Контрольная работа: ГИС в топливно-энергетическом комплексе

Разработка моделей данных - еще один необходимый компонент комплексного ГИС решения для нефтегазовой отрасли. Модели данных - это базовые шаблоны, помогающие выполнению основанных на ГИС проектов в разных прикладных областях (создается более 20 разных моделей). В рамках этой широкомасштабной инициативы компания ESRI вместе с пользователями и партнёрами активно работает над созданием базовых (не всеобъемлющих) моделей данных для нефтегазовой отрасли. В основу одной из них положена известная модель РРОМ (Публичная модель данных по нефти). Создаются также модели данных по трубопроводам, геологическая, гидрологическая, земельного кадастра, транспортная, лесная и др. Эти модель публикуются и представляются на всеобщее рассмотрение и обсуждение. Их основное предназначение - помочь пользователям и партнёрам в эффективном использовании, развитии и адаптации ArcGIS и стандартной структуры базы геоданных под потребности конкретной отрасли.

2. Принципы построения ГИС в нефтегазовой промышленности

Требования к ГИС:

· Централизованное хранение данных / распределенный доступ. Система должна обеспечивать централизованное хранение и администрирование большого объема данных с соблюдением требований защиты информации. Доступ к информации должен быть организован в клиент/серверной технологии в локальной сети и, возможно, сети Inteгnet для удаленных рабочих мест.

· Однозначная идентификация объектов учета (земельных участков) по уникальному идентификатору - кадастровому номеру.

· Работа с данными в едином координатном пространстве. Данные в системе целесообразно хранить в той системе координат, в которой выполнен кадастровый учет. В этом случае сохраняется идентичность цифровых данных и бумажных правовых документов. Для совместного анализа и использования данных в разных системах координат необходима функция автоматического перепроецирования в сеансе работы с данными. Такая процедура не требует физического пересчета координат источника данных, что важно и с точки зрения сохранности материалов, и с точки зрения эффективности работы ГИС.

· Контроль корректности и целостности данных. Система должна обладать возможностью автоматизированного контроля качества данных и внутри одного графического слоя, и между слоями (межслойная топология). Координаты и границы пространственных объектов после государственного кадастрового учета документально закреплены, и изменять их внутри системы уже нельзя. Поэтому топологические правила должны быть гибкими и настраиваться на каждый конкретный случай «ошибок», встречающихся в системе.

· Интеграция с внешними информационными системами. ГИС должна поддерживать возможность связи с другими информационными системами - осуществляющими бухучет, управление производством, ведение реестра правоустанавливающих документов и другими на уровне запросов и обмена данными.

· Развитая система мониторинга данных. Основой системы являются сведения о земельных участках, соответствующие информации в Едином государственном реестре земель (ЕГРЗ). Эти данные обязательно будут меняться в результате различных транзакций с недвижимостью. Необходимы механизмы мониторинга данных, не зависящие от подрядных организаций - поставщиков первоначальных данных.

Этапы создания ГИС:

I этап. Этап первичного сбора информации. Ориентирован на быстрый сбор материалов без использования ГИС средств. Данные собираются в файловое хранилище, структура которого ориентирована на документооборот и представляет собой аналог бумажного архива межевых дел.

II этап. Реализуется на выбранной ГИС платформе. Условия перехода: разработка концепции внедрения ГИС и специализированного программного обеспечения для конвертирования данн в ГИС формат. Прототип такой системы реализован компанией ДАТА+ на базе программных продуктов ArcGIS.

В базу пространственных данных конвертированы данные кадастрового учета. Обеспечено точное координатное позиционирование земельных участков внутри территорий действия одной системы координат (например, на территории одного административного образования). Обеспечено агрегирование данных по некоординатным описаниям (адрес) до более крупных территорий. В качестве базовой картографической информации используются мелкомасштабные цифровые карты.

Хранилище данных представляет собой базу геоданных, структура которой сходна со структурой файлового хранилища I этапа. Данные хранятся в промышленной СУБД (Oracle, SQL). Доступ к данным и администрирование осуществляется через сервер пространственных данных ArcSDE. Для автоматизации загрузки данных в базу геоданных разработан специализированный конвертор.

