部分丟失的問題。

2.5多維高效檢索技術

隨著時間推移歷史數據將越來越多，針對這種情況進行長遠規劃，研究應用布爾邏輯檢索、截詞檢索、多類型索引（普通索引、唯一性索引、全文索引、單列索引、多列索引、空間索引等）等高效快速數據檢索方法，實現大數據量環境下快速檢索的目的。

3應用效果

2021年5月至今，生產運行系統在100多個物探項目和新業務項目中廣泛應用，生產數據通過系統進行上報、審核、發布，總體運行平穩，反響良好。系統的應用大大提高了工作效率和數據質量，減輕了基層隊多次填報數據的負擔。系統登錄集成了中石化統一身份認證，保證了數據的安全性。各類業務數據實現直觀可視化展示和多類型統計分析，滿足了不同的業務需求。

4結論

通過攻關GIS、北斗等技術，研發完成生產運行系統，實現了生產數據從傳統管理方式向信息化管理方式質的飛躍，實現生產數據集中存儲、統一管理、分類共享，用戶快速查詢生產數據，提高了工作效率，管理、決策者實時、直觀、可視化地掌握生產動態，為生產經營提供決策依據。系統的應用真正實現了成果落地轉化，信息化促生產。下一步將研發可視化穿透功能，與公司各類數據資源、系統進行無縫對接，實現系統集成；研究數據挖掘、多元化分析技術，深入各類生產數據內部，挖掘數據價值，更好的輔助生產決策。通過不斷優化改進系統，實現公司各級數據的信息化管理，解決數據不全、共享不暢的現狀，充分發揮信息化服務科研、服務生產的作用，推動油氣勘探向信息化、智能化發展。

作者:聶沙沙 申龍斌 趙大鵬 王麗娟 蔣偉 單位:中石化地球物理公司科技研發中心 中石化地球物理公司勝利分公司