Содержание к диссертации
Введение
Изучение и анализ процессов картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса 9
1.1 Основные объекты и принцип работы нефтегазового комплекса 9
1.2 Обзор и анализ методик создания цифровой картографической продукции и геоинформационного картографирования 15
1.3 Назначение карт нефтегазового комплекса 24
1.4 Цели и задачи картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса 26
1.5 Основные нормативные документы, применяемые при создании карт и планов нефтегазового комплекса 27
1.6 Обоснование направлений исследования 32
Выводы по первой главе 33
Исследование и разработка информационной сущности и содержания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 34
2.1 Обоснование состава и содержания информации для геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 34
2.1.1 Трубопроводы и их информационные особенности отображения состава и содержания на топографических к артах 35
2.1.2 Линии электропередачи и их информационные особенности отображения состава и содержания на топографических картах 39
2.1.3 Линии связи и их информационные особенности отображения состава и содержания на топографических картах 46
2.1.4 Автомобильные дороги и их информационные особенности отображения состава и содержания на топографических картах 47
2.2 Изучение требований к будущим ГИМ, картам и. планам коммуникаций НТК, предъявляемых нефтегазодобывающими компаниями 51
2.3 Исходные данные для создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 53
2.4 Разработка структурной модели нефтегазового комплекса, как объекта картографирования 55
2.5 Методические принципы создания геоинформационных моделей, карт планов коммуникаций нефтегазового комплекса 59
2.6 Разработка информационного содержания и структуры базы данных для геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 60
2.7 Классификация геоинформационных моделей и карт
коммуникаций нефтегазового комплекса 66
Выводы по второй главе 69
3 Разработка методики геоинформационного картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса 70
3.1 Принципиальная схема создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 70
3.2 Редакционно-подготовительные работы при создании ГИМ, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 70
3.3 Формирование растрово-векторной геоинформационной модели местности 77
3.4 Составление цифровых карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 96
3.5 Подготовка к изданию карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 99
3.6 Контроль и корректура
101
3.7 Издание карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса 101
3.8 Передача конечному пользователю 102
4 Практическая реализация методики геоинформационного картографирования коммуникаций нефтегазового комплекса 103
4.1 Создание геоинформационных моделей, карт и планов
коммуникаций на территорию ОАО «Сибнефть-ННГ» 103
4.1.1 Цель работы 103
4.1.2 Ход выполнения работ при картографировании коридоров линейных коммуникаций 103
4.1.3 Создание геоинформационных моделей, карт и планов площадных промышленных объектов нефтегазовых месторождений в масштабе 1:500 106
4.2 Создание геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций на территорию магистрального газопровода «СРТО-Торжок» 116
4.2.1 Цель работы 116
4.2.2 Ход выполнения работ 117
Заключение 120
Список использованных источников
- Обзор и анализ методик создания цифровой картографической продукции и геоинформационного картографирования
- Трубопроводы и их информационные особенности отображения состава и содержания на топографических к артах
- Редакционно-подготовительные работы при создании ГИМ, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса
- Ход выполнения работ при картографировании коридоров линейных коммуникаций
Введение к работе
Нефтегазовый комплекс (НТК) — это сложный промышленный комплекс, охватывающий процессы от добычи до транспортировки и переработки нефти и газа, распределению продуктов их переработки. В России сосредоточено около 13 % мировых разведанных запасов нефти и более 36 % мировых разведанных запасов газа. Инфраструктура НТК включает в себя тысячи километров трубопроводов, автодорог, линий электропередачи, обширные промышленные площадки.
В последнее время наблюдается бурный рост и развитие нефтегазового комплекса. Это обуславливает особый интерес исследователей к информационному обеспечению производственно-технологических процессов, как при обустройстве, так и при эксплуатации промышленных объектов на месторождениях нефти и газа. Такими примерами являются попытки создания корпоративных геоинформационных систем (ГИС) с позиций цифровой картографии и геопространственного моделирования территорий.