Работа с данными осуществляется в настольных продуктах ArcView и ArcEditor. В качестве базовой карты использована карта России масштаба 1:1000000. Агрегирование данных осуществляется с помощью словарей и ссылок, основанных на адресной системе РФ с кодами ОКАТО, схеме кадастрового деления территории РФ.

III этап. Реализация полнофункциональной ГИС. Прототип системы обеспечивает многие функции и информационные запросы, связанные с учетом и управлением недвижимостью. Затраты на его реализацию и внедрение невелики. Создание полнофункциональной ГИС является гораздо более трудоемким проектом, реализация которого требует решения ряда серьезных, в том числе и организационных задач:

· Получение описаний всех используемых систем координат для обеспечения точного координатного позиционирования объектов на любых территориях.

· Разработка корпоративных классификаторов пространственных данных и соответствующая реструктуризация всех данных в хранилище.

· Создание банков картографической информации необходимых масштабов - от мелких (1: 1000000) до крупномасштабных планов отдельных территорий (1:500). Создание системы мониторинга картографической информации. Разработка регламентов обмена информацией с государственными и корпоративными реестрами.

· Разработка специализированного программного обеспечения ГИС для реализации некоторых функций системы, таких как формирование охранных зон технологических объектов.

3. ГИС для анализа ресурсной базы нефтегазовых компаний

Ресурсная база - основа развития нефтяной компании. Практически любая информация по ресурсной базе (подсчетные планы, схемы, карты и т.д.) имеет точную координатную привязку и, в большинстве случаев, результаты ее обработки и анализа представлены в картографической форме, что подразумевает необходимость использования геоинформационных технологий. Применение возможностей геоинформационных систем позволяет не только повысить достоверность количественного прогноза нефтегазоносности, но и решать ряд других насущных задач, таких как:

· оценка экономической эффективности и планирование геологоразведочных работ;

· отслеживание состояния ресурсной базы на территории деятельности нефтяной компании;

· проверка пространственной корректности данных;

· мониторинг за выполнением условий лицензионных соглашений в сфере добычи углеводородного сырья и многих других.

Эффективное планирование геологоразведочных работ на углеводородное сырье требует знания ресурсной базы конкретного региона для прогноза развития нефтегазовой отрасли на перспективу. Структура ресурсной базы включает текущие запасы промышленных категорий А, В, С1, предварительно оцененные С2 и собственно ресурсы, которые по степени геолого-геофизической изученности подразделяются на перспективные и прогнозные. При переводе ресурсов в запасы промышленных категорий с максимальной эффективностью важную роль также играют геоинформационные системы.

Поскольку для решения вышеперечисленных задач необходимы большие объемы разнородной и специализированной информации, тут не обойтись без совместной работы различных геологических отделов. А для этого важно создание модели, наиболее полно описывающей предметную область, и соответствующего программного комплекса, обеспечение их интеграции с другими базами данных и системами.

Одним из наиболее ярких примеров работы с ресурсной базой с использованием геоинформационных технологий служит "Система мониторинга недропользования» (СМН), построенная на основе программного обеспечения ESRI ArcGIS и Мiсrоsоft.NET Framework. Разработка велась в течение пяти лет в 000 "Сибгеопроект» (г. Тюмень) и вобрала в себя опыт работы большого количества специалистов разных направлений нефтегазовой отрасли. Часть системы, реализующая возможности ГИС, основана на технологии ESRI ArcGIS. являющейся корпоративным стандартом во многих ведущих компаниях, в том числе и нефтегазовой отрасли. Также ArcGIS - это широко распространенная, многофункциональная и мощная геоинформационная система, предоставляющая развитые возможности для работы с пространственными данными и позволяющая реализовывать эти возможности в разномасштабных корпоративных программных комплексах, таких, например, как «Система мониторинга недропользования». В систему также входит модель данных, используемая этим программным комплексом и обеспечивающая хранение как документальных, так и пространственно привязанных данных. Модель системы развертывается на современных, надежных, являющихся стандартами в своих областях системах управления базами данных - SQL Seгver и Oracle.

В системе содержатся сведения по балансу запасов месторождений, сгруппированные по субъектам федерации и годам, что позволяет отслеживать пространственно-временные изменения состояния запасов и ресурсов. Информация хранится в структурированной древовидной форме: