一、油田地面建设的现状及GIS技术应用于油田地面建设的意义
随着社会经济的快速发展，我国的油田地面建设也已经历了几十年的磨砺，即将开始步入工业化推广阶段。在油田生产发展的同时，城市建设及原油生产以外的替代产业也迅速地发展起来，导致油田幅员广阔，油田地面建设工程复杂、任务庞大。无论是科研开发人员、规划设计人员，还是生产管理人员都必然面对大量冗杂的信息，这些信息表现为多系统、多层次，既包括勘察地形图、地面建设系统图、工艺流程图、井站关系图、站内平面布置图等图形信息，又包括从事规划、设计活动所必需的各种生产数据以及从事生产管理活动在内的动态、历史和统计信息。
如何掌握油田的勘探、开发、地面建设现状信息？如何高效管理处于开发中后期的特大型油田？如何高效管理、处理这些生产信息？如何利用这些信息进行油田规划方案的设计及优化工作？如何为油田的二次创业和长期持续发展提供决策依据？这一系列的问题已成为一个个迫切的任务，完成这一系列任务的有效途径之一就是以地理信息系统的手段来建立油田地面建设信息系统，从技术、实施、组织管理和维护等方面，将油田设施与地理分布信息更有效、更迅速地利用和传播。
二、长垣油田地面建设信息系统简介
长垣油田地面建设信息系统是油田地面建设信息系统中的一个典型例子，我们就以该项目为例，来谈谈油田地面建设信息系统中的一些关键问题。长垣油田地面建设信息系统从1996年立项，历时三年，采用了模块化的设计方法，系统包括管理维护子系统和油田八大主专业子系统，研制的主要目的是为了方便、迅速、精确地获取油田地面建设的主要信息，为油田地面建设规划设计、现场生产管理和全局控制决策提供专业现状地图、基础数据和辅助决策方案
长垣油田地面建设信息系统总体框架
该系统要组建包含油田地面建设的生产部门、规划设计部门、管理决策部门等在内的计算机信息网络，实现地面建设系统的生产组织管理、地面建设规划方案编制、地面建设重大项目决策三个方面的信息化，系统应结构灵活，任意拼装，以形成一个全油田的从管局到厂队，从生产现场到规划设计，到管理决策的信息有序流动的总体框架结构。
长垣油田地面建设信息系统的总体框架如图所示(你将打开的是一幅大小为24k的图像)。
2.长垣油田地面建设信息系统特点
长垣油田地面建设信息系统涉及油田八大专业系统，其数据逻辑关系、数据结构极其复杂，设计合理的数据库结构是该项目的技术关键。本系统采用了自顶向下逐步求精和模块化分解的设计方法，设计出了合理的数据库层次结构和每个系统的E桼实体关系图，最终细化分解到每一个数据项的具体类型和宽度等。
长垣油田八大专业系统图形数据与属性数据既分离独立又有机结合，实现了图形数据和属性数据之间的多种方式、多种条件的双向交互查询。
该项目在地面工程应用方面的一个创新是实现了基于图形数据库、站库基础信息库、站内设备数据库和公用设备参数库有机结合、连动查询的管理机制，为规划方案编制工作的设备选型和能力核实等提供了一个十分灵活的工作平台。
建立了八大专业系统现状图库和地理信息库。
对专业系统的图形要素进行了严格要素分层，建立了专业图形特征信息库，使得每一个图形要素都可以按照其特定的图层、颜色、线型、线宽等分离信息被唯一地提取出来。
依国家和石油行业标准，建立了规划符号库、线型库，并可灵活地应用于辅助规划功能模块中。
建立了长垣油田的规划专业现状图库，并可分系统、分厂、分油田按范围输出使用。
实现了规划专题图中同一实体但不同实例，查询输出不同属性值的要求。
提供了自动制表功能，用户只需建立表头库和参数库，系统会自动提取数据库中的现实数据，进行实时统计并自动制表。
建立了设备能力核实的模型库和公用设备参数字典，为油田地面建设规划设计提供了辅助决策方案。
基于各种常规图形要素的分层、编辑工具，提供多种方式的长度、面积等量算工具；根据专业符号库、线型库的图例符号，可以进行规划方案布局的计算机辅助规划，并产生相关的报表。
根据坐标文本文件，实现了在图上批量放井、站等点状符号的功能。
三、基于数据--GIS平台选型的关键
1.油田地面建设数据的特殊性
在油田地面建设工程中，由于数十年的工作积累，致使油田开发地面工程数据库具有与城市地理信息系统或其他小型地域范围的地理信息系统非常明显的区别，主要表现在：
地域广阔，覆盖面积大；
专业多，专业之间时有交叉。
大量的不同类别的图形数据：有的是具有大地坐标的地理图，有的是具有独立坐标系的平面布置图，有的是不具有坐标的工艺流程图、结构设计图，有的具有特征链接，有的不具有特征链接，有的是矢量图形，有的是黑白栅格图，有的是彩色影象图等等；
海量且具有多种类型的属性数据：有的是直接与图形要素关联，有的间接与图形特征有关，有的只与其他数据逻辑相关等等，而且，静态数据、生产动态据、备数据之间还存在着各种复杂的逻辑关系
多种类别的统计数据和档案数据。如：现状数据、规划数据、设计方案（设计图形、文档说明、工程量表等）、审批文件等等。
因此，如何包容如此海量的数据，如何建立严密的数据结构，如何有效安全地组织数据是油田地面建设信息系统首要解决的关键问题。
2.应以透彻地分析数据为依据来进行GIS平台选型