Использование ГИС-технологий для решения производственных задач обусловлено самой природой основных данных по инженерным коммуникациям, которые представляют собой пример равноправного сочетания данных пространственных и атрибутивных. ГИС и существуют для того, чтобы обеспечить средства для работы с такими данными.
Информационной (базовой) основой для ГИС являются
геоинформационные (цифровые) модели и цифровые карты, которые также
могут быть созданы на базе ГИС-технологий, методами геоинформационного
картографирования (ГИК). Существуют различные методики по формированию
моделей и карт, но нет единого подхода для создания геоинформационных*
моделей, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса, а
существующая методическая основа по созданию традиционных карт не в
полной мере отвечает современным требованиям изготовления
картографической продукции с использованием геоинформационных технологий.
Большой вклад в развитие цифровой картографии и геопространственного моделирования, в разработке принципов, технологий и методов геоинформационного картографирования объектов местности и территории внесли ученые и практики Берлянт A.M., Васмут А.С, Бугаевский Л.М., Портнов A.M., Коновалова Н.В., Капралов А.В., Кошкарев А.В., Карпик А.П., Лисицкий Д.В., Середович В.А., Тикунов B.C., Халугин Е.И., Жалковский Е.А., Жданов Н.Д., научные труды, которых составили теоретическую основу разработки современных методов картографии.
Целью данной диссертационной работы является разработка методики создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций на базе геоинформационных технологий.
Для реализации поставленной цели необходимо:
- выполнить анализ нормативно-технической документации и подходов к созданию цифровой картографической продукции;
- разработать структурную модель объекта картографирования -
нефтегазового комплекса;
обосновать методические принципы создания геоинформационных моделей и карт коммуникаций нефтегазового комплекса;
разработать классификацию геоинформационных моделей и карт коммуникаций нефтегазового комплекса;
исследовать и разработать информационное содержание геоинформационных моделей и цифровых карт коммуникаций нефтегазового комплекса;
- апробировать предложенную методику создания геоинформационных
моделей, карт и планов коммуникаций на реальных объектах нефтегазового
комплекса.
Объект и предмет исследования. Предметом исследования является цифровое картографическое обеспечение нефтегазодобывающих комплексов. Объектом исследования является методика создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций.
Методы исследования. Для исследования и решения задач, поставленных в работе, использовались положения системного подхода, методы геоинформационного анализа и обработки данных, методы цифрового картографирования местности. Средствами исследований являлись ГИС -Mapinfo Professional, программы-приложения на базе Mapinfo Professional.
Информационная база исследования. В работе использовались: обзорно-топографические и топографические карты на территорию нефтегазовых районов; астрономо-геодезические, съемочно-картографические, литературно-статистические источники; результаты полевых наблюдений; нормативные документы по созданию топографических карт.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- разработана структурная модель нефтегазового комплекса, как объекта
картографирования;
обоснованы методические принципы создания геоинформационных моделей и карт коммуникаций НТК;
разработана классификация геоинформационных моделей и карт коммуникаций;
разработана структура и содержание геоинформационных моделей, цифровых карт и планов коммуникаций для нефтегазового комплекса;
разработана методика создания геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций на базе геоинформационных технологий.
Теоретическая значимость работы заключается в разработке теоретической базы, обеспечивающей формирование единой геоинформационной основы территории НГК.
Практическая ценность работы состоит в том, что разработанная методика геоинформационного картографирования коммуникаций позволила создать геопространственную структуру нефтегазодобывающего комплекса, осуществить планирование и проведение работ по обустройству и строительству месторождений НГК. С использованием разработанной
методики проведено картографирование территории деятельности ОАО «Сибнефть-ННГ» и проведена инвентаризация объектов нефтедобычи.
Методика создания геоинформационных моделей и цифровых карт коммуникаций разработана на базе научно-исследовательского сектора СГТА, внедрена в Департамент экологической безопасности и рационального природопользования ОАО «Сибнефть-ННГ». Геоинформационные модели месторождений нефти и газа стали основой для создания корпоративной ГИС ОАО «Сибнефть-ННГ».
На защиту выносятся следующие основные положения:
структурная модель нефтегазового комплекса, как объекта картографирования;
- методические принципы создания геоинформационных моделей, карт и
планов коммуникаций НТК;
классификация геоинформационных моделей, карт и планов коммуникаций НТК;
- структура и содержание геоинформационных моделей и цифровых карт
и планов коммуникаций для нефтегазового комплекса;
- методика создания геоинформационных моделей, карт и планов
коммуникаций нефтегазового комплекса на базе геоинформационных
технологий.
Апробация и публикации. Основные положения данной диссертации и результаты исследований доложены и получили одобрение на следующих конференциях:
на научно-технической конференции преподавателей СГГА «Современные проблемы геодезии и оптики» - Новосибирск, 2000 г.;
на научно-технической конференции преподавателей СГГА, посвященной памяти академика Бузука В.В. - Новосибирск, 2001 г.;
- на региональной научно-практической конференции с международным
участием, посвященной 85-летию Роскартографии и 30-летию кафедры
инженерной геодезии и картографии ИрГТУ «Геодезия, картография, кадастр
земель Прибайкалья» - Иркутск, 2004 г.;
на научно-технической конференции, посвященной 225-летию геодезического образования в России - Новосибирск, 2005 г.;
на международном промышленном форуме «GEOFORM+», конференции «Геопространственные технологии и сферы их применения» -Москва, 2005 г.;
- на научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2005» - Новосибирск, 2005 г.;
на международном научном конгрессе «Гео-Сибирь-2006» Новосибирск, 2006 г.
на международном научном конгрессе «Гео-Сибирь-2007» Новосибирск, 2007 г.
Основное содержание диссертационной работы отражено в 13 опубликованных работах: 12 статьях (3 в соавторстве с Топчиловым М.А, в 1 научно-техническом отчете (в соавторстве с Зверевым Л.А.; Тема 955-02: Отчет
о НИР СГГА, номер государственной регистрации 012004.09414.- Инв.№ 022004.05333. - Новосибирск, 2004. - 75 с.)
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 162 страницы печатного текста, 19 таблиц и 75 рисунков, 5 приложений. Список использованных источников включает 90 наименований.
В первом разделе даны основные понятия и принцип работы НТК, рассмотрены цели и задачи картографирования коммуникаций НТК, назначение и применение карт коммуникаций НТК. Выполнен обзор и анализ основных нормативных документов, применяемых при создании карт и планов коммуникаций, обзор и анализ подходов к созданию цифровой картографической продукции.
Во втором разделе обоснован состав и содержание ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК, проведены исследования по отображению коммуникаций НТК на топографических картах. Разработана структурная модель НТК, как объекта картографирования. Обоснованы методические принципы создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК. Разработаны массивы информации исходных данных для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК. Разработано информационное содержание и структура баз данных для ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК. Определено место карт коммуникаций в разделе технических карт, разработана классификация ГИМ и карт коммуникаций НТК.
В третьем разделе разработана и изложена методика геоинформационного картографирования коммуникаций НТК.
В четвертом разделе на основе выполненных разработок и предложенной методики приведены результаты целого ряда проектов по созданию ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК. Все представленные проекты доведены до практического внедрения, и выполнены в период с 2001 по 2006 год, при личном участии автора в качестве исполнителя.
Обзор и анализ методик создания цифровой картографической продукции и геоинформационного картографирования
В конце XX века благодаря активной автоматизации и компьютеризации картография стала владеть и распоряжаться колоссальными массивами информации. Автоматизация в картографии выражается в применении технических средств, логико-математических процедур, электронно-вычислительной техники и систем управления для частичной или полной замены труда картографа при создании и (или) использовании карт. Автоматизация затрагивает все сферы картографии, и является одним из главных направлений ее научно-технического прогресса, как науки и производства [7, 8].
В связи с автоматизацией в картографии, были разработаны основные принципы перехода топографо-геодезического и картографического производства от традиционных к цифровым методам картографирования.
