石油图形平台基础软件的研 精品文档格式.docx

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ESRI公司的ArcInfo，Genasys公司的GenaMap等都是集成式的GIS开发工具。

集成式GIS优点是各项功能已形成独立完整系统，缺点是系统复杂、庞大、成本较高，难于与其他应用系统集成。

模块式GIS是按功能划分成系统模块，运行于统一的平台上。

Intergraph公司的MGE是一个有代表性的模块化GIS系统。

模块化GIS具有较强的工程针对性，便于开发和应用。

组件式GIS是近年来发展起来的，代表GIS系统的发展潮流，最主要的组件GIS大多采用Microsoft的技术。

如InterGraph的GeoMedia，ESRI的MapObject，MapInfo的MapX，中地公司的MapGIS[2]等。

虽然各种图形平台种类繁多，但目前还没有一个是针对石油行业量身定制的图形平台，所以或多或少存在以下缺陷：

1）可扩展性差，一些系统专业开发工具虽然也提供了一些二次开发的接口语言[3]，但对石油行业复杂的数据类型和表现形式来说，如断层、尖灭、油水连接等，难以实现，缺少灵活性。

2）描述的符号、柱子（也称“道”）等种类不全或样式太简单，远远达不到国内油田的复杂要求。

3）投资大，实施周期长，系统环境要求较高，而且后期的数据维护和系统升级工作量巨大，需要专业技术人员现场实施，普通用户无法进行维护。

1.3研究目的和意义

缺乏一体化软件平台制约了我国石油勘探开发软件的发展和创新。

本课题的研究，将以二次开发的类库/控件及开发手册形式提供面向第三方软件公司开发人员使用的基础平台接口，向用户提供了编制各种地质图形的手段及多种地质应用软件的集成方法；

同时，公司内部也在基础平台之上构建满足自己业务需求的产品与项目，从而达到提高经济效益的目的。

石油图形平台的研究与开发成果的利用，对降低开发费用、缩短开发周期，加强质量控制、加快数据查找、共享数据资源、迅速掌握油田生产经营动态信息、提高决策管理水平，促进油田信息化建设、实现油田资源共享等方面具有较大的现实意义。

1.4本文工作

本文从实际项目需求出发，系统地对石油图形平台的需求及应用进行了分析和研究，针对中石油地质编图规范[4]、录井资料整理规范，国内具有代表性油田的各种图件编绘规范[5-10]，重点从软件架构、软件复用、面向对象技术的设计角度研究了图形平台协同性框架的设计。

主要工作如下：

1）通过研究平面图、剖面图、井筒图的组成单元，确定了软件系统中的图形模块部分的类型及组成。

2）研究分析了实际应用中的各类图形，把图形按逻辑层次划分为图件、图层、图元；

按数据类型划分模板数据、内容数据。

采用树型结构的组织形式来管理和操作图元。

3）从软件的可视操作角度，提出“图件=模板+数据”的设计思想，使图形和数据分离，成果图可以交流共享。

4）应用UML、设计模式、面向对象技术进行系统设计。

设计了一个支持变化的、期望能获得最大限度复用的图形平台框架。

5）设计并实现了以平台基础技术部分为核心的图形平台，上层在基础技术部分之上定制系统，各层独立，上层之依赖于下层模块。

6）石油图形平台的发布与应用。

1.5结构

各章内容安排如下：

第一章：

绪论

介绍研究背景，本文工作及结构。

第二章：

图形平台框架整体分析

对满足石油图形平台框架整体分析。

第三章：

图形平台基础部分设计

在框架整体分析的基础上，对图形平台基础技术部分进行设计。

第四章：

图形平台基础实现及应用

以框架设计为指导，实现图形平台基础技术部分及其应用。

第五章：

结束语

总结已取得的成果，并指出进一步的改进和研究方向。

第二章图形平台框架分析

2.1概念定义

下面对分析/设计中涉及到的一些专业概念词语加以说明：

图件（图）

管理图层的容器。

它通过图层将图元按一定的规则组织在一起，表达某种含义。

通过图层的组合（即层集合）、图元组合（叠加）和特殊图元集合，形成图件。

就图件本身来看有许多类型，但归纳起来可分为图形和图像两类[11]。

图层

图件的层次[12]，是用户按照一定的需要或标准把某些相关的物体组合在一起。

是管理图元的容器。

一幅完整的图，通常由若干个图层来构成。

我们可以把图层想像成是一张一张叠起来的透明胶片，每张透明胶片上都有不同的画面，改变图层的顺序和属性就会改变图的显示效果。

每个图层是相对独立的。

引入图层概念，是为了便于编辑和管理图元，或为了达到某些特殊的目的（比如隐藏某一图层）。

图形分层有利于资源的复用和共享，提高检索和显示速度，提高图形管理和图形设计的效率。

图元

图形系统的基本元素，可进一步细分为基础图元和专业图元。

基础图元由点、线、面、文字等基本形状组成，专业图元由基础图元组合而成，表达一定的专业含义（如柱子、责任表、图例）。

图元类

对图元的分类，代表一类图元。

图例

对图中的符号、线型、填充外观样式的规定和含义的注释。

属性

用来描述图元对象的表现样式。

符号

可以重复使用的可绘制标识，一般具有稳定性和一定程度的标准性。

符号元素

符号是由点、线、面、圆（椭圆）等组合而成的，组成符号的点、线、面、圆（椭圆）等我们称之为符号元素。

符号帧

有些需求可能使符号在不同的状态下有不同的表现，每种表现称之为帧。

符号库

从用户的角度看是指符号的集合，从程序的角度看符号库是用来管理符号的程序。

符号绘制参数

指符号的坐标点，大小，单一颜色（有的话），旋转角度等参数。

子符号

符号里可以包含子符号，子符号的定义、性质完全和符号是相同的，定义子符号的目的是一个符号的不同部份（子符号）可以有不同的表现。

线型

可以重复使用的曲线表现形式，一般具有稳定性和一定程度的标准性。

修饰

线型是由修饰组合叠加而成，一般而言，修饰是比较简单的曲线表现形式，修饰的叠加形成复杂的曲线表现，即线型。

修饰对用户而言是不能单独使用的，因为它是被包含在线型里的。

线型库

从用户的角度看是指线型的集合，从程序的角度看线型库是用来管理线形的程序。

对比图

把两口井同一时代地层（或沉积特征相似）的井段建立连接，并统一命名这就是层段的连接。

用于盆地范围内的地层划分与对比研究,其主要目的是建立地层系统,确定生,储,盖组合关系,为寻找地质构造,预测油气勘探的有利地区提供依据。

属于剖面图类。

油藏剖面图

主要反映多井间之间的油、气、水层对应连接的关系图，它比较真实地反映了地下油、气、水层连接的情况。

连通图

表示注水井和多个油井间的连通关系，它比较真实地反映了采油和注水关系。

等值线图

在某区域内，由每口井的某一地层的数据值得到的离散点形成等值线图。

离散点的形式是这样的：

（井x坐标，井y坐标，数据值value）。

然后由等值线绘图模块将离散点网格化绘制等值线。

属于平面图类。

综合柱状图

地层综合柱状图反映了在时间上实习区地层和岩石的发育情况，揭示出地壳运动的性质和类型以及演变。

它通常需要结合实习区及外围的地质资料，在地层实测剖面的基础上绘制出来的。

属于井筒图类。

断层

地壳运动产生的强大压力或张力，超过了岩层所能承受的“强度”，岩层发生断裂，并沿断裂面有明显的错动、位移，形成断层。

尖灭

尖灭是指岩层厚度逐渐变薄，以至消失，其中%>

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油（气）层尖灭是指油（气）层变薄直至为零，或因岩性、物性而不含油气可统称为油（气）层尖灭。

2.2需求分析

2.2.1需求归纳

图形平台的业务需求，是以整合油田勘探领域的生产、管理和研究的需求为基本出发点，以提供勘探开发业务信息化一揽子解决方案为目标，按照知识-信息-数据（K-I-D）的不同层次，通过专业库、数据中心和项目库的建设，分别解决油田勘探开发数据的存储和管理问题，信息的应用和交换问题，知识的可视化和辅助决策问题。

从广义来说，一个完整的图形平台应该具有：

图形标准、图件编制、数字制图、图形应用、资源管理五个部分。

它们之间相互关系如下：

1）图形标准：

标准化是基础工作，更是现代企业核心竞争力所在。

通过标准化技术支持，为油田数据库基础建设和信息化应用建设提供统一、规范、通用的底层平台，保证信息系统之间的数据兼容性，消除信息孤岛，从而实现油田数据资产的价值最大化。

它为数字成图和图件编制提供标准。

包括图式、符号库、线型库。

R12：

为模板制作提供专业制图标准，形式为：

标准规范、基础模板。

R13：

为图件编制提供专业制图标准，形式为：

标准规范、新建图件提供专业模板。

2）数字成图：

通过模板定义、数据获取、数据应用于模板的方式实现快速制图。

R23：

数字成图的图件成果，可以使用图件编制系统进行编辑。

R24：

模板和数据源定义成果，可以用资源管理系统保存管理。

R25：

数字成图的结果可以作为GIS应用的底图；

使用数据源可以为GIS系统提供动态要素加载的数据。

3）图件编制：

制作编辑通用的和专业的图件。

R34：

图件中的图形数据可以作为图形库的数据交由资源管理系统分类存储；

整个图件可以作为成果资料被资源管理系统管理。

R35：

编制的图件可以作为GIS应用的底图使用。

4）资源管理：

模板和数据源、图形坐标、图件文件的管理（存储、分类、授权、发布）。

R42：

为数字成图提供数据。

R43：

为图件编辑提供坐标数据和成果图件（用于二次编辑）。

R45：

为GIS应用提供底图、动态要素数据。

5）图形应用：

石油图形应用，GIS应用等。

6）外部数据：

数据的正确性、完整性和一致性，是决定油田勘探开发信息化项目能否成功的重要依据。

R62：

上述关系，如图2-1所示。

图2-1平台业务

2.2.2应用方案

基于以上平台业务的需求，图形平台最终（上层）应用方案由数据服务、业务服务和表示服务几部分组成。

1）数据服务

数据服务由数据服务模块和各类Adapter组成。

Adapter用于为不同形式和格式的数据媒体提供一个统一的数据访问接口。

数据提供方式主要有二种：

一种是使用用户现有的数据库，通过Adapter和数据主服务模块建立一个虚拟的三维数据体。

这种形式主要应用于Web浏览，数字成图。

另一种是我们提供一个数据库，用户导入各种必须的数据来建立地质模型。

2）业务服务

图形数据的组织和管理，图形模块的绘制与处理以及数字成图的处理（模板+数据）。

其中数字成图指模版和数据的装配，模版作为通用性的东西，内容只包括图元属性信息，不包含数据（也可提供模版和数据的集合的单一文件，图件），各个图元是什么数据由该图元的数据源ID属性决定。

3）表示服务

为达到共用和一致性要求，对图形显示和编辑操作抽象出统一规范。

只要遵循这些规范，应用之间都可以进行协同操作。