鉴于油田地面建设数据的特殊性，透彻地分析这些数据应是进行GIS平台选型的关键。在长垣油田地面建设信息系统中，我们选择了美国Intergraph公司的MGE（Modular GIS Environment--模块化的地理信息系统环境）作为GIS开发平台，主要原因如下：
MGE可以包容如此海量的数据。
MGE具有很强的与航测遥感、GPS相结合的功能。
MGE是CAD技术与GIS的完美结合。
MGE可转换多种GIS平台数据。
模块化的结构，将随着系统的拓展，越来越展现其的优越性能。
可连接多种基于ISO标准的工业数据库，通用安全。
我们拥有MGE的汉化版本。
四、数据组织--GIS工程的灵魂
1.图形数据和属性数据的组织
油田地面工程数据库是一个以信息共享为目的的集油田地面工程现状管理、产能建设地面工程管理、新技术管理和地面工程勘察设计、规划决策、工程建设、科技应用、生产管理、优化运行等功能于一体的大型、综合的数据库。需要收集、管理海量的图形和属性数据资源，包括：各种地理相关图形（全要素基础地形图、各专业地理相关的现状专题图、规划设计图、竣工图等）、各种非地理相关图形（各种站（场）、库平面布置图、各种站（场）、库工艺流程图、各种站（场）、库设备结构图等）、地面工程静态数据、地面工程生产动态数据、各种站（场）、库的设备数据以及各种文档资料等等。为将这些大量的数据快速无冗余地入库，并进行有效的管理、维护和更新，我们开发研制的GIS建库产品 -- 建库之星（GeoWarehouse MGE版本）发挥了巨大的效用，实现了图形和属性的一体化建库，正确快速且减少数据垃圾，建库之星采用面向特征的对象化设计，既充分解决了制图与GIS图形数据之间的矛盾，又解决了MGE不能识别用户化线型的问题。
2.统计数据的组织
在油田地面建设工程中，各部门的人员都将面临着从各种数据中提取、统计、制表的繁琐过程，为此，我们开发了灵活的自动统计报表和能力核实功能，以一变应万变，充分利用了数据库中静态数据、动态数据和设备数据的三级设计结构，每当需要产生新格式的报表，用户只要在自动统计报表所使用的表头库和报表参数库中输入一条记录，程序即可产生令人满意的EXCEL报表，每当增加了新的能力核实公式，用户只需在能力核实的公式模型库中输入此公式的描述记录，程序即可根据此描述计算出相应设备的能力数据，为生产运行和规划设计提供了快速的辅助决策方案。
3.基于MGE的长垣油田地面建设信息系统的数据模型
五、能灵活调配数据--设计开发的目标
1．多种类型数据之间的链接
在油田地面建设工程中，由于广泛地存在专业交叉融合的现象，所以多种类型数据之间的链接必然就要成为系统设计开发的重点。在长垣油田地面建设信息系统中，我们实现了：
录入的属性数据与实体图形数据的批处理自动链接功能，对录入计算机的属性数据与实体图形数据可进行批处理地自动链接和链接检验。
公用设备库与站内设备信息的自动链接功能，当在查询站内设备信息时，能够根据需要，连动查询设备静态参数，建立了标准和非标公用设备的参数字典。
2．多种系统之间的数据融合
在油田地面建设工程中，由于历史和现实的原因，存在着多种GIS系统的数据源，为此，我们开发了属性数据分布录入功能，分在线录入和离线录入两种方式，在离线方式下，可将分开录入的数据合并在总数据库中，以适应异地建库的要求，开发实现了161个数据库属性表，约3680个数据项的录入、约束和校验的功能，进行数据质量控制，实现了属性数据的分布式调查和录入，同时进行多种GIS数据转换，实现多种GIS平台的图和属性数据的双向转换，确保已有GIS如MGE、ARC/INFO、ARCVIEW、Mapinfo的图形属性数据的有效利用。另外，利用Intergraph公司的GeoMedia和GeoMedia Web Map实现了在保证数据安全基础上的数据网络共享和INTERNET/INTRANET网上信息发布。
六、GIS在我国的应用展望
1.GIS技术应逐步走向AM/FM/GIS的发展方向
AM/FM是自动制图与设施管理的缩写，AM/FM和GIS技术相结合，形成基于GIS的AM/FM/GIS系统，必然是GIS技术的一个发展方向。三者的结合不仅在设施图形和属性之间可以互相查询，而且可以根据不同的设施管理模型（如原油集输、气集输、电力模型等）完成具有专业特色的设施设计、设施维护、故障管理和设施网络分析功能，可使GIS技术达到一个更新的应用水平。
2.GIS技术应面向企业，建立企业级的工程模型
随着测绘、遥感、制图和计算机技术的发展，GIS技术应逐渐走向企业，伸缩自如，在企业中建立以设备生命周期为基础的企业级的工程模型（Enterprise Engineering Model，简称EEM），形成以设备为核心的多种共享信息资源在规划、设计、生产、维护、服务、管理等企业生产的各个环节中有序流动，满足多层次、多部门、多用户、多地域的企业级工程需求。
3.企业应注重培养自己的一支数据更新维护队伍
企业各部门应加强对GIS技术的理解和应用观念，注重培养一支自己的GIS数据更新维护队伍，这样才能使数据能长期稳定地适应企业的发展需求，为企业带来长足的经济效益。