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关键词:砂土液化;勘察;信息技术;GIS;优势;应用
中图分类号:TU413 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)06-0073-02
受振动影响,细砂土等物质会呈现液态现象,将其称之为砂土液化。有时在孔隙水压影响下,砂土所受应力发生变化也会使其从常见状态变为液态。砂土液化现象的出现很容易造成地下水漫溢,造成“喷水冒砂”现象,严重时甚至可导致地面大面积沉陷,给建筑物带来极大的危害。由于砂土液化现象多发生在地下位置,人眼无法直视,故借助信息技术实现勘察可视化操作成为了该项技术创新应用的突破口。
1 信息技术与地质勘察
信息技术主要用于信息处理,是多种应用技术的统称,按照操作、功能、设备等差异进行划分,可分为多个技术类型。它集信息采集、传输、存储、加工于一体,应用十分广泛。在地质勘察工作中,信息技术凭借一系列优势也得到普及和推广,利用信息技术配合地质勘察相关技术应用能帮助人们更好的进行数据分析和处理,进而优化操作,有利于推进地质勘察工作便捷化。目前,在这一领域中,信息技术与地质勘察技术的综合应用已经成为发展趋势,越来越多的信息技术逐渐融入到地质勘察技术中,推进了新型勘察手段的研发,在砂土液化勘察工作中也是如此,其应用优越性一目了然。本文结合勘察工作的具体开展对信息技术的应用优势加以说明。
2 砂土液化勘察中信息技术应用的优势分析――以
可视化为例
信息技术在砂土液化勘察工作中应用十分广泛,可以说基于科技手段开展的勘察工作或多或少都会运用到信息技术。由于篇幅有限,本文选取地理信息系统为主要研究对象,分析信息技术的应用优势。
2.1 GIS的应用机理
可视化操作是砂土液化勘察技术发展、创新的一大转折点。它的实现主要是基于地理信息系统。地理信息系统(GIS)是地理学研究领域中应用十分广泛的信息技术。GIS属空间信息系统,信息处理主要作用在地球表层空间,除具备前文提及的信息技术作用功能外,还能实现数据运算、信息的分析与描述等。
GIS系统在实际应用中具备如下功能:①通过数据获取建立相关信息数据库;②通过格式化操作变换数据结构;③存取、组织数据;④查询、统计、计算;⑤空间分析;⑥显示输出。
这些功能为砂土液化勘察工作实现可视化操作奠定了技术基础,特别是显示输出功能的存在,能够帮助砂土液化勘察通过计算机屏幕进行数据表达。
2.2 GIS的具体应用优势
①砂土液化勘察所用数据或勘察工作所得数据极具空间性,大部分的应用信息都数据空间型数据。以SPT数据为例,锤击数与勘察深度两个条件只有同时具备时,技术人员才能进行分析。诸如此类的空间数据在砂土液化勘察中十分常见,因此为方便管理需要有专门性质的空间数据库来集中存放,而这正是空间数据系统GIS的强项。
②砂土液化勘察过程复杂,特别是勘察工作进入到评价阶段时需大量岩土工程数据,除SPT数据、岩土体分层信息数据、地震设防数据、CTP数据等数据之外,还需要土层物理指标、固结、荷载、地质构造、地貌形态等一系列数据。GIS系统拟建数据库将上述信息分门别类存放,能够极大的提高信息提取效率,便于数据取用,从而推进勘察工作的顺利开展。
③有利于实现勘察数据可视化。在信息领域中,可视化对于接受、传输信息而言意义重大。特别是空间数据,由于其具有多维性,利用可视化操作的优点更是明显。砂土液化产生的原因通过前文分析可以看出同岩土环境关系甚密,为了能够将地理环境因素更多的融入到砂土液化勘察工作中,需要系统具备可视功能,以扩宽研究人员的想象空间,激发其创造性思维。
④在砂土液化研究方面,我国现阶段使用的办法借助GIS可以达成一定目的,例如:GIS可拟建分析模型,用以对液化问题展开评价,这也在一定程度上为GIS在砂土液化勘察中的应用提供了契机。
3 信息技术下可视化的实现与应用
3.1 可视化系统建设
在信息数据反应方面,GIS空间性强,对空间数据的处理的也能体现出多维性。不仅如此,砂土液化问题的多因素效应也能通过GIS来展现,从这两方面可以看出,将GIS与砂土液化勘察充分结合在GIS平台上开发可视化系统对于优化勘察工作而言具有现实意义。可视化系统的具体应用建设在砂土液化勘察工作中主要用于评价阶段。
可视化系统的具体应用建设在砂土液化勘察工作中主要用于评价阶段,其基本构成示意图如图1所示。
图1为可视化系统应用于砂土液化勘察工作的大体构成情况,用户界面模块之下又划分出多个模块内容,不同的模块具备不同的功能,如空间分析模块,其主要功能是开展数据空间分析。
可视化操作系统由地震导致的砂土液化,它不仅借用了GIS强大的数据功能,还叠加了其它一些信息,如地质构造信息、水系信息等。通过该系统设计,勘察评价工作能够在数据空间分布显示状态下开展。
3.2 GIS数据库在砂土液化勘察中的应用建设
在砂土液化勘察中,通过系统建设实现可视化评价的重要前提是拥有空间数据库。空间数据库依照数据信息的不同又分为两种,具体建设如下:
首先,空间图形库。这一类型数据库详细划分下来也分为多种,如地理底图库。GIS之下某一方面具有共性的目标数据可归为一个数据层,用以描述某个属性特征,即为图层。多个图层集合后,则构成砂土液化勘察地的相应目标数据。
从各层数据内容方面来看,可从以下几方面进行信息系统建设:
①基本地理信息。包括交通图层、水系图层、居民地图层、地形地貌图层等。
②地质构造信息。主要包括描述断裂的相关图层。
③专题评价数据。如SPT数据、取样分析等数据。
④专题评价成果数据。如砂土液化预测、危害评估、防治处理等相关图层。
⑤水温地质信息。如水文地质界线图层等。
上述信息系统建设内容根据勘察工作的实际情况可适当进行增减,以凸显勘察研究工作的重点内容。
4 结 语
