物探生产数据可视化技术应用

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摘要：物探生产数据在很长时间内都是传统方式管理，存在上报不及时、数据不一致、整理费时费力、数据安全风险等情况，也不利于统计分析。针对这种情况开展生产数据可视化技术研究，基于GIS、HTML5和北斗定位导航等技术,研发了生产运行系统，将生产数据集中存储、统一管理，并实现数据的可视化展示和多类型统计分析。生产运行系统为用户提供一体化的协同工作平台和环境，让管理人员直观了解和掌控生产动态，以更加准确、迅速地做出决策，实时指导现场运行。

关键词：生产数据；GIS；可视化；工作量；高效

0引言

传统物探生产数据管理以手工抄送为主，一些报表类数据需要从各家生产单位通过钉钉、邮件、石化通等多种方式收集汇总，存在上报方式不一、数据格式不一、内容不一等多种问题。通过手工录入、传送、汇总数据，通过硬盘、U盘保存数据，传统数据管理方式的弊端已经凸显，数据显示方式不直观、整理汇总费时费力、数据安全不能保证、查询统计分析难度大。通过生产可视化技术研究，形成生产运行系统，将生产数据纳入系统管理，实现集中存储、审批管理、分类共享，达到上报方式和格式统一，责任主体明晰、数据安全准确的目的。研究的多种数据统计分析查询方法，满足不同业务需求，提高数据利用率和效率。研发的移动端，满足基层队的网络条件、野外作业方式的实际特点，使数据管理更加灵活高效。通过系统所有用户在同一数据环境下工作，管理决策人员实时可视化的掌握生产动态，为经营分析和决策提供依据。

1功能介绍

1.1物探业务数据二三维GIS可视化展示

将所有正在施工的物探项目图标投放在GIS平台，用户不需要安装任何软件或插件，直接使用支持HTML5的桌面浏览器即可使用所有功能[1]。通过搭建的地理信息系统GIS框架，实现多种物探业务数据的可视化展示。地形地貌实现高清影像、DEM和DOM三维立体模型的可视化，更清晰展示地表信息。地质图设计实现1:50万，1:100万，1:250万等多种比例尺地质图的可视化，让物探施工设计满足地质目标。工区边界设计实现项目工区的满覆盖、炮点、检波点三种边界的可视化，可直观查看工区位置和范围。炮检点设计实现工区炮点、检波点的可视化，便于后续掌握施工进度。障碍物导入点线面KML文件，直观展示障碍物情况，方便管理者了解施工区域地形，组织生产。人员车辆与车辆监控平台的数据进行集成，实时显示所有车辆的各种信息，实现车辆在不同层级视野的高效展示，方便管理部门实现安全管控。路线通过导入、绘制道路或者车辆定位轨迹展现道路信息，为导航提供帮助。

1.2存储管理规范标准化

1.2.1生产数据内容和格式标准化

统一生产报表数据内容和格式经详细调研，了解到生产日报数据主要有钻井、采集、测量等多类报表，另外还调研了分公司日报系统和油田相关系统的内容。通过征求相关专家的意见后，形成了统一的生产报表格式，综合了测量、钻井、采集、装备等各类信息，共计57个字段内容。统一物探生产项目数据内容和格式物探生产项目信息统一设计了基础信息、施工参数、工作量、项目进度、资源配置等内容，共计28个字段内容。统一时间进度计划数据内容和格式生产项目信息统一设计了各工序的计划时间、装备人员配置等内容，共计18个字段内容。统一物探施工队伍数据内容和格式施工队伍统一设计了队伍ID、队号、类型等7个字段内容。统一新业务项目数据内容和格式新业务项目统一设计了项目名称、业主名称、合同编号等18个字段内容。

1.2.2生产数据流转过程标准化

经过需求分析与调研，充分讨论，确定了生产数据在地震队、分公司和公司这三个级别节点之间的审批流转功能及地震队录入员、地震队领导、分公司级审核员、公司级管理员共四级节点，明确了生产数据的填写及审核流程，保证数据的责任主体。