Под цифровым картографированием местности как части топографо-геодезического производства понимается технологический процесс, системно объединяющий сбор и обработку цифровой топографической информации, формирование на ЭВМ цифровой модели местности, хранение, дополнение и обновление ее с помощью машинного банка данных, получение по этой модели различных аналитических и графических материалов в соответствии с предъявленными требованиями [9].
Цифровое картографирование ориентировано на создание нескольких конечных продуктов. Этими конечными продуктами цифрового картографирования являются: - цифровая модель местности, ориентированная на компьютерную обработку и представленная в цифровой форме; - три картографических модели, ориентированных на человеческое восприятие: цифровая карта, точнее цифровая модель карты, электронная карта и собственно карта на «твердой» основе [10, 11].
Согласно [12], цифровая карта - цифровая модель карты, созданная путем цифрования картографических источников, фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования, цифровой регистрации данных полевых съемок или иным способом; в отличие от цифровых пространственных данных в ГИС и цифровых моделей местности цифровая карта содержит не атрибуты моделируемых ими объектов реальности, а свойства картографических знаков, выражающих эти атрибуты графически. Основное назначение цифровых карт -автоматизированное картографирование (изготовление бумажных карт). Может служить основой для генерации компьютерных карт, электронных карт; входит в число источников пространственных данных в ГИС и используется в них в качестве цифровых карт-основ.
Цифровая модель местности (математическая модель местности) -цифровое представление пространственных объектов, соответствующих объектовому составу топографических карт и планов.
Электронная карта - картографическое изображение, визуализированное на видеоэкране на основе данных цифровых карт или баз данных ГИС в отличие от компьютерных карт, визуализируемых невидеоэкранными средствами графического вывода [16]. Рассмотрим различные методики создания цифровой картографической продукции. Одним из первых предложных методик создания ЦММ является -цифрование карт, разработанная коллективом специалистов под научным руководством Е.И. Халугина [18].
Основными этапами этой методики являются: - редакционно-подготовительные работы; - непосредственное цифрование и кодирование основных элементов содержания карты; - контроль цифрования метрики путем построения графической копии оригинала карты, визуальный или программный контроль кодирования семантики, корректуру цифрового массива, исправление замечаний корректуры, получение выходного формата цифрового массива на машинном носителе.
Данная методика и технология цифрования позволяет создавать только аналоги традиционной общегеографической (топографической) карты.
Следующий подход цифрового картографирования местности представлен в работе Д.В. Лисицкого [9] как автоматизированный информационный процесс в системе «человек-машина», который подразделяется на: - сбор цифровой информации, осуществляемый с помощью наземной съемки, фотограмметрической обработки аэрофотоснимков, дигитализации (преобразования в цифровую форму имеющихся картографических материалов), обследования объектов местности; - цифровую обработку топографической информации, которая в свою очередь состоит из: первичной обработки собираемых материалов и приведение многообразной топографической информации к единому стандартизированному виду (вычисление плоских или пространственных координат съемочных точек в заданной системе, формирование съемочной информации по ее принадлежности к объектам местности; создания цифровой модели местности (ЦММ содержит топографическую информацию в наиболее полном и упорядоченном виде, пригодном для универсального использования); - формирования на основе ЦММ цифровых моделей всех элементов создаваемой карты, т.е. в преобразовании ЦММ в цифровую карту (здесь топографическая информация, содержащаяся в ЦММ, трансформируется в картографическую в соответствии с конкретными требованиями к содержанию, масштабу, высоте сечения рельефа горизонталями, математической основе, системе условных знаков и т.д.); - накопление и хранение ЦММ - осуществляется параллельно с цифровой обработкой, основой для создания модели является банк данных (сложная система, состоящая из фонда данных (база данных) и программного комплекса, обеспечивающего работу с этими данными на ЭВМ (система управления базами данных)); - графическое отображение содержания цифровой карты с помощью ЭВМ и систем графического вывода (определяется аппаратурными и программными особенностями применяемых систем графического отображения).
Эта технология основана на применении автоматизированных систем управления (АСУ) и систем автоматизированного проектирования капитального строительства (САПР), широко применялась в 80-90 годах.
Следующий подход основан на использовании графических редакторов (Macromedia Free Hand), назван авторами «Технология создания и подготовки к изданию карт и атласов с использованием компьютерных технологий» [13]. Состоит из следующих процессов: - редакционно-техническая подготовка; - подготовка компьютерных условных знаков и создание образца оформления; - сканирование исходных материалов; - формирование растровых основ для составления; - составительско-оформительские работы; - корректура, редакционный просмотр; - цветоделение и вывод фотоформ; - копирование печатных форм и печать красочной пробы.
Эта технология сформировалась в 1990-2000 годах, используется в производстве в настоящее время.
С появлением ГИС-технологий, появился и успешно развивается еще один подход создания цифровой картографической продукции с помощью ГИС-программ.
ГИС - автоматизированная аппаратно-программная система, осуществляющая сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных. ГИС предназначена для решения научных и прикладных задач инвентаризации, анализа, оценки, прогноза и управления окружающей средой и территориальной организацией общества. Главная функция ГИС - поддержка принятия управленческих решений. Основу ГИС составляют автоматические картографические системы, главными источниками информации служат карты, данные аэрокосмического зондирования, статистические материалы. Визуализация чаще всего осуществляется в картографической форме.
Трубопроводы и их информационные особенности отображения состава и содержания на топографических к артах
Согласно [4, 6, 42, 43, 44, 45] все трубопроводы, транспортирующие продукцию скважин на площадях месторождений, делятся: - по назначению - на нефтепроводы, газопроводы, нефтегазопроводы, нефтегазоводопроводы и водопроводы; - по напору — на напорные и безнапорные. Все перечисленные трубопроводы по напору делятся на трубопроводы с полным заполнением трубы жидкостью и трубопроводы с неполным заполнением трубы жидкостью. Трубопроводы с полным заполнением сечения трубы жидкостью называются напорными, а трубопроводы с неполным заполнением сечения могут быть как напорными, так и безнапорными; - по рабочему давлению - на трубопроводы высокого (6,4 МПа и выше), среднего (1,6 МПа) и низкого (0,6 МПа) давления; - по способу прокладки - на подземные, наземные, надземные и подводные. Подземные и подводные характеризуются глубиной заложения трубопроводов. Подземная схема предусматривает укладку труб ниже естественной поверхности грунта. На освоенных территориях глубина заложения обычно не менее 1 м над верхней образующей труб. При наземной схеме укладывают трубы на поверхность спланированного грунта или на грунтовое сплошное основание, устраиваемого из привозного грунта. При надземной схеме трубопровод укладывают на опоры, размещенные на определенном расстоянии друг от друга. Для плотных грунтов наиболее рациональной схемой является подземная. Обеспечивая надежную защиту труб от внешних воздействий, она достаточно хорошо стабилизирует положение трубопровода, не изменяет вида рельефа (при условии хорошо проведенных восстановительных рекультивационных работ), не создает препятствий для сельскохозяйственных работ и движения транспортных средств. Кроме того, трубопровод и транспортируемый по нему продукт не подвергается резким перепадам температур, что имеет немаловажное значение для обеспечения технологической надежности трубопровода [42]. - по функции - на выкидные линии, идущие от устьев скважин до групповой замерной установки; нефтяные, газовые, водяные и нефтегазоводяные сборные коллекторы; товарные (магистральные) нефтепроводы; - по гидравлической схеме работы - простые трубопроводы, без ответвлений, и сложные трубопроводы с ответвлениями, к которым относятся такие замкнутые (кольцевые) трубопроводы. - по рабочей способности - действующие, недействующие и строящиеся; по материалу - стальные (из углеродистой, низко- и высоколегированной стали), стальные с внутренним или наружным покрытием (из углеродистой и низколегированной стали с покрытиями резиной, пластмассой, стеклопластиком, эмалью, биметаллические), из цветных металлов (из меди, аллюминия, свинца, титана, других металлов и сплавов), из неметаллических материалов (стеклянные, керамические, пластмассовые, камнелитные); - по диаметру - выкидные линии в зависимости от дебита скважин бывают диаметром от 75 до 150 мм, сборные коллекторы прокладывают диаметром от 200 до 500 мм, магистральные - от 500 до 1420 мм. Толщина стенок труб определяется проектным давлением в трубопроводе. Трубопроводы, транспортирующие воду к нагнетательным скважинам для поддержания пластового давления, также делятся на; - магистральные водоводы, начинающиеся у насосных станций второго подъёма; - подводящие водоводы, прокладываемые от магистральных водоводов до кустовых насосных станций (КНС); - разводящие водоводы, прокладываемые от КНС до нагнетательных скважин. Трубопроводы отображаются на топографических картах масштабов от 1:500 до 1:200 000. На основании нормативных документов [30, 46, 47, 48] составлена таблица по отображению состава и содержания трубопроводов на топографических картах масштабов от 1:500 до 1:200 000. Выбор масштабного ряда обоснован в первой главе, пункт 1.3.
В базе данных по трубопроводам дать следующие характеристики: назначение, год ввода в эксплуатацию, материал трубопровода, диаметр, толщину стенки, рабочее давление, способ прокладки, глубину заложения, пропускную способность, активность.
Как уже отмечалось в первом разделе, подразделе 1.1, трубопровод - это линейная конструкция и комплекс, обслуживающих его сооружений и устройств, таких как задвижки, факела, манометры, цистерны, баки, смотровые колодцы, люки, столбики-сторожки, скважины. Все эти объекты предлагается объединить в одну базу данных под названием «Оборудование на трубопроводах». В базе данных дать следующие характеристики: наименование, материал, количество объектов. передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе (либо под землей) и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам, стойкам на зданиях и инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т.п.). Каждая ЛЭП характеризуется фидером. При этом под фидером в энергетике понимается (анг. слово feeder от слова feed - писать) кабельная или воздушная питающая линия (обычно напряжением 3, 6, 10 кВ), отходящая от электростанции или районной подстанции [49].
Редакционно-подготовительные работы при создании ГИМ, карт и планов коммуникаций нефтегазового комплекса
На современном этапе, когда картографическое производство перешло на использование информационных технологий содержание и вид цифровой картографической продукции определяется ее назначением. Поэтому все требования по созданию ГИМ, карт и планов коммуникаций следует разделить: - принятые стандартные; - специальные требования.
Специальные требования по созданию ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК предъявляются: 1) к особенностям отображения нефтепромысловых объектов на электронных картах - максимально должны быть отображены все необходимые характеристики объектов НТК; каждая коммуникация должна быть различной по цветовой гамме, чтобы идущие в одном коридоре коммуникации не сливались; использовать стрелки-указатели в местах, где большая загруженность карты отметками высот и характеристиками объектов; 2) к проекции - для создания ГИМ и цифровых карт и планов коммуникаций принять традиционную проекцию для создания топографических карт - поперечную равноугольную цилиндрическую Гаусса-Крюгера в системе координат 1942 (1995) года, система высот - Балтийская; 3) к масштабу - для ГИМ линейных коммуникаций принять масштаб 1:5000, для площадных промышленных объектов - 1:500; 4) к структуризации данных на жестком носителе (винчестере): - каждый объект ГИМ должен находиться в директории с соответствующим названием группы слоев; - объекты, различающиеся по виду локализации (точечные, линейные, площадные) должны находиться в разных слоях; 5) к используемому формату - цифровой формат дает нам возможность работы с базами данных по отображаемым объектам, дает обзор всего месторождения, необходим для решения ряда производственных задач с помощью прикладных программ, дает возможность использования в локальной сети всего нефтегазового предприятия; б) к цифровому описанию линейных объектов: - все линейные объекты должны быть построены по правилу графов, т.е. каждая линия должна быть отдельной; - направление обхода линейных объектов должно совпадать: для трубопроводов - с течением жидкости в трубопроводах, для ЛЭП — от подстанции к потребителю; б) изучение картографируемой территории и объектов, принципов работы НТК.
Для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций необходимо учесть технологию добычи нефти на месторождении, а также организацию управления нефтегазовых компаний. Это подробно рассмотрено в первой главе, пункт 1.1, во второй главе, пункт 2.5 разработана структурная модель всего НТК, которая дает полное представление о НТК; в) анализ нормативно-технической документации и применяемых библиотек условных знаков.
В разделе 1, подразделе 1.5 приведен обзор и анализ нормативно-технической документации, которую можно частично применить при создании карт и планов коммуникаций НТК. Несмотря на большой ассортимент этих документов, нет единого документа, где были бы прописаны все требования по созданию таких карт. Поэтому, для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК, предлагается разработать программу. г) разработка программы ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК. Рассмотрим подробно основные пункты программы ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК: 1) географическое описание района картографирования и региональные особенности картографируемых явлений и объектов.
Понимание региональной специфики формируется в результате целеустремленного ознакомления с районом картографирования, в процессе которого выясняются типические черты и характерные особенности изучаемых явлений - закономерности их размещения, взаимосвязи, тенденции развития -все то, что должно найти отражение на проектируемой карте в соответствии с ее назначением, темой и масштабом; 2) математическая основа ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК.
Традиционно к элементам математической основы общегеографической карты относят: масштаб; астрономо-геодезическую основу; картографическую проекцию, определяющую вид сетки меридианов и параллелей и другие координатные сетки; компоновку карты, рамки карты, систему разграфки, номенклатуру [57].
Масштаб для ГИМ линейных коммуникаций рекомендуется 1:5000, для площадных промышленных объектов 1:500.
В любой инструментальной ГИС-программе можно задать требуемую математическую основу. Например, под математической основой в программе Mapinfo понимается выбор проекции, сведения которой, задаются в активном окне при операции «создание точечных объектов».
В данном случае для ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК рекомендуется принять традиционную проекцию для создания топографических карт - поперечную равноугольную цилиндрическую Гаусса-Крюгера в системе координат 1942 (1995) года, система высот - Балтийская; 3) сбор исходных данных для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК; 4) информационное содержание ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК и структура базы данных ГРІМ коммуникаций НТК. Информационное содержание ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК, структура базы данных для ГИМ, карт и планов коммуникаций НТК изложены во втором разделе, подразделе 2.6; 5) указания по составлению ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК даются в программе по каждому объекту отдельно. Пример программы для создания ГИМ и карт масштаба 1:5000 дан в приложении А; 6) оценка программного обеспечения;
Учитывая все особенности ГИС-продуктов, изложенные в первом разделе, подразделе 1.2, большой практический опыт СГГА по созданию цифровых топографических карт и планов на базе различных ГИС, также степень использования ГИС в нефтегазовых службах, для создания ГИМ, карт и планов коммуникаций НГК предлагается использовать наиболее универсальную и используемую систему Mapinfo.
Программный продукт Mapinfo (Mapping Information System Corporation) является классической настольной ГИС информационно-справочного типа, произведен в США компанией Mapinfo Corporation, которая основана в 1986
Ход выполнения работ при картографировании коридоров линейных коммуникаций
Составление элементов ГИМ, карт и планов коммуникаций выполнялось в соответствии с программой для создания ГРІМ, карт и планов коммуникаций (приложение А), где прописаны все требования к условным знакам, стилям линейных, площадных и точечных объектов, шрифтам. Для облегчения процесса составления ГРІМ, карт и планов коммуникаций в процессе работы были созданы специальные прикладные программы на базе ГИС Mapinfo Professional.
Каждый элемент ГИМ создавался последовательно, путем соединения съемочных точек, в соответствии с полевым абрисом и с соблюдением правил построения объектов в цифровой картографии. По мере создания каждого элемента, в базу данных заносилась семантическая информация. Все элементы помещались в определенные тематические слои. Состав каждого слоя изложен во разделе 2, подразделе 2.4.