随着研究领域加深,科技不断进步,传统数据处理方法由于局限已经无法适应新时期的砂土液化勘察工作。现阶段,信息技术的应用正好弥补了传统数据处理方法所固有的局限性,特别是GIS的应用,在很大程度上优化了砂土液化勘察工作的相关环节。
参考文献:
【关键词】输电线路;可视化;智能;应用
现代社会对电力的需求越来越高,随着电网的快速发展,输电线路将逐年增加,线路穿山越岭,周边地理环境复杂,沿线既有采空区、污秽区、森林区等特殊区域,又有微地形、微气象区域,还有高速公路、厂矿、高楼等各类建筑、机械施工隐患,复杂的外部环境和地理条件使得线路的巡视和维护工作非常繁重,管理信息来源分散且难以共享,导致工作效率不高。
1 可视化运行系统的必要性
输电线路的信息量大,有线路的杆塔、走廊、地形地貌等地理信息,沿线的微地形、微气象等气象信息,电力设备的缺陷、隐患的发现和处理以及反措落实情况等健康信息,人员及车辆的巡视路径、巡视方法、缺陷发现、录入等行为信息。智能可视化运行系统就是将这么多复杂的信息综合在一个管理系统上,具有图形、数据的显示、查询、分析、预警等功能,并能够直观的体现到LED大显示屏上,使生产和管理人员能及时、准确的掌握线路的实际运行情况,将管理由粗放型向精益型转变、由手工化向智能化转变,实现运行管理的可控、在控。
2 可视化系统的运行效果
成立运行监控中心,以三维GIS地理信息系统为依托,将输电线路杆塔、走径、实景照片、所处地形地貌、在线检测仪器、GPS终端以及设备静态、动态的信息直接显示在大屏幕LED显示屏上,方便运行、检修专业人员随时查询和了解输电线路运行情况。输电线路可视化运行构架及功能主要如下。
2.1 地理信息可视化
以三维地理信息技术、计算机图形、GPS卫星定位等技术为支持,在三维虚拟地球中直观、形象的表达出区域电网内所有主网线路、杆塔分布、路径走向、地形地貌、特殊区域等情况。输电线路走廊内的森林、城镇、公路、高山、河流等的三维地理坐标和线路的导线、杆塔及其附属设备等相关参数会直接集中在一个平台上,实现对线路走廊进行更加直观、准确的管理,具体显示以下内容:
显示主网输电线路走向、杆塔分布、沿线村镇及所处的地形环境、分界点,公路、铁路等交叉跨越物及电力线等情况。
点击任意一条线路将会显示出该线路的具体情况,包括电压等级、线路名称、线路长度、输送容量、杆塔数量、导地线型号等基本信息,还可显示巡视周期、特殊区域、测试情况、异动记录等动态信息。
点击任意一基杆塔可显示该杆塔的具体情况,包括多角度数码照片、标志、型号、呼高、总高、重量、基础形式、坐标、海拔高度、金具、绝缘子配置、附属设施等信息。以上线路基本信息可以与PMS系统实现资源共享。
显示整个区域电网和每条线路分布经过的煤矿采空区、森林区、采石放炮区、修建房屋区、大跨越、大档距等特殊区域,点击这些区域则可获取相关信息。
对处在施工区域内的杆塔采用在线监测装置进行不间断的监控。
显示线路沿线村镇群众护线网的分布情况,包括所属供电所、护线员姓名、护线区段、联系方式等。
2.2 气象信息可视化
与现有的或将来安装运行的各种在线监测系统(如杆塔倾斜、防盗、风速、风向、弧垂、盐密、红外等)接口,通过在线监测装置收集的实时数据,智能分析,显示出线路某个区域或某基杆塔实时的气象状况和设备异常,并可及时发出预警信息。
在大风时期显示某区域的风力、风速信息、导线舞动的实时图像。
在雨、大雪、大雾、高温等恶劣天气下显示某区域内的温湿度信息,也可实时上传导线弧垂变化、导地线覆冰、导线接头温度、绝缘子盐密等图像和信息。
和雷电定位系统连接,实时显示当前雷电活动情况、查询历史雷电数据。
2.3 健康信息可视化
以设备缺陷、反措落实、综合治理、历年来故障、大修、技改等情况反应出设备健康水平,进行科学的安全评价,实现各类历史数据的综合查询。
可以显示、查询全部线路或单条线路所有的缺陷数量、类别、流转、处理等信息,反映出某条线路历年来故障、事故情况信息以及大修、技改、异动等情况。以上基本信息可以与PMS系统实现资源共享。
以不同的颜色来区分线路的健康状况。如果整条线路显示为绿色,说明这条线路运行良好,严重、危急缺陷为零,一般缺陷消除率98%以上;如为黄色,则表示该线路运行状况较好,一般缺陷消除率为不到80%;如为红色,则表示该线路运行状况较差,存在严重、危急缺陷或有严重隐患,一般缺陷消除率为30%等。
可以显示、查询线路在反措落实上的具体实施情况,分析薄弱环节,制定滚动的治理计划。
2.4 行为信息可视化
利用GPS定位与地理信息系统相结合,巡视人员配备PDA巡检仪,实现输电线路智能化巡视。其具体功能如下:
巡视人员和车辆配备GPS巡检设备,管理人员可以在屏幕上看到车辆行驶路线和人员巡视路径。
巡视人员持PDA巡检仪对设备逐一进行检查,能把发现的缺陷及时反馈回平台。对于重大缺陷和隐患,管理人员可通过照片或录像及时进行分析,快速制定抢修方案。
PDA巡检设备操作简单,可做到固化巡视检查路线及项目,还能自动提示,实现缺陷记录及照片的实时上传,做到巡视作业规范化管理。
GPS巡检系统还可自动对人员巡视质量进行绩效考核。
3 关于今后可视化系统发展的设想
(1)目前无人直升机巡线、机器人巡线等高科技已经在国家电网公司、南方电网公司的一些单位得到应用,这一技术如果能得以推广并和可视化系统相连,将极大提高巡视水平和缺陷、隐患应急处理水平。
(2)随着OPGW光缆和ADSS光缆在输电线路上的大量应用、3G技术的推广和大容量太阳能电池的研制,将极大方便信号的传输。如果能攻克光缆不破口与在线监测装置的连接难题,将来利用光缆作为信号传输的主通道,在杆塔上大批量安装视频监控装置或将成为现实,这样能极大缓解人机矛盾,从而提高运行管理水平。
参考文献:
[1]国家电网公司.输电线路状态监测系统技术规范书(试行).