1.2.3用户角色和应用权限标准化

为了保障数据的安全，基于数据生命周期确定的地震队、分公司、公司三个节点级别节点间的数据流转关联关系，对用户的权限进行了明确的规定和划分：其中公司级人员角色细分为发布人员和普通用户两类，分公司级人员角色细分为审核人员和普通用户两类，地震队人员角色又细分为录入员和提交人员两级，通过对这六个类型的角色设定不同的数据权限，根据角色权限划分，建立起项目和数据信息的应用权限，实现在一套系统中，不同的用户获取、展示和应用数据信息的独立隔离，确保数据安全可靠。

1.3多类型图表统计分析

1.3.1日效

对采集工作量数据按照项目进行统计，得到计划日效及实际日效的理论偏差，形成柱状图表，为生产决策、考核等提供依据。

1.3.2生产进度

对测量、钻井、下药、采集各个工序工作量数据按照项目进行统计，得到计划进度及实际进度的理论偏差，形成生产进度图，便于生产调度。

1.3.3项目信息

物探项目为了方便对比分析，实现了项目设计详情和项目完成详情的对比查询，可直观了解项目的平均日效、工作量、设备人员情况等。新业务项目可直观展示在建、停待、完工新业务项目的统计情况。

1.3.4工作量

主要数据汇总包括钻井、采集等主要工作量数据的统计汇总。详细累计汇总所有在建物探项目的累计测量、钻井、下药、采集、试验、表层调查等的统计汇总。三维累计汇总所有在建物探三维项目的累计测量、钻井、下药、采集、试验、表层调查等的统计汇总。二维累计汇总所有在建物探二维项目的累计测量、钻井、下药、采集、试验、表层调查等的统计汇总。三维当日汇总所有在建物探三维项目的当日测量、钻井、下药、采集、试验、表层调查等的统计汇总。二维当日汇总所有在建物探二维项目的当日测量、钻井、下药、采集、试验、表层调查等的统计汇总。

1.3.5装备信息

设计实现施工项目、装备基地的采集装备、特种装备、钻机装备、运输装备等装备信息及装备调拨情况，实现装备信息化管理。

1.3.6多维度筛选

考虑到生产数据日积月累后的大数量特点，设计研发了“项目综合筛选”功能模块。物探项目可以根据项目动态、市场类型、项目类型、工区地形、生产单位、激发方式、生产年度7个条件进行筛选。新业务项目可按照生产单位、项目类型、项目状态、生产年度4个条件进行筛选。

1.3.7提报情况

发布完成数据查询统计对各个项目审核发布完成的数据进行查询统计、导出。审核中数据查询统计对已经录入还没发布完成的数据进行查询统计，便于管理和协调。每日提报情况统计对每日数据的提报情况进行统计，考虑到国内外有时差，设计国内外项目不同的系统默认统计时间。审批记录查询对每条数据的流程审批记录进行查询，解决审核责任主体追溯不清晰的问题。

2技术方法

2.1空间信息3S技术

GIS技术采用开源的GeoServer搭建了一套通用型地理信息系统GIS框架，为空间业务数据的可视化展示分析搭建一套基础性平台，满足快速定制开发的需求。提供坐标定位、距离量算、面积量算、坐标转换、点线面文件的导入导出等GIS功能，为用户提供便利。RS技术实现了二位、三维遥感影像的可视化加载，为物探业务数据提供直观可视化的地形地貌信息。支持局部地区加载无人机航测高清影像、DEM和DOM三维立体模型，更清晰展示地表信息、地形坡度信息等，满足地震采集项目生产的需求。GNSS技术与车辆监控平台的数据进行集成，实时显示所有车辆的位置及轨迹信息，方便实现管理部门安全管控。在无网络信号的偏远工区，车辆的轨迹可整理成道路信息，为该地区的车辆导航提供帮助。针对有些偏远工区无网络信号，无法下载地图和影像，研发实现在有网环境下载地图和影像，在无网条件下进行离线地图展示、导航的目的。

2.2系统架构技术

微组件技术实现基于微组件架构的应用框架，主体以模块配置组装、局部用微组件开发的方式进行应用的搭建。功能微件管理，可快速按需定制一个业务功能，满足快速定制开发的需求，降低集成的复杂性，提高系统的易用性、模块性、可伸缩性，为实现动态加载、灵活配置、扩展方便、部署简单和高度重用的GIS提供方法思路[1]。HTML5技术HTML5是构建Web内容的一种语言描述方式，是互联网的核心技术之一。采用HTML5技术，避免了繁琐的插件安装，只用一个HTML5的浏览器就可以使用全部功能。

2.3海量数据高效可视化技术

Bootstrap自适应框架技术采用Bootstrap自适应框架技术，实现系统界面的跨终端(不同品牌、不同尺寸、不同浏览器）兼容应用[2]，避免了不同终端内容显示不全、显示不满的问题，提升用户体验。数据同步、缓存创造性的采用数据同步方案，将数据读取到速度更快的存储（设备），将数据缓存到离应用离用户最近的位置，解决高并发大数据场景下热点数据的访问，提供高性能的数据快速访问，实现了多种统计分析数据的秒级显示。数据抽稀通过多种抽稀算法工具，实现GIS图层以及百万级炮检点等业务图层在不同层级视野的高效展示。数据渲染探索应用多种数据渲染方法，样式渲染实现不同类型的数据在不同层级视野用不同符号、颜色来表示，效率渲染提高数据的加载效率，实现数据快速展示。

2.4多策略安全备份技术

生产数据纳入系统管理，可避免硬盘、U盘存放方式造成的数据丢失问题。为了进一步提升数据的安全性，制定了数据备份策略，最大程度的降低数据风险，确保数据安全。自动备份云服务器、本地服务器上的数据，每天定时都进行数据库自动备份。手动备份根据工作需要、数据变动和环境变化等，不定时的进行手动备份。异地备份根据数据安全要求，建立异地灾备方案，避免本地停电、断网或服务器故障引起的系统不能使用。出现异常时，立刻切换到异地服务器，保证用户正常使用和数据安全。同步策略只要系统内数据有变化或更新，数据在云服务器和本地服务器之间进行同步，达到实时同步更新。移动端分段录入保存研发实现移动端日报数据分段录入、分段保存机制，避免了因操作失误或网络中断，导致前面已录入的数据部分丢失的问题。

2.5多维高效检索技术

随着时间推移历史数据将越来越多，针对这种情况进行长远规划，研究应用布尔逻辑检索、截词检索、多类型索引（普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引、空间索引等）等高效快速数据检索方法，实现大数据量环境下快速检索的目的。

3应用效果

2021年5月至今，生产运行系统在100多个物探项目和新业务项目中广泛应用，生产数据通过系统进行上报、审核、发布，总体运行平稳，反响良好。系统的应用大大提高了工作效率和数据质量，减轻了基层队多次填报数据的负担。系统登录集成了中石化统一身份认证，保证了数据的安全性。各类业务数据实现直观可视化展示和多类型统计分析，满足了不同的业务需求。

4结论

通过攻关GIS、北斗等技术，研发完成生产运行系统，实现了生产数据从传统管理方式向信息化管理方式质的飞跃，实现生产数据集中存储、统一管理、分类共享，用户快速查询生产数据，提高了工作效率，管理、决策者实时、直观、可视化地掌握生产动态，为生产经营提供决策依据。系统的应用真正实现了成果落地转化，信息化促生产。下一步将研发可视化穿透功能，与公司各类数据资源、系统进行无缝对接，实现系统集成；研究数据挖掘、多元化分析技术，深入各类生产数据内部，挖掘数据价值，更好的辅助生产决策。通过不断优化改进系统，实现公司各级数据的信息化管理，解决数据不全、共享不畅的现状，充分发挥信息化服务科研、服务生产的作用，推动油气勘探向信息化、智能化发展。

作者:聂沙沙 申龙斌 赵大鹏 王丽娟 蒋伟 单位:中石化地球物理公司科技研发中心 中石化地球物理公司胜利分公司