Цветовая гамма элементов электронных карт отображалась в соответствии с «Условными знаками для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500» [30]. Исключением явились линии электропередачи, которые было принято отображать не черным, а розовым цветом, так как в коридоре коммуникаций черным цветом отображались нефтепроводы, и розовый цвет линий электропередачи повышал читаемость создаваемой карты. Составление элементов ГИМ линейных коммуникаций производилось в следующей последовательности: трубопроводы и сопутствующие им объекты, линии электропередачи, автомобильные дороги. Для создания векторно-растровой модели использовались: - ГИМ нефтегазового месторождения; - ортофотопланы на это же месторождение.
Ортофотопланы использовались в формате Mapinfo в растровой форме по отдельным трапециям. Для создания векторно-растровой модели в программе Mapinfo в «активной карте» открывались все растры (ортофотопланы) и цифровая модель линейных коммуникаций. Сохранялся рабочий набор (текстовый файл, который содержит набор команд, описывающих рабочее пространство, включающее в себя порядок и оформление слоев, открытых карт и отчетов) под названием отдельного месторождения.
На некоторых месторождениях проводилось камеральное дешифрирование автомобильных дорог, это делалось для ускорения полевых работ. Автомобильные дороги дешифрировались только песчаные. Дешифрирование велось в программе Mapinfo. После дешифрирования проводился полевой контроль, и как следствие, корректура векторной части. Следующим шагом являлось оформление электронных карт коммуникаций. Вся информация по картографируемым объектам находилась в базе данных. При создании карты нам необходимо было нанести все требуемые характеристики объектов на карту, используя атрибутивную (семантическую) информацию из базы данных [64, 71, 72, 73, 74, 75].
В результате, в соответствии с разработанной технологией, были получены следующие материалы, готовые к сдаче заказчику: а) ГИМ коридоров линейных коммуникаций нефтегазовых месторождений; б) векторно-растровая модель местности; в) аналоговые карты и планы нефтегазовых месторождений. В рамках предложенной методики также были выполнены работы по созданию ГИМ, карт и планов площадных промышленных объектов нефтегазовых месторождений в масштабе 1:500, которые проводились в следующей последовательности: - подготовительные работы; - импорт - экспорт данных из подсистем; - формирование геометрической и семантической частей объекта; - контроль и корректура; - оформление и подготовка к печати планшетов; - передача в эксплуатацию [76].
Рассмотрим более детально этапы создания ГИМ, карт и планов площадных промышленных объектов нефтегазовых месторождений в масштабе 1:500.
Первый этап заключался в подготовке рабочих мест, составлении требований к ГИМ и картам, исходя из технического задания. В том числе подготавливались библиотеки шрифтов, условных знаков, структура базы данных.
На втором этапе производился экспорт из двух широко применяемых на практике систем (это полевые станции - электронные тахеометры и приемники GPS). На этом этапе формировались файл-таблица, включающая в себя номера пикетов и метрические данные в виде каталогов координат и высот. Третий этап - формирование геометрической и семантической частей объектов, выполнялось на базе ГИС Mapinfo в следующем порядке: а) поскольку при съемке все объекты были прокодированы, то на основании метрических данных производилось формирование временных слоев с пикетами, принадлежащими к одному виду объектов. Для этого было выполнено следующее: 1) с помощью команды «Выбрать» в меню «Запрос» (рисунок 59), в верхней строке указывали таблицу, из которой выбиралась запись; 2) в строке «согласно условию»: указывалось выражение Код = «кодовое выражение»; 3) в следующей строке задалось наименование таблицы, в которой будут находиться выбранные записи; 4) в строке «упорядочить по колонке» подтверждали слово «нет»; 5) убирали подтверждение из окошка «Результат в список»; 6) подтверждали действия клавишей «ОК»; 7) в результате атрибутивная база данных временного слоя содержала следующую информацию: номер пикета, X, У, Н и код (рисунок 60); 8) геометрическая часть содержала точечные объекты в графическом окне (рисунок 61). Это позволяло оставить только те пикеты, которые необходимы для формирования объектов соответствующего слоя;