【关键词】测绘制图信息化;趋势;对策
地理信息是一种重要的、基础性的信息资源,它能够对现实世界各种目标的空间分布情况及相关信息进行描述。信息化技术则是通过对各种信息资源的开发、处理和利用来促进信息交流和共享,从而为科学研究、经济增长提供可靠的参考,为社会经济的不断发展提供必要的基础。随着信息化时代的全面到来,社会各个领域均呈现出信息化的我发展趋势,测绘制图工作也不例外。测绘制图工作在历经了漫长的模拟时代后,仅过了数字化改造,如今正想着信息化的方向不断发展,相信随着信息技术在测绘制图工作中的广泛运用,信息化测绘时代将迅速到来。
一、测绘制图工作信息化发展概述
信息化时代下,人们对测绘制图工作提出了更高的要求,测绘制图工作对象范围进一步扩大,测绘成果更为多样性,测绘制图工作的服务领域更为广泛,测绘制图成果准确度要求更高,地理信息的涉及范围、涵盖内容更为广泛,现势性和精确程度更高。面对这样的要求,我们必须突进测绘制图工作的信息化进程,为社会经济的发展提供更为准确、及时、可靠的测绘信息。
测绘工作信息化趋势在近年来的测绘制图工作中日益凸显,具体表现在以下几个方面:
(1)测绘生产信息化,以信息的形式从事原始数据的采集;
(2)测绘成果管理信息化,信息技术被应用于对测绘数据的审核与质量监督工作中;
(3)应用服务信息化,测绘数据信息资源共享化。信息技术的应用使得测绘产品和测绘服务实现了社会化;
(4)后台监管信息化。设置用户命令窗口,加强信息权限管理,满足客户对信息的需求。
为了适应新时期测绘制图工作需要,适应测绘制图工作的信息化发展趋势,相关行政部门和科研单位应加强对测绘制图工作的信息化建设,具体包括:
(1)利用现代信息技术,进一步完善数字化测绘技术,形成信息化测绘的技术体系,为测绘信息化建设提供技术支撑;
(2)建设地理信息资源,加快基础地理信息资源建设,为各类信息资源整合和利用提供基础地理信息公共平台;
(3)加强地理信息资源开发利用,推进地理信息资源的产业化开发和社会化应用, 促进地理信息产业发展;
(4)加强测绘与地理信息标准体系建设,为地理信息采集、数据库建设、信息交换与共享、应用服务等提供技术规范和标准支撑。
二、测绘制图工作信息化发展对策
测绘制图工作的信息化发展需要有关行政部门、科研部门及其他社会阶层的通力合作,具体应采取以下发展对策。
(一)测绘成果数字化
随着测绘制图工作的信息化程度不断提高,测绘制图成果脱离了原先的纸质形式,逐渐向数字化方向发展,主要体现在:
(1)测绘成果信息更丰富。除了传统地图上所表示的自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性外;
(2)测绘成果现势性。息社会具有变化快的特点,测绘成果必须准确反映现势性的地理信息,而数字化将确保这一要求的实现;
(3)测绘产品多样化。
随着测绘成果的数字化发展,逐渐派生出多种多样的测绘产品,如满足各种需要的数字地图、各种地理信息数据产品、各种功能的地理信息系统等。
随着信息化技术在测绘制图工作中的推广应用,测绘成果数字化程度将进一步提高,对此,相关部门应强化对地理信息一站式服务系统的建设与完善,建立集成化的地理信息门户网站,通过互联网向用户提供其需要的地理信息服务,使测绘成果得到更广泛的分布,使其为用户提供更为及时、可靠的决策依据。
(二)提升测绘过程标准化程度
提升测绘制图工作的标准化程度是促进测绘制图工作信息化发展的重要途径,对此,相关部门应强化对测绘过程的标准化管理,测绘过程标准化管理是一项技术性、行政性较强的工作,它对于构建信息化测绘制图工作制度有着重要的意义。回顾我国测绘制图工作近两几的发展情况,随着信息化建设已经引起了相关行政部门、主管单位的重视,但测绘制图信息化建设工作却进展缓慢,究其原因,主要是行政管理与测绘技术部门缺乏协调沟通,使测绘制图工作信息化建设目标不统一,建设对策不明确。对于此,相关行政部门应联合测绘单位指定规范、明确的强制性工作标准, 将测绘制图工作信息化建设纳入日常工作范围,提升测绘制图工作标准化程度,强化对信息化测绘制图工作的监督与检查,指定具有前瞻性和可行性的测绘管理制度,促使测绘制图工作信息化、标准化程度不断提高。
(三)测绘服务可视化
地理空间是动态的三位世界,而地图一般都是平面的和静态的,如果能用三位的方式再现地理空间,必能极大地提升测绘制图工作成效,并未客户提供更为可靠的决策支持。
信心化时代下,立体显示技术被运用到测绘制图工作中,观察者可通过佩带立体眼镜实现对地理空间的观察和研究。为了促使测绘服务向着可视化的方向进一步发展,应采取以下对策:
(1)结合测绘制图工作需要,凭借PC和图形加速卡搭建起基于微机的VR环境,为可视化测绘服务奠定技术基础;
(2)构建企业级三位地理空间数据库,通过互联网向用户提供可视化测绘服务,运用支持立体化显示的客户终端向用户提供网络服务。
三、结语
近年来,测绘制图工作正由数字化向信息化方向转变,在此背景下,认清测绘制图工作的信息化发展趋势,并就信息化测绘制图工作采取合理的发展对策显得极为重要。
参考文献:
[1] 玛依努尔・米吉提.新时期下信息测绘技术的发展[J].商情,2012(45):182.
[2] 王洪涛,校莹.测绘强国必须用信息化测绘体系来保障[J].商品与质量:理论研究,2012(7) :272.
[3] 袁建峰.数字化测绘至信息化测绘学科研究进展分析[J].中国房地产业:理论版,2012(1) :259.
[关键词]GIS技术;工程测量;影响
中图分类号:P208 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)08-0198-01
1.前言
随着计算机技术和信息技术的飞速发展、空间技术发展的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善,对于GIS技术的运用也日趋成熟,并且得到了人们广泛性地接受。其中在工程测量中的应用可谓日臻成熟,本文主要对GIS技术对工程测量的影响展开一番探讨。
2.GIS的概念及组成
地理信息系统(Geographic Information Systems,GIS)产生于70年代中期。随着其自身的不断发展和应用的日趋广泛,GIS的定义也各种各样,其中比较准确且被广泛接受的表述为:GIS是一个能用于进行有效的搜集、储存、更新、处理、分析和显示所有形式之地理信息的计算机硬件、软件、地理数据和有关人员(用户)的有机集合。由此定义可知,GIS是一种工具,但不仅仅是一个制作地图的工具,虽然它可以按不同的比例尺、用不同的颜色绘制地图。
在GIS当中,计算机硬件部分是骨架,没有硬件,其它部分就无从依附;GIS的软件部分是其精髓,没有软件,就不成其为GIS;地理数据则如血液一样,没有了地理数据,地理信息系统就成了空壳;而对用户来说,当他能熟练地选择和使用GIS工具盒中的工具进行复杂的分析工作(如空间分析和模拟预测等)、并且熟悉与所用的数据有关的知识时,才能视为GIS的一部分。
GIS所需要的硬件包括处理速度高且存储容量大的计算机,数据输入设备如数字化仪、扫描仪,图形输出设备如绘图仪等。软件方面,有ESRI的ARC/INFO和ArcView、ERDAS的Imagine、US Army的GRASS等等。在我国应用较广的为美国环境研究公司(Environmental Systems Research Institute, Inc.)开发的ARC/INFO(用于UNIX)、PCARC/INFO(用于DOS)和ArcView(用于Windows 3.x、Windows 95和Windows NT)。
3.GIS在工程测量的特点
3.1空间可视性
(1)空间地物轮廓特征的可视化。GIS是利用数据对现实世界空间关系的模拟,使我们能够比较直观的感受到空间各种事物的状态。它利用现实的尺寸距离按照一定的比例缩放,而且对于现实事物空间的模拟都非常形象、逼真,清楚地反映事物的特征,比较清晰的看到地物的外形轮廓。
(2)地物属性信息的可视化。GIS的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息可视化,它是将地理空间信息与对应空间的属性信息相结合的结果。例如,我们可以在地理信息系统中查出某地区的地理概况、人口密度、占地面积、资源使用情况,通过测量相应的尺寸就可以换算为现实的距离,粗略的规划设计施工方案,这样空间地物的属性信息实现了信息可视化,可以更全面的考虑到实际情况,使得定位更加准确。
3.2空间导向性
利用GIS不仅可以纵览研究区域的信息,还可以利用其所具有的其他功能带领我们到更有趣、更令我们感兴趣的潜在区域。
GIS能够提供给我们比较全面的空间数据,通过各种比例观察地域的全局、局部和细节。在比例变换的过程中,系统就会不停的更新数据。就比如我们在浏览全国地图信息时,只会显示一些大的山脉、河流,省份和地区,重要铁路、公路,在逐渐扩大的过程中,系统会自动更新,逐渐出现稍微小一些的河流、县城、干路等,再放大比比例时,甚至可以具体到村庄的建筑物、公园等,与文明实用的地图差不多。GIS的导向功能主要表现在它能通过查询得到我们想要的信息,如果我们在搜索内容里填写药店,它就会在你指定的区域内全部标出,系统的写出有多少家,通过扩大和缩小来观察。
3.3空间思维性
GIS不仅储存有各地物的描述信息,而且还储存有地物之间的空间位置关系,这非常便于空间的分析。
GIS的空间思维主要表现在,利用GIS固有的系统工具对输入的数据信息进行处理,得到直观的数据分析图。GIS中积聚许多处理工具,各个工具利用其具有的功能对数据分析,每个工具将结果交由系统处理,得出可视化的分析结果。GIS的空间思维功能能够提供给我们空间关系、空间分布模式和空间发展趋势等,这是其他信息系统不能达到的。如城市与区域规划中,对于地理信息系统的使用特别多,是利用其空间思维的典范。
4.地理信息系统功能(Geographic Information Systems,GIS)的功能
随着科学技术的不断发展,各种地理信息系统软件相继出现,但对其应用进行研究,可以归纳出以下两项内容:一是通过GIS系统对用户数据进行处理;二是以GIS为基础,开发出符合用户需求的地理信息软件系统。
4.1GIS的综合分析评价和模拟预测功能
对于GIS系统来说,其不仅能够实现对地理信息的提取和存储,同时也可以根据不同地区的实际地理情况建立起相应的模型,并且通过科学的算法从中获取相应的评价结果,以此为各项测量活动提供必要的数据参考。这些发展结果的形式主要为函数和命令,进而对未来结果做出一定的定量与趋势预测,并能预测自然过程中的最终结果,将这些数据与特殊倾向可能出现的后果和各种决策方案产生的效果进行对比,能够做出最优决策,从而最大程度上避免风险的发生。
4.2GIS的空间分析和空间查询功能
为了使工作人员在管理及开发地理信息工作中更加便利,在构建数据库时往往采用分层处理的方式。这种方式的输入为原始图,而分析与查询的结果则是用经过空间操作的原始图来表示的,从空间定位角度来看,处理后的图件仍和原图保持一致。这种空间变换的内容主要有分析重置、拓扑空间查询、分析空集合等。
4.3GIS系统的运用能够建立区域信息系统和专题信息系统
从某种意义上说,专题信息系统指的就是根据矿产资源、水资源以及操场资源等内容所建立起的专题信息系统,其中也包括水土流失的相关信息。
4.4GIS中二次开发函数库的应用能够开发出特定功能的软件系统
其主要内容有数据挖掘模块、地质变量信息的提取模块、图像处理模块、物探数据的处理模块及综合预测模块等,其中地质变量信息的提取模块通过使用MAPGIS中的输入函数和空间功能对整体函数进行分析,使该软件系统目前已基本成形。
4.5GIS的输出功能
地图制图技术是地理信息系统得以发展的基础,因此地图制图仍然是GIS系统的主要功能,并且能够建立起与之相对应的地图数据库,这与传统的手工绘图相比,不仅效率较高,而且也能够有效地降低人工成本,实现更大的经济效益和社会效益。
5.GIS技术对工程测量的影响
随着各行业领域的科学技术水平不断发展与提高,工程测量技术取得突破性的进展。传统工程测量技术大多以人工测量为主,而且在地理信息资源以及相关数据的收集、处理等过程中相当复杂,而且效率低,测量效果不能满足实际工程测量的要求。但是,GIS 技术在工程测量的应用,就有效解决了传统工程测量技术的各种问题,而且该技术能够在原有的基础上不断延伸和发展。随着我国科学技术水平不断提高,GIS 技术的创新与发展将给工程测量带来更多的惊喜。由此可见,GIS技术对工程测量产生的影响是积极的。
在科学技术飞速发展的今天,GIS 技术在工程测量中的应用将得到多方位的发展,工程测量技术将向智能化、简单化方向发展,而且能够解决越来越多复杂的测量问题。GIS 测量技术结合信息系统和现代化信息技术,在环境与资源中发挥着先导作用,同时 GIS 技术具有拓展性,其未来发展将使 GIS 技术的综合功能和实际效果更加完善,而且 GIS 技术的应用领域将得到扩展。三维 GIS 技术是 GIS 技术的拓展和延伸,其对工程测量技术的发展具有深远的影响和极其重要的意义。
6.结语
综上所述,GIS 技术在工程测量中的应用在很大程度上减少运行人员的工作量,提高工作效率。GIS 技术在工程测量得到广泛性的应用对于工程测量本身来说无疑使一次突破性进展,给企业和社会都带来了巨大的效益。
参考文献
[1]廖中林.分析 GIS 技术对工程测量的影响[J].江西建材,2013 (05).
【关键词】地理信息系统 无线网络规划 应用 研究
【中图分类号】U475 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0082-01
无线网络规划和优化是一项循序渐进、不断深化的持续性系统工程。网络优化包含覆盖优化、话务量优化、设备优化、干扰信号分析以及资金优化使用等一系列优化方式,各种优化方式的综合形成了网络的整体优化,并贯穿于网络发展的全过程。综合分析移动通信网络建设的业务层面,G1S技术在移动通信网络规划和优化中的应用可归纳为以下五个范畴,可视化管理、模型化预测、定量化分析、智能化诊断、科学化决策。
1 G1S技术在移动通信网络规划中的应用
网络发展滚动规划是通过对市场需求的预测、网络现状以及通信技术发展情况的分析,对企业近几年内网络发展、建设的规划,对企业的长期发展具有重要的意义。但是规划所需基础数据的收集工作量巨大,网络滚动规划工作的第一个步骤就是收集网络各个专业的原始数据,对网络现状进行分析。在以往的滚动规划工作中,需要各个专业的人员对网络现状进行手工统计,不仅工作量大,而且数据准确性也无法保证。滚动规划编制初稿一般需要较长的时间完成,而基础数据的收集、整理、核对占用了大半的时间。在建立资源管理系统后,充分利用资源管理系统的资源优势,通过增加资源管理系统的功能,可以迅速准确地提供滚动规划所需的数据,大大减少数据统计的工作量,提高工作效率,集中精力对网络发展趋势进行认真的研究。
1.1可视化管理
GIS技术所提供的空间定位基准,可以有效组织专题数字地图、网络资源位置、邻小区关系、话务量分布、信号覆盖范围等信息,客观地再现基站、小区等网络资源的实际分布,充分体现整个无线网络的拓扑结构和资源配置。同时又可以提供友好灵活的人机交互接口,即以专题数字地图作为操作背景,显示出无线网络规划和优化后所得到的覆盖图、干扰图等结果数据,实现专题数字地图、网络资源分布以及分析结果数据的可视化管理。
1.2模型化预测
GIS技术可以对真实自然的地理环境精确建模。以夺间数据模型为信息载体,按照无线电波沿距离和时间的衰减规律,以及受地形地物因素影响的传导损耗,快速建立无线电波传播模型。结合大量实测数据和当地的具体情况,可以进一步调整预测模式,找到适合实际的参数因子,帮助修正预测模型算法,使得预测模型更为灵活和精确。
1.3定量化分析
借助于GIS技术的无线网络覆盖预测模型以及专题数字地图,并结合基站选择、天线方位和射频场强等相关参数设置,可以计算出各点位电波经干扰与衰减后的信号场强。运用无线网络规划和优化设计方法,依据预测精确计算结果,可以进行定量的总体覆盖分析、网络干扰分析、邻小区分析、指定小区场强覆盖分析、最佳服务区域分析、次佳服务区域分析和切换区域分析等。
1.4智能化诊断
根据移动通信网络的动态监测和实际路测,结合基于GIS技术的定量化分析,可以确定无线网络的运行状况,发现无线网络存在的客观问题。针对测试区域无线网络的实时信号场强、通话质量、时间提前量以及干扰情况等测试数据,依靠GIS技术进行智能型无线网络优化和分析诊断,建立与基站和小区数据的自动关联,从而对无线网络进行测试、分析和评估。指出发生严重话务拥塞和掉话区域,快速定位问题基站,发现网络存在的问题区域和影响网络运行质量的直接原因,并自动生成规定格式的详细诊断报告。
1.5科学化决策
综合数据仓库、知识库技术和无线网络的数据资源,GIS技术可以将综合分析评价结果作用于数字地图上,直观地用图形界面予以表达。辅以设置网络参数和调整设备配置等技术手段,能够及时模拟网络参数指标调整后的发展情况,定量预测未来变化趋势,从而得出解决问题的可能方案。
2 基于GIS的无线网络规划具体内容
2.1传播模型的校正
传播模型是移动通信网小区规划的基础,传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。因此,根据基站类型、地形地貌数据等,结合路测数据,校正传播模型,建立合适有效的传播模型,并直观地显示给网优人员。
2.2基于地理信息的通信网场强覆盖分析
基于GIS技术的通信规划软件所使用的地图数据是数据地图,把影响到电磁波传播的地形地貌地物等转化为可视化属性,将必要的信息通过地图显示出来,如基站、天线类型及天线方向等,通过传播模式计算不同边界场强的覆盖半径,并用不同的颜色来充色不同场强的覆盖区域,直观演示场强覆盖的优劣。
2.3基于地物地貌性质和电磁波传播特性的仿真分析
移动通信是以电磁波传播的方式进行通信的。电磁波的传播特性是移动通信的基础。由发射机发射的电磁波在到达接收机(手机等)之前不仅存在和其它大气层传播所遇到的相当严重的传播路径损耗,而且还受到地面传播路径损耗的影响。地面传播路径损耗受地形地貌、建筑物、水域、移动物体和植被等环境因素的影响,从而产生多径衰落和时延扩散等。仿真分析还设计到了传播模型的设计,对于特定的环境要选定适合自己的传播模型。
3 结束语
近年来,地理信息系统技术发展迅速,另一方面,计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段都为地理信息系统的发展提供了良好的契机。实践证明,GIS在各行各业中的应用,都带来了不同的社会效益和经济效益,在信息通信行业也不会例外。数字地图为网络规划提供了基础的平台,地理信息系统中的空间分析功能则为链路预算、覆盖预测提供了有效的方法和手段。未来的信息通信领域,GIS都将成为一种有效的管理手段,尤其随着第三代移动通信网络的发展,无线网络规划对于地理信息系统的需求会越来越迫切。相信很快,GIS将会成为人们办公和社会生活中不可缺少的一种手段。
参考文献
[1]吴秀芹,张洪岩,李瑞改等ArcGIS9地理信息系统应用与实践(上.册)清华大学出版社[3]姜文波,李熠星等CMMB发展规划[J]广播电视技术,2008.7
[2]王满意,王敏,张晓静GIS及数字地图在移动通信中的应用科技信息第36期2008年
【关键词】三维地图;功能;地图符号
1 引言
目前迅速发展起来的的三维可视化技术和虚拟现实技术已经被广泛地用于进行各种三维数据的可视化,例如地景仿真、城市景观重建等等,同时也为传统地图学带来一次新的技术革命。三维电子地图是基于地图学的,因此它的研究重点不是栩栩如生的景观绘制,而是真正意义上的三维空间的地图符号化。现代地图学理论仍是三维电子地图的理论基础,而电子地图的研究为之提供了有力的技术支持,同时已广泛建立的地图数据库又提供了丰富的数据来源,因此三维电子地图必将成为地图应用的新领域,其研究与开发也将受到极大的关注。
2 地图的发展趋势
地图是按照一定的数学法则,根据地图投影、地理坐标和比例尺,经过制图概括,在一定的载体上用各种地图符号(点、线、面状符号)和文字注记、颜色来表示一定区域内的地形、地貌、地物等地理信息。它反映各种自然和社会经济现象的空间分布、组合、联系及其动态变化。因此,地图是对地理空间信息的抽象化、符号化的描述。
近年来,随着互联网的不断普及和发展,电子地图也因以互联网为载体而快速兴起,地图已经从纸上走到了互联网、个人电脑和手持设备。人们可以很方便地在电子地图中搜索感兴趣的地点、行车线路和公交线路等,为出行安排提供参考建议。
众所周知,我们生活在一个真三维的现实世界里,而传统的二维地图只对处于三维空间中的各种地理对象全部进行向二维平面投影的简化处理,导致第三维方向(即垂直方向)上的几何位置信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失,不能完整地反映客观世界。近几年来,随着计算机技术,特别是计算机图形学、网络、多媒体、虚拟现实技术、三维仿真技术的快速发展,地图发生了很大的变化,正在向网络化、互动化以及三维化的方向发展。
3 三维地图可视化
三维电子地图是以其直观的三维表现形式,将真实地形、地貌、地物通过虚拟现实技术以及三维仿真技术,以互联网为载体,通过直观的方式模拟人的地理空间认知方式以及进行各种空间地理分析的阶段,将真实的地理空间信息以动态的、多维的、可交互的描述。
三维电子地图这种描述形式,使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和地图内容凝固化、静止化、平面化的状态。与之相适应的是,地图制图从传统的地图符号的选择、制作、组织协调和绘制转变为三维地形、地貌、地物的构建、以及分析应用模型的建立。这一变化也使地图学理论从单纯的地图传输理论、地图语言理论以及地图认知理论转变为在三维虚拟地理环境中,模拟人在自然地理环境中(包括地下、地面、空中)进行地理认知、空间地理分析应用的理论研究。所以,三维仿真技术在地图学上的应用贯穿了传统的制图和利用地图进行分析应用的全过程。
4 三维地图符号设计
4.1 三维可视化与二维符号的关系
三维地图是对二维地图在三维方向的拓展,包括地图设计及其原则、符号体系、地图内容的表达等。三维地图是从平面地图出发,借鉴电子地图的符号系统结合现有的计算机技术来实现地图信息的三维化。对三维可视化环境与传统二维地图符号的关系研究具有特别重要的意义。
三维可视化环境与传统二维地图符号的关系是继承与发展的关系。三维地图符号的设计与应用是对二维地图符号系统理论体系的继承并有所发展。伴随着三维地理信息系统而出现的三维地理信息的显示与输出是一个比较新的研究领域,不仅需要在技术层面进行研究,还需要对其相关的理论体系进行研究。由于二维的专题地图符号经过多年的发展,已经形成了一整套设计理论与实现方法、技术,所以,不能把二维符号中有效表现专题要素的理论与方法全部舍弃。相反,还需要在对专题信息二维表达的基础上继承与发展。对有些能够很好表现专题属性数据的二维专题地图符号,可以以适当的形式继续在三维地理信息系统中使用。
二维专题地图符号理论体系对三维符号体系的构建具有借鉴和指导作用。二维专题地图符号的抽象与形象的矛盾理论扩展到三维领域里,对专题制图符号的重新归类与概括是专业本身要研究解决的问题,也是整个地图符号系统的一个重要的基础研究工作。要对地图内容及符号体系的三维化方法、原则和理论进行研究,结合人类认知相关的生理学、心理学、认知科学等科学知识以及计算机科学设计制作出更适宜人们理解的符号库。
4.2 三维环境中的地图符号设计
4.2.1 点状符号设计
三维的点状符号通常由三维空间数据模型构成,三维空间模型包括了形状、尺寸,通常采用基于表面模型的实体模型,实体模型的表面材质反映色彩的变化。由于三维场景的直观性,用户一般可根据三维符号直接确定其用途,不必另设图例说明,在不能根据其形状建立与物体的直接形象联系时可通过颜色或纹理来表现,实现过程主要以3D MAX 建模,构建3DS数据,点状符号可设置运动路径,模拟现实城市动态,如汽车在道路的走向。
4.2.2 线状符号设计
线状三维符号的形状、尺寸可由三维线模型和实体模型构成,线状要素用来表达线状分布的现象如道路、单线河流、地下管道示意、高压线走向。简单的线状符号可以在地形上实现无缝叠加,带有一定宽度的线状符号,如河流、道路在其分布上具有带状的特征,也可以作为面状符号处理。
4.2.3 面状符号设计
面状三维符号的形状、尺寸可由单个三维实体模型构成,构成面状三维符号的图案可以是真实纹理,也可以是面状排列的实体模型。如面状符号林地的构图实例,地面用地形和草地纹理构成,树木用片状排列的附有树木透明贴图的实体模型表示,两者组合而成。 面状符号用来表达呈面状分布的连续或离散于一定范围的现象,如湖泊、植被分布、道路。在三维环境中,道路可利用不同颜色或表面纹理以及道路参数来反映不用级别道路的性质和特征,这样能给读者一种真实的感觉,又能反映道路的性质及等级等信息。
4.2.4 三维环境中符号设计原则
三维地图符号设计要有一定的原则,需要充分考虑屏幕表达的特点,发展和完善计算机环境下地图符号尺寸设计方法。
(1)表示方式应直观逼真
三维符号所强调的逼真可以几乎不用图例,因此场景设计应以清晰为衡量标准,在三维地图可视化中,如果采用颜色来识别地物,色调少一些更能保证场景清晰。另外应尽量保证颜色与物体本色接近,也可以采用实物照片作为纹理,保证物体能得到有效区分。
(2)融合大量复杂信息,符合视觉感受。
三维地图是以电子为介质,读者不仅可以从电子介质观察图形图像的效果,还能下哦那个具体文件中得到数字信息,也就是说数字信息是以单独的文件保存起来的,并且这些数字信息是比较详细的。那么在三维符号的尺寸设计中,要考虑到电子地图环境下符号需要缩放这一特性,符号的各个组成部分比例要协调,保证符号缩放时不挤压变形、不相互覆盖。三维符号在计算机中的存储的是三维(X、Y、Z)信息,增加了高程信息以及详细的数字描述信息,在数据存储和处理方面符号化都更为复杂,在设计中要考虑其复杂性。
(3)保持符号的清晰简洁
符号的清晰性和简洁性是保证地图易读的基本条件之一,因此构造符号时应尽可能用最简单的造型来组合,符号设计简单明了、紧凑实用。最大限度地利用每个符号视觉参量的最佳表达效果,寻求科学的组合模式,系统、完整、充分地显示地图要素,并和制图目的、用途、主题一致,场景应具有清晰性、层次性、艺术性以及真实感。
5 结束语
现代技术给予三维地图符号研究和开发的实现,地图科学本身的发展也对3维地图符号提出了要求。三维地图符号能非常直观形象地向人们显示其所表达的内容。它在数字条件下表现方法的信息突破,是对原有地图符号的发展。研究好三维符号的设计应用,可以更深刻的理解三维地图功能,有利于更好的设计和制作三维地图,使其更好的服务于生产和生活实践。
关键词: GIS系统;油田;信息
0 引言
近年来,随着计算机技术的飞速发展和GIS系统分析方法的不断完善,地理信息系统(简称GIS)技术正以其方便快捷的数据查询和更新能力、强大的空间数据分析能力和数据库管理功能成为全球广泛关注的热点,并被广泛应用于城乡规划、资源评价、宏观决策、灾害预测、作战指挥等社会生活的各个领域。地理信息系统(GIS)是信息化建设中的重要组成部分,它是采集、存储、管理、检索、分析和描述空间地理分布的信息系统,是计算机、互联网、图形学、地理学等学科的完美结合,是可视化的基础,现实意义的GIS系统更赋予行业业务特色,GIS在信息可视化表现上的优势,可以使用户更直观更好地理解、分析数据。
目前,GIS系统在国内各大油田已得到大量应用,广泛服务于钻井、采油、地面、生产运行、油气管网维护、电力、储运、防洪排涝等领域。油田经过几十年建设发展,城市建设及有关井的各类基础地貌信息、地面设施、站库、石油管道不断变化,地下的各类油、气、水、电等管线纵横交错,其复杂程度甚至超过一般城市的市政设施。随着人员的不断流动和时间的推移,许多布设情况的各种资料也渐渐“流失”,快速掌握设备档案,为设施及管网的巡检维护提供完整直观的信息支持;辅助规划设计进行的模拟查勘和初步设计,减轻工作量,提高效率和科学性;方便及时地掌握油田建设、重要设施设备分布和设备运行的完整情况,为科学管理与决策提供及时可靠的依据。是建设地理信息系统的前提。
1 油田GIS建设背景
在油田各类MIS系统建设已经有了一定的规模并得到良好应用,但是一直缺少一个和地面信息相关的地理系统更直观的让科研人员了解地貌、井、管线的分布情况。油田地面建设工程复杂,信息量大而冗杂,这些信息具有形式多样、专业性强的特点,尤其是含有大量图形信息。应用GIS对这些大量的图形信息进行管理是它区别于其他MIS系统的最显著特点,随着在石油行业GIS技术的广泛应用,大港油田建立了地面工程可视化系统,该系统依托地理信息技术、以油田基础地理数据为基础而构建,油田建设GIS系统的目的是为油田和其他专业应用提供基础地理数据服务;为勘探开发重点应用开发基本GIS功能,提供系统访问接口;构建油田初步集成的专业地理信息系统。
GIS具有广泛的应用性,适用于各个领域。基于GIS技术对油田信息进行统一管理、查询、分析和综合应用,实现数据、图形和信息管理应用的一体化,已成为石油企业及各单位广泛的需求。
2 GIS系统建设
2.1 地理信息系统总体架构设计
我们根据大港油田总体建设规划设计出了专业地理信息系统的总体架构,为了今后的应用推广,系统设计为B/S结构,服务器端基于Windows操作系统构建了地理信息服务器,客户端使用IE浏览器进行查询,应用MapInfo软件作为地理信息数据管理平台,示意图如下:
此架构的基本流程就是首先进行各类数据收集整理,然后进入空间数据库,基于数据开发各类应用功能,同时还支持与其他数据库和系统进行相互访问。
2.2 数据整理与空间数据库建设
系统中存在着大量基础地貌、井位、管线、站库、道路等地理数据,这些数据需要分类分图层进行管理。数据整理分两类:属性数据的整理和空间数据库的建立。
1)基础地貌及属性数据整理:
首先我们以购买的卫星照片为参考进行了基础地貌数据的数字矢量化工作,然后依据各厂提供的管线示意图绘制了油水井管线图并完善了管线名称等属性信息;制作了各类站库图标及完成了各站库名称及位置的标注。
2)空间数据库的建立:
建立了以oracle spatial为平台的空间数据库,将井位、管线信息导入到数据库中进行管理。
GIS最强大的功能就是对空间数据的分析及管理能力。空
间数据库建设分3步进行:
1)进行空间数据库模型设计:根据大港油田业务需要,设计数据库模型,模型涉及地面建设、道路、管道等信息并且与中石油A4数据模型兼容便于今后能够平稳、无缝的向A4过渡。
2)进行数据库实体数据建设:将原有MAPINFO TAB文件进行数据解析,通过梳理、分类迁移进空间数据库。并且编制了数据迁移工具对已存在的历史数据进行处理与迁移,对需新加数据进行数据测量,导入数据库。
3)开发了空间数据库维护工具,可以对空间数据进行管理、维护。
2.3 系统功能设计
根据用户的要求和GIS系统应用的特点,系统设计开发了7个主要功能:
1)地图基本操作:应用GIS的功能特点实现了全图显示、放大、缩小、平移、鹰眼用户工作区存储等功能;
2)支持用户身份认证和个性化的工作区定制;
3)提供北京54坐标到大地坐标的坐标转换工具;
4)提供综合查询功能,通过查询实现井位、管线、道路等信息的快速定位及基本信息查询;
5)提供了与其他MIS系统间数据访问集成,通过井号与其他系统诸如钻井井史、钻井报告等进行多方位的信息共享;
6)提供地图下载与输出功能,实现了输出范围、地图标题、输出尺寸、地图图例的定制;
7)加强了对系统用户的管理和各功能模块的授权控制;增强了系统日志管理,对用户访问、管理等操作进行详细的追踪和记录,系统安全性有了保障。
3 结论
通过使用GIS信息技术使大港油田在专业GIS系统建设方面取得了一定的成果。建立了以ORACLE SPATIAL为平台的空间数据库,整合了大港油田的历史地理信息数据格式;系统无缝集成相关系统,获取其他专业数据信息;系统为其他系统提供访问接口。同时,经过几年的GIS系统建设,我们积累了油田范围的位片、矢量图、井位、管线、道路等很多地理数据资源,并且建立了油田空间数据库,可以提供管线等坐标数据,这些数据资源已经被广泛的提供利用。随着GIS技术的发展,将来会为油田的信息化建设提供更广泛的应用。
参考文献:
【关键词】地理信息系统;石油天然气;储运生产;管理
现阶段,石油天然气业务的生产规模不断趋向大型化,油气储运管理更是趋向复杂化,自动化控制已经不能满足于现阶段的需求,而随着科技的发展,地理信息系统的应用日渐广泛,在石油天然气的运输和储存中发挥着重要作用,尤其是在油气储运的智能化和信息化方面,更是创造了先决条件。
一、地理信息系统的组成和功能分析
1. 地理信息系统的组成
完整的地理信息系统包含硬件环境、软件环境、空间数据和非空间属性数据等组成。所谓的硬件环境,主要包含主机、输入设备、存储设备、输出设备、通信传输设备等;而软件环境则是指GIS系统中的系统软件、数据组软件、GIS软件以及扩展应用软件。在地里信息系统中,空间数据是用来确定图形特征和位置的,以地球表面空间为参照物,确定某一物质在自然界中的空间位置及空间相关性或者拓扑关系。而非空间的属性数据,是通常意义上的几何属性,与地理实体相联系,通过分类、命名、测量获得。
总之,地理信息系统是以一个具有动态性的地理模型,是具有复杂性的人机系统,将其应用于石油储运的实践,工作人员必须具备过硬的素质,尤其是GIS系统开发人员和终端用户。
2. 地理信息系统的功能
首先,数据输入是GIS的关键,在系统中,常用的输入手段包含数字化、扫描矢量化、GPS和遥感图像输入以及其他数据输入方法。在系统的整体费用中,数据输入占了80%以上,现阶段,随着最新的扫描跟踪技术的使用,GIS的数据输入实现了大规模自动化,中小型系统仍然在运作中采用手工数字化仪。
其次,数据预处理是地理信息系统的重要功能,在日常运作中,通过不同方式获取空间数据也具有不同的类型,需要系统进行标准化处理,从而转变成为标准的数据形式,比例尺、坐标投影等要素也应该做出相应的调整。在数据预处理的过程中,需要对空间数据进行校正、编辑、消除误差、坐标转化、图形整理、修饰等。
再次,数据管理在GIS系统中具有重要意义,在小型作业中,用文件结构进行数据管理就可以满足需要,但是随着数据规模的不断增加,数据管理需要大型数据库为依托。尤其是在关系型数据库中,通过不同表格中的相关项,对于提高GIS系统的可扩展性和灵活性具有重要作用。在GIS系统的数据管理中,二维空间地理数据是主要的管理数据形式,主要由空间数据和拓扑关系以及属性组成[1]。随着GIS系统在数据管理方面的深入应用,促进了空间信息和属性信息的集成管理。
第四,关于空间查询与分析功能,在地理信息系统中,采用统一的点击式查询方式作为空间分析方法,而关于分析功能,则是通过对假设的分析来实现对区域发展趋势的模拟,尤其是在邻近度分析、叠加分析、空间模型分析方面,更是发挥着重要作用。此外,地理信息系统的强大功能还表现在可视化表达的输出方面。
二、油气储运生产过程中主要存在的管理问题分析
在油气储运生产过程中,其系统具有很强的复杂性,尤其是在输送和存储过程中,管道、增压、增温设施、阀门、储存罐等设备的安全性是保证油气安全有效运输的重要因素[2]。对于生产管理者而言,其安全储运也应该从上述因素抓起,既要考虑单因素的影响,又要综合考虑多种因素,从而保证石油天然气的安全运输和存储。
1. 管道及其空间分布
石油天然气的运输存储主要依靠管道和各种不同的油气站库,在实际运作中,这类基础设施主要分布于地下,不是人眼可以直接观察到的。为此,在油气储运生产管理中,管道的走向、埋深、规格以及管道周围的地质特征、地貌特点、管线技术要求、管道运行参数以及具体某个细节的阀门应该设置在什么位置,都需要明确,而这些必须的资料数据需要通过GIS技术来实现,才能为后续的操作奠定基础。
2. 管道安全可靠性分析
在现阶段,管道的安全性和可靠性是指在运行条件下,管道系统能够充分满足要求,完成输送任务,并保证输送过程的安全性和经济性,并保证管道系统各项指标均符合安全可靠要求。在实际工作中,这就需要时刻关注管道的腐蚀情况及空间分布、管道受周围环境影响的程度以及管理缺失问题。
3. 油气储运生产调度
在油气储运生产调度中,需要不断对系统进行优化,而管道的优化运行分析、管道泄漏检测、实时生产动态、清管器作业等都需要全方位的动态化管理,需要借助GIS系统的强大功能优势。
三、将GIS应用于油气储运生产的基本途径和解决办法
1. 基本途径
GIS是一个极为开放的系统,具有很强的自我学习能力,在将GIS应用于油气储运生产中时,要实现的基本任务便是扩展GIS的空间分析功能从而满足生产管理的需要,而实现的基本途径便是将GIS的空间分析功能和有关油气储运的专业知识相结合。
2. 解决办法
(1)管道构造
对管道构造的研究是对管道进行安全可靠性分析和进行油气储运调度的基础,是研究的重点内容。该研究主要包括两方面的内容,一是了解埋地管道和其附属设施的分布规律,二是对了解到的分布规律进行真实再现。在将GIS应用到管道构造的研究中时,要充分利用GIS的空间分析功能和三维可视化功能,同时结合埋地管道及其附属设施的分布规律,对管道构造进行数学建模,最终实现管道构造的数据输入、数据存储、数据分析和数据可视化功能的一体化。
(2)安全分析
对油气管道的安全性分析一般是指对油气管道进行失效性分析,所谓的失效性分析即为检查油气管道的故障问题,主要包括对油气储运的生产装置、作业环境和工作人员等进行危险诊断和预测。在进行诊断时,主要运用的方法是失效树分析法,具体的分析过程如下:首先根据生产过程的统计数据画出失效树分析图,然后对事故的起因和结果进行分析,利用树状图找到事故的前因后果,最后针对事故的原因采取一定的措施,降低事故发生的概率。在进行预测时,首先要对油气管道和全面仪器进行定期检查,同时运用相应的算法进行推理演算,对事故的发生进行模拟,为管理和决策提供依据。
(3)生产调度
虽然目前用于生产调度的方法有很多种,比如数学规划方法、软计算方法和遗传算法等,但是这些方法普遍具有计算复杂、分析困难的问题,而利用GIS的仿真方法可有效地避开这些问题,不仅可以降低分析成本,而且还能提高分析的效率和质量,其实现流程如下图所示:
结语:
现阶段,油气储运生产管理日趋现代化,将综合运用GIS空间分析方法和数学建模方法,同时结合油气储运领域的知识,对油气储运生产中的关键问题,比如管道构造、管道安全可靠性和油气储运生产调度等开展基于GIS的建模分析,能够有效提高油气储运生产管理的安全性。
参考文献: