天然气管道仿真软件_天然气动态仿真真实数据处理研究现状论文分析

1.关于新能源的调查论文

2.地质数据的信息化处理

3.统计学毕业论文选题

4.三维可视化技术在四川盆地油气勘探信息管理中的应用研究

5.地质资料数据整合与服务的初步思考

沙志彬　梁金强　王力峰　匡增桂

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

基金项目：国土部公益性行业科研专项项目（编号：200811014）、国家高技术研究发展课题（编号：2009AA09A202）和国家重点基础研究发展（3）（编号：2009CB219502-1）资助。

第一作者简介：沙志彬（12.4—），男，教授级高工，主要从事石油地质和天然气水合物的研究。

摘要　天然气水合物是一种新型能源，形成水合物的天然气主要是来自于下部生烃源岩，当天然气在向上溢出的过程中遇到温度、压力和地层物性合适的区域便形成了天然气水合物矿藏。但天然气又是靠什么路径运移到储层的呢？经过研究，认定研究区的天然气主要是利用气烟囱进行运移的。而气烟囱识别分析技术就是利用研究区三维地震信息，通过对地震剖面的分析以及神经网络的运算，对天然气运移形式进行描述，直观地展示天然气运移通道及赋存情况，通过垂向上和平面上的气烟囱效应来预测水合物的发育带，并将形成水合物富集所需要的天然气源岩进行初步评估。然后在平面上展示出天然气运移分布范围和天然气水合物矿藏的成藏范围，从而为进一步研究水合物的形成、存储提供依据，并可为水合物勘探中的井位部署提供参考。

关键词　气烟囱天然气水合物　研究应用

1　气烟囱的概念

在石油地质学中，“气烟囱”（Gas Chim ney）是一个崭新的概念，“气烟囱”一经形成，就可作为后期油气或热流体不可忽视的通道，揭示油气的发育地点及运移到一个储层，以及如何从储层溢出，产生浅层油气。可见“气烟囱”对油气运移与聚集会产生重要影响，是大中型油气田存在的重要标志之一[1～2]。

从地质成因角度来说，气烟囱是由活动热流体作用形成的一种特殊的伴生构造，这种伴生构造曾经是热流体（气、液）的泄压通道，不仅形似烟囱，且具烟囱效应。其静态形状上似裂隙、裂缝，而在动态变化上表现为增压破裂—泄压闭合—增压破裂这种旋回性“幕式”张合特征[2]。从地震表现角度来说，气烟囱则可定义为在品质非常好的常规地震剖面上，某些部位反射波突然出现杂乱反射、振幅大幅度减弱（偶尔为强振幅）的这种柱状、椭圆状或锥形体地震模糊带，并且核部低速，据此可识别气体渗漏的位置和展布情况[3]。

地震剖面上所揭示的气烟囱是流体垂向活动的直接证据。在地震剖面上造成反射模糊带，甚至空白区，其原因是气层低速异常和反射屏蔽的影响，使反射波信噪比大幅度降低。对于地震剖面上弱振幅、低连续性的特征，其原因可能为天然气从储层沿着构造薄弱带向上运移，当运移比较剧烈时可能破坏地层原始沉积层理，同时地层中含有天然气会大量吸收地震能量[4]。

2　气烟囱与天然气水合物成藏的关系

天然气水合物是一种新型能源，其成藏条件比较特殊，主要形成于300m深的海底以下100～400m之间的地层中，是以层状、块状、团状等形式富集，主要是充填在海底沉积物的空隙和裂缝中，形成水合物的天然气主要是来自于下部源岩生烃后运移到合适的地层富集成藏的[5～6]。但天然气又是靠什么路径运移到储层的呢？经过对地震剖面的分析以及神经网络的运算，认定研究区的天然气主要是利用气烟囱进行运移的（图1）。当天然气在向上溢出的过程中遇到温度、压力和地层物性合适的区域便形成了天然气水合物矿藏[7～8]。因此，可以利用气烟囱识别技术预测天然气水合物分布范围[9]。同时，气烟囱在形成过程中携带大量富含甲烷气的流体向上运移到天然气水合物稳定带，形成之后仍可作为后期活动的油气向上运移的特殊通道[10]。此外，运用地震识别出的似海底反射（BSR）来识别气烟囱构造，通过速度、泥岩含量、流体势等属性参数及钻井资料，还可以判断该烟囱构造的类型[11～12]。

图1 烃类的运移、聚集特征示意图Fig.1 Illu st ration of hydrocarbon migration and accum ulation

至于水合物形成的地质模式，目前主要有两种观点：一种是原先的因温度或 孔隙压力变化而转变为水合物；另外一种是微生物成因气或热成因气从下部运移至水合物稳定带而形成水合物。前一种情况下，水合物形成的重要原因不是外来物质的供给，而是原先天然气藏系统内的变化，水合物呈分散状存在于岩石中或者与已存在的气藏共生[3]。而后一种情况，由于天然气丰度不断增加，当天然气在向上溢出的过程中遇到温度、压力和地层物性合适的区域便导致水合物生成、积聚。当沉积层中的水合物充填程度越来越高时，沉积层变得不透水不透气，并在水合物稳定带之下形成常规气藏[4]。

深部形成的烃类气体一旦形成，就出现在运移和聚集的动态过程中。在粘土、粉砂质粘土等低渗透性沉积物中，一般发生垂直向上的运移；在高渗透性的砂质沉积物，或者裂隙发育的岩层中，深部来源的烃类气体大多沿地层上倾方向运移[2～3]。在深部构造发育的区块，对于热解气以及深部运移气体形成的水合物而言，有利于气体进入水合物稳定域的运移通道是控制水合物形成和分布的关键因素[13～14]。

因此，认为气烟囱与天然气水合物成藏的关系体现如下：

1）气烟囱以流体运移为主要特征；

2）气烟囱是天然气垂向运移的有效途径；

3）气烟囱构造为天然气聚集形成水合物提供有利圈闭条件[15～16]。

3　气烟囱识别分析技术的研发及应用

3.1　地质模拟与工作流程

在气烟囱体中地震响应的垂直扰动得到加强，这些扰动常常与油气的垂直运移通道有关，通过对世界范围内许多处理的地震气烟囱的推断已经证明气烟囱在油源评价、运移、储存、（断层）封堵性以及溢出点都非常有用[2、4]，其成因机理模型如图2、图3和图4。从以上三个图中可以看出，图2气烟囱发育较弱，油气藏以油层为主，含气较少，且断层跟油气藏没有直接连通，油气封盖条件较好，因此油气逸散量较小，在油气藏上覆地层气烟囱效应较弱，所以该类油气藏总体保存条件较好；图3气烟囱发育明显，油气藏富集，封盖条件较好，但下部气层较厚，含气层具有较大的流体压力，因此上部盖层的封盖压力不足以完全对气层形成封盖，因此具有较明显的气烟囱效应，所以该类油气藏总体保存条件一般；图4气烟囱发育明显，由于有断层跟上、下部油气层直接连通，且断层封堵性较差，油气储存条件被破坏，造成油气大量逸散，因此具有明显的气烟囱效应，所以该类油气藏总体保存条件较差。

在技术上对气烟囱体的预测研究主要是所谓的“地震气烟囱处理技术”，即运用多层非线性神经网络技术对未知地震区块进行预测。为实现地震资料自动化的地质解释，其中心环节是通常所说的模式识别，即建立地震资料气烟囱特征参数（如相似性）与气烟囱地质目标之间的关系[3]。

图2 地质发育配置关系较好Fig.2 Good geological arrangement

图3 地质发育配置关系一般Fig.3 Ordinary geological arrangement

图4 地质发育配置关系较差Fig.4 Bad geological arrangement

为了实现气烟囱体的计算，用荷兰DGB地球科技公司与挪威国家石油公司共同开发的地震属性处理与模式识别软件Opend-Tect。O pend-Tect在强化细微的地震特征信息的基础上，分析这些反映不同地质沉积信息的空间分布，把多种地震数据体的信息综合到一起以得到目标体的最佳图像。并且O pend-Tect用神经网络、数学逻辑运算对多个属性体处理，得到直接反映地下地质特征的新属性。O pend-Tect的核心步骤是倾角控制（Steer-ing），它在其所有的运算和处理过程中起着举足轻重的作用，是后续神经网络运算的前提和基础。以下就是我们应用O pend-Tect计算气烟囱体的工作流程（图5）。

图5 预测气烟囱体技术流程图Fig.5 Flow chart of gas chimney predication

3.2　气烟囱体计算的数据准备

为了更准确地识别气烟囱体，我们需要对原始的地震数据做中值倾角滤波，以减少处理时产生的随机扰动，使预测出的结果更加真实可靠。

O pend-Tect核心技术之一是在提取属性和对数据滤波时考虑了所探测的地质体的方向及空间展布。当地质体的方向已知时，方向性原理容易被应用，例如在地震气烟囱或直接碳烃检测中，很多目标体无固定方向，但是它在各个方向倾斜。在这种情况下，在一定范围的倾斜时窗中提取属性比在固定时窗中更有利。因此，需要知道局部倾角及每个样点处的方位角。

O pend-Tect提供了3种计算倾角及方位的方法，计算结果被称为“定向体”，也就是每一个样点处都带有倾角和方位角信息的数据体。用倾角定向对地震数据做倾角定向滤波，改善同相轴的横向连续性，减少随机扰动。该滤波的主要特点是无滤波尾巴。

中值倾角滤波是一个数据驱动工具并产生一个整理过的数据体。在该数据体中，连续相位被加强并且随机分布的噪音被压制。滤波增加了地震数据输出的可解释性，提高了水平层自动追踪的可执行性。滤波基本上搜集了我们定义圆域内的所有属性并在中心用振幅中值替换了原有值，搜索区域遵循控制体内的倾角而定（图6）。

图6 中值倾角滤波原理Fig.6 Median dip filtration principle

综合控制体的滤波工作流程如下：

1）定义搜索半径；

2）从开始位置提取首个振幅；

3）沿着倾角和方位角通向下一道；

4）在该点提取内插值振幅；

5）在搜索半径内对所有道重复第3、4步操作；

6）用所有提取振幅的中值来替换起始位置振幅；

7）对体内所有样本重复操作第2～6步。

4道半径的滤波输入包含57个点。注意该圆不是平坦的也不是水平的，但是从一道到另一道是符合地震相位的。

中值应该定义成一系列中心点位置相关的值。因此，如果从最小到最大列出N个振幅，就可以取（N+1）/2处的位置值作为中值，这里的N是一个奇数。要理解一个中值滤波的效果，可设已经用了3个点的中值滤波来过虑一个地震相位。滤波过程由下面给出：

……0,0,1,0,0,1,1,3,0,1,1……

3点中值过滤响应由下面给出：

……0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1……

要检查这个，取3个相邻输入号码，排列并输出中间的值，然后改变输入组的一个位置并重复的练习。

请注意：

1）短于半个滤波的相位被清除（例如左侧1右侧0）；

2）噪音也被清除（值3）；

3）边界保留（主要的0带和主要的1带的间隙完全同一个位置，就是说无滤波导入）。

3.3　提取样本位置

图形窗口中提取烟囱体和非烟囱体。我们建议开始时做一些不同时间的相似性切片，这样可以在不同的时间尺度上初步判断气烟囱体的分布和走向特征。

在一个可能的烟囱体位置上显示一个或者是更多的属性来检查烟囱体单属性下如何显现，通过不同的属性对比来突出气烟囱体，以利于后续的拾取训练点。

做完这些工作以后，我们已经准备好拾取烟囱体和非烟囱体了。要求第一步产生两种不同的拾取组：一个是烟囱体，一个是非烟囱体，使用子目录中右击上栏菜单来实现，键入想创建的拾取组的名字，例如“烟囱体……是”并开始提取。在子目录中点击数据元素来移动元素到另一个位置并重复处理，重复这个练习直到取出了所需的所有样本点。

现在拾取非烟囱体点，并分别保存到不同的拾取组团（图7）。拾取样本位置是这个处理的关键步骤。应该取向于创建最有代表性的为烟囱体或非烟囱体拾取组。如果数据中有多个烟囱体，不要仅取于一个，试着在尽可能宽范围的时间域内把这些都拾取。

图7 神经网络训练组（绿色点表示气烟囱，蓝点表示非气烟囱）Fig.7 Neural network training（green dot:gas chimney,blue dot:not gas chimney）

3.4　神经网络及其算法

1）人工神经网络是模拟生物神经信息处理方法的新型计算机系统，它可以模拟人脑的一些基本特征（如自适应性，自组织性和容错性），是一个并行、分布处理结构，它由处理单元及其称为联接的无向信号通道互连而成。人工神经网络力图模仿生物神经系统，通过接受外部输入的刺激，不断获得并积累知识，进而具有一定的判断预测能力。

2）BP神经网络算法

BP网络算法的思想是把一组样本的I/O问题变为一个非线性优化问题，使用了优化中最普通的梯度下降法，用迭代运算求解权对应于学习记忆问题，加入隐含层节点使优化问题的可调参数增加，从而可得到更精确的解。BP网络模型设计的最大特点是网络权值是通过使用网络模型输出值与已知的样本值之间的误差平方和达到期望值而不断调整出来的，并且确定BP神经网络评价模型时涉及隐含层节点数、转移函数、学习参数和网络模型的最后选定等问题。

3.5　神经网络训练

首先在O pend-Tect里面创建一个新的神经网络，并选择想使用的属性（通常是全部）和包含了烟囱体和非烟囱体的拾取组团，一般说来不是所有位置都用来训练网络，但是一定比例的（10,10,20）样本是用来避免过度适配网络，神经网络将在我们声明的位置提取属性，它将随机分配数据到训练和测试组，并且启动训练状态。训练执行情况在训练期间被追踪（图8），并用两种指数来表示。RMS错误值曲线表示训练组和测试组的总的错误，分别从1（最大错误）到0（最小错误）两个曲线在训练间都应走低，当测试曲线再次走高表示网络过度适配。训练应在这发生之前适可而止。典型的一个RMS值在0.8范围内被认为是合理，0.8～0.6是好，0.6～0.4是很好，低于0.4为极好。

图8 神经网络训练监管窗口Fig.8 Monitoring window for Neural network training

最后将发现网络节点会在训练中变色。颜色暗示了在分类里面每个节点（每个输入属性）的重要程度，颜色从红（最重要）经黄到白（最不重要）过度训练。当一个网络从训练组中识别单个样本时会发生过度适配（overfitting）网络会在训练组中表现得更优，但是会在测试组中表现变差。当在训练组上的表现达到最大（最小错误）最优化结果的网络训练会停止，停止的点可以从神经网络训练窗口中的执行图表里查看。满意后，接下来把训练的网络推广到整个数据体。这个在“产生体”模块中操作完成。如果不想处理整个数据体，也可以限制输出范围来产生一个小数据体。为加快速度，可以在联机处理模式下在多台机器上运行工作，O pend-Tect会在声明的机器上分配数据并在处理结束时合成输出结果。

3.6　气烟囱技术在研究区的应用

通过研究区的气烟囱处理效果分析来看，研究区的气烟囱较为发育，作为一种油气运移的通道控制着整个研究区天然气水合物的分布和储量。从研究区LineA线的气烟囱效果图可以看出（图9），烟囱现象主要是发育在BSR下部，发育BSR的背斜处的下部存在明显的气烟囱现象，为天然气水合物的成藏提供足够的气源，证明此处的储层主要是利用气烟囱这种运移方式富集天然气的；从图中还可以看出气烟囱在1650ms以下的地层中发育，从侧面说明在神狐区域源岩生成的天然气被很好地保存在地层中，并在有利位置成藏。对析沿BSR±50ms时窗提取气烟囱平面效果图来看（图10），气烟囱在BSR以下发育充分，而在BSR以上则没有明显的显示，说明研究区的气体是沿着下部源岩向上运移的，烟囱效应是由下部到上部是逐渐减少的。由此可以初步认为，流体在运移过程中在有利区域发生富集，也就是在BSR附近存在并富集。

图9 Line A线气烟囱显示Fig.9 Display of gas chimney in Line A

图10 沿BSR±50ms时窗提取气烟囱平面效果图Fig.10 P lane slices at BSR±50ms derived from gas chimney identification technique

气烟囱在形成过程中携带大量富含天然气的流体向上运移到天然气水合物稳定带，其形成之后仍可作为后期活动的油气向上运移的特殊通道。通过平面和剖面结合分析，可以对天然气运移分布范围进行检测，对水合物的成藏范围进行圈定。

4　认识与讨论

利用DG B公司Opend-Tect软件气烟囱技术，通过对地震剖面的分析以及神经网络的运算，对天然气运移形式进行预测，直观地展示天然气运移通道及赋存情况，通过垂向上和平面上的气烟囱效应来预测水合物的发育带，并将形成水合物富集所需要的天然气源岩进行初步预测。然后在平面上展示出天然气运移分布范围和天然气水合物矿藏的成藏范围，从而为进一步研究天然气水合物的形成、存储提供依据，并为天然气水合物勘探中的井位部署提供参考。因此，气烟囱识别分析技术可以应用于天然气水合物矿藏的勘探与评价当中。总结本文得出以下几点认识与讨论：

1）研究区的气烟囱较为发育，作为一种油气运移的通道控制着整个研究区天然气水合物的分布和储量；

2）气烟囱现象主要是发育在BSR下部，气烟囱体为天然气水合物的成藏提供足够的气源，同时天然气被很好地保存在地层中，并在有利位置成藏；

3）气烟囱在BSR以下发育充分，而在BSR 以上则没有明显的显示，说明烟囱效应是由下部到上部是逐渐减少的，认为流体在运移过程中在有利区域发生富集，也就是在BSR附近存在并富集。

4）通过平面和剖面结合分析，可以对天然气运移分布范围进行检测，对天然气水合物的成藏范围进行圈定，为井位部署提供参考。

参考文献

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Application of Gas Chim ney Identification Technique to Study of the Gas Hydrates

Sha Zhibin,Liang Jinqiang,Wang Lifeng,Kuang Zenggui（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）

Abstract:Gas hydrates are expected to be a new type of energy source in the future.The forming gases coming from the source rocks underneath can be converted to gas hydrates along the ascending paths where the environment parameters,such as temperature,pressure and geological properties,for the form ation of gas hydrates.So what about the ascending paths?We believed that gas chimney contributes to the cause of ascending mostly.Byseismic profiles analysis and neural network calculation,gas chim ney identification technique makes use of 3-D seismic inform ation data and attribute to describe the gases migrating m odel,display the ascending paths,predict gas hydrates accum ulation and preliminarily evaluate source rocks shown in the 3-D space.The processed results can also be dem onstrated on the base map to mark out gases scope and gas hydrates scope respectively for the evidence of gas hydrates formation and accumulation,and further more provide the meaningful references to borehole dispositions of gas hydrates field exploration.

Key words:Gas chim ney;Gas hydrates;Study;Application

关于新能源的调查论文

李燕

(中国石油化工股份有限公司西南油气分公司信息中心档案馆)

摘要 本文针对非结构化数据管理中存在的问题，分析了西南油气田地质档案非结构化数据管理特点，提出了数据集、数据存储、数据管理与数据利用的技术架构，并对非结构化数据的管理、应用进行了深刻剖析，总结出了以技术解决方案、行政管理模式和数据服务三位一体的管理模式，为油田地质档案中非结构化数据的管理与应用探索出了一个有效的模式。

关键词 非结构化 数据存储 地质档案 应用 管理

0 引言

随着我国经济建设的不断发展，信息越来越成为企业或者组织的核心和命脉。对于信息密集型的石油行业来说尤其如此。在多年的生产实践中，国内的石油行业已经发展出了针对大部分信息的数据综合管理、数据应用、企业标准和行业标准等技术和成果，极大地支撑了石油勘探开发的各个过程。然而，和国外的石油公司相比，在信息的协同、分析、挖掘、共享、决策支持、集群计算上还存在一定的差距，这其中的核心要点就是如何对非结构化数据进行有效的存储和利用。

对于典型的石油工业企业来说，信息存在于各种载体中，例如纸质的书籍或者论文、PDF文档、图形图像文件、扫描件、电子书、光盘等，这些信息最终都可以转化为非结构化数据。而对非结构化信息的管理需要面对如下问题：

高容量：非结构化数据通常是一个或多个文档、图件、多媒体等，容量在百兆、千兆级的比比皆是。

异构化：非结构化数据的来源、格式、载体都各不相同，难以进行统一的管理和检索。

复杂性：非结构化数据因其高容量、异构的特点，在存储、检索、过滤、提取、分析和挖掘方面非常复杂。

再处理：非结构化数据在定制、交换、加密方面存在大量的个性化需求，格式的差异和多样性也导致了对这些数据的再处理非常困难。

本文即是对这些问题进行详细的讨论和研究，结合油气田地质档案非构化数据的存储与利用，探讨一种可行的方法和合理的解决方案。

1 非结构化数据管理的技术架构

非结构化数据与结构化数据相对，系指不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据即称为非结构化数据，包括所有格式的办公文档、文本、、XML、HTML、各类报表、图像和音/信息等。

西南油气田通过配置和集成软硬件产品，设计并实施了适合非结构化数据存储与利用的技术架构，由低到高分别是数据集(预处理)、数据存储、数据管理、数据使用(图1)。

图1 非结构化数据存储与利用的技术架构图

数据集是非结构化数据管理最基础的过程，是把原始的或者第一手的资料转化成可供处理的数字化信息的关键步骤。

非结构化数据存储是把勘探科研、生产、管理中产生的文档、图件、专著存放在数据库或者文件服务器上。一般用两种方式：一是把非结构化数据转换成二进制流，存放在关系型数据库中，同时一并记录相关的信息(可自定义)；二是把非结构化数据保存到目录服务器上，在关系数据库中只记录目录服务器上的索引信息和信息(可自定义)。图2示意了这两种方式。

图2 非结构化数据存储示意图

数据管理是对已经存储成功并且经过了结构化的信息进行再处理，包括数据的分类、检索、元数据化、标准化、统计和归并。

数据使用是非结构化数据管理的最终目的，信息如果不能交流、共享，那么一个组织产生的信息再多，也不免成为信息孤岛。用基于.net和Web Service体系架构，为信息的共享和协同提供了技术上的保障。

2 非结构化数据管理应用解析

西南油气田按非结构化数据管理的技术架构开发并组建了西南油气田地质资料管理平台体系，对非结构化数据的管理实现了6大功能：非结构化数据的整理、元数据、基于索引服务器的全文检索、索引编制、任务管理、知识管理(表1)。

表1 中石化西南油气田非结构化数据管理功能统计表

2.1 非结构化数据管理的功能架构

西南油气田地质资料管理平台是一个完全的B/S模式资料管理系统和信息发布系统，其中，地质资料管理系统包括用户管理、机构管理、权限管理、日志管理、数据管理、资料上传、资料整理、资料审核、元数据、资料检索。信息发布系统包括资料借阅、资料上传、在线浏览、资料检索、下载。

除了能够完成资料管理和信息发布的功能外，还依据自身的工作方式，在平台中加入了本企业元素，如：资料属性的自定义、用户功能选择、借阅流程与归档著录一体化流程的植入、上传和下载的压缩与加密、用户与安全方案的自动绑定，新到资料的查询、个性化报表的查询和打印、催还信息的发布等。主要功能架构如图3。

图3 功能架构图

2.2 西南油气田地质资料非结构化数据管理的主要特点

2.2.1 地质资料及文档的包装和结构化

在数据存储方面，用了基于Web Service数据访问层组件，通过修改设置可以分别连接Oracle 9 i数据库、SQL Server 2000数据库等多种数据库，用户可以根据需要选择。地质资料及文档的包装和结构化是指在数据集和存储方面用了“资料体-文件体”的二元封包方式。对所有类型的文件或者文件集合都可以定义为资料体，同时用元数据对资料体进行描述；从逻辑上来说，资料体是一个或者多个文件实体的集合，通过这种方式，就统一了各类非结构化数据的表现形式、外观和行为，有利于将来的数据交换和协同。图4描述了这种二元关系。

图4 非结构化数据的二元封包方式

2.2.2 任务管理

文档资料被集并提交，资料体和元数据信息就会被写入关系数据库中(目前支持Oracle)，而文件体会通过任务自动上传到专门的文件服务器中，同时由索引服务自动为这个文件体创建索引。入库文档资料的默认存储方式是通过磁盘文件来存放的，如果需要把入库文档资料以二进制流的形式保存到关系数据库中，则需要部署和配置数据持久化服务。图5对文档资料集和存储的过程进行了直观的描述。

图5 文档资料集和存储的任务管理流程

任务管理是对上传下载过程的任务化。为了应对文档资料的集要求，使用上传任务来管理上传过程，整个过程可以通过服务在后台依次自动完成，对用户的操作不造成任何影响，避免了传统的文件集过程中用户需要耗费大量的时间来等待上传；为了确保数据的完整性，上传过程支持断点续传。直观的上传任务管理器把需要上传的文档存放在任务队列中，用户可以随时停止或者启动上传任务，最大程度的减少因为网络状况或者容量问题带来的不便。

2.2.3 元数据的定义和描述

在数据集的过程中可以对文件定义元数据，文件的元数据继承自所属的案卷属性，这样一旦将文件归入某一个资料类别，那么就可以设置这个文件的扩展信息；另一方面，分类的元数据格式能够成为这一类文件的元数据模板，同类文件的元数据格式都是相同的，便于进行同类资料的数据交换。图6说明了案卷(资料类型)、文件和元数据的关系。

元数据作为非结构化数据的标签，其意义是非常重要的，系统的检索功能的查全和查准率主要是基于元数据的定义是否合理和准确，因此系统必须要提供元数据信息的修改和动态扩展功能，只有提供了上述功能，系统的信息描述才可能准确和丰富，这也是很多类似的信息系统所缺乏的。

图6 案卷、文件和元数据的关系

依据中石化企业标准《Q/SH0167—2008石油天然气勘探与开发地质资料立卷归档规则》，根据地质资料管理的特点，结合西南油气田的实际情况，需求分析，明确各种(系统管理、资料加载和在线浏览、资料查询、资料借阅和下载、资料销毁、资料压缩加密、资料审核、资料接收和分发)功能，对地质资料的文件元数据、档案元数据、企业扩展元数据进行了充分研究与定义，实现了不同类别的地质资料定义不同属性，方便查询与借阅。例如表2。

表2 地质资料元数据属性表

2.2.4 基于文件索引服务器的全文检索

对非结构化数据的检索用了两种方式：基于属性、关键字的精确检索和基于内容的全文检索。全文检索过程取了提交—建索引—查找—组织结果—返回的过程来完成。非结构化数据被提交到了文件服务器，索引服务程序就创建或者更新索引文件(自动过程)，当用户发出检索请求时，通过搜索引擎，获取包含请求内容的结果并返回给请求者。索引服务程序能够从入库的文档资料中自动抽取文本内容(图7)。

索引服务程序的工作包括：侦测文件目录的变化，文件被上传、移动、修改或者删除，就更新对应的索引；定期对文件目录的整个范围进行索引优化，保障索引在全局上的有效性和效率，这个工作可以自动完成，也可以由用户手动完成。

西南油气田基于此提供多种逻辑查询，如模糊查询、全文查询、精确查询，以及目录浏览和全文浏览。如图8。

图7 全文检索工作过程

图8 查询检索截图

2.3 西南油气田非结构化管理应用效果

西南油气田从2005年开始全面启动地质资料非结构化数据建设，经过多年的共同努力，全面完成了地质资料的非结构化目录数据库建设，共计入库地质资料条目125万条，完成了不同类别地质资料的元素据设计并进行了全面属性提取，提取的内容包括了文件元数据、档案元数据以及企业扩展元数据三大类，为地质资料网络化管理与利用提供了强有力的搜索引擎包。

同时，按照非结构化数据建设理论，西南油气田积极开展了成果地质资料全文数据库与地质图形库的建设，通过历史文档与图形的扫描整理，共计入库电子文档24万个，总容量2.9 T。与油田气地质资料目录数据库相结合，通过地质资料管理系统，实现了地质资料非结构化数据网络完整发布与全面应用。

经统计分析，在实现非结构化数据的网络化管理与应用以后，西南油气田近5年地质资料年平均利用率高达11万件次/年，是建成前的4.5 倍，有效提高了地质档案资料的管理、使用水平，节约了成本，取得了良好的经济效益。

3 非结构化数据的管理模式探索

作为企业信息的表现形式，非结构化数据的管理不单单是一个技术体系或者一个系统，而应该是一个庞大的系统工程。笔者根据西南油气田地质档案多年的信息化建设经验和非结构化数据管理经验，认为“技术解决方案、行政管理模式和数据服务”三位一体的管理模式是油气田非结构化数据管理的有效模式(如图9 所示)。

图9 非结构化数据管理模式图

首先，行政管理模式是整个非结构化数据管理的组织保障，由稳定的管理团队、完备的可行性研究、明确的管理需求、充分的风险评估以及务实的组织实施组成。良好的行政管理模式能够确保一个组织上下一心，共同推进信息体系建设，可以说它决定整个体系建设的成败。

数据服务是非结构化数据信息管理的基础。是指对非结构化数据进行集、创建、加工、传递、组织、整理与规范的过程。同时也是用户和开发者之间的润滑剂，首先它能够按照用户的需求为用户处理大量枯燥的数据整理和规范工作，其次从用户的角度，指出软件的缺陷，并敦促开发者进行修改。通过数据服务，可以有效地保障用户业务的高效运转、技术体系的不断完善，发挥信息体系建设的最大效能。

技术解决方案从产品层面为非结构化数据的管理提供了软硬件平台，是从数据集到应用的完整的技术体系。包括：基于多种大型关系数据库的信息存储体系、基于内容的非结构化数据的文件服务器、提供全文检索、关联检索的索引服务器、基于元数据的灵活的文件交换格式和个性化定制、灵活的权限策略和强大的安全策略；技术解决方案是非结构化数据存储与利用的核心。

4 结束语

非结构化数据存储和应用是各油田分公司勘探决策支持系统的重要组成部分，这一部分研发成功后，能够为决策支持所需要的信息提供基础的平台。同时，基于这个平台之上的非结构化数据的应用能够直接为决策支持系统服务，通过信息协同、文件检索、数据挖掘和知识管理等技术和概念的应用，能够使油气田信息化建设上缩短甚至达到国际先进水平，向着勘探数字化、数据资产化、工作协同化和决策科学化方向迈进一大步，从而带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张志刚，姚玮.海量非结构化数据存储问题初探[J].中国档案，2009(8).

[2]吴广君，王树鹏，陈明，李超.海量构化数据存储检索系统[J].计算机研究与发展，2011(7).

地质数据的信息化处理

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。能源世界有最全面的资料

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[编辑本段]分类

新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

据世界断言，石油，煤矿等将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。

联合国开发署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能（潮汐能）；穿透生物质能。

一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

按类别可分为：太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等

[编辑本段]新能源概况

据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。地热能指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能为140万吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很展前途。

[编辑本段]常见新能源形式概述

（具体内容详见各能源形式所对应的词条）

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式

广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。

利用太阳能的方法主要有：太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。

太阳能可分为2种：

1.太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2.太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

核能

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：

A.核裂变能

所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量

B.核聚变能

由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。

C.核衰变

核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用

核能的利用存在的主要问题：

（1）利用率低

（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决

（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

（5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大

海洋能

海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。

波浪发电，据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。

潮汐发电，据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。我国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。

风能

风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。

风力发电，是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。

17年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。到1994年，全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右，每年发电约50亿千瓦时。

生物质能

生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。

地热能

地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热总量约320万兆瓦。

氢能

在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出，将成为21世纪的理想能源。氢能可以作飞机、汽车的燃料，可以用作推动火箭动力。

海洋渗透能

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如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。

海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。

水能

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量。广义的水能包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量；狭义的水能指河流的水能。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

[编辑本段]新能源的发展现状和趋势

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

国际能源署（IEA）对2000～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为，在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快，年增长速度近6%在2000～2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年，它将提供世界总电力的4.4%，其中生物质能将占其中的80%。

目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。

我国高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下，我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。

新能源（或称可再生能源更贴切）主要有：太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后，国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展，它不但会抢夺人类赖以生存的土地，更将会导致社会不健康发展；地热能的开发和空调的使用具有同样特性，如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏，必将引起再一次生态环境变化；而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源，他们必将成为今后替代能源主流。

太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点，应用面较广，现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电，在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%，随之而来的问题令我们意想不到，太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击，如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。

风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台，在一百多年的发展中，一直是新能源领域的独孤求败，由于它造价相对低廉，成了各个国家争相发展的新能源首选，然而，随着大型风电场的不断增多，占用的土地也日益扩大，产生的社会矛盾日益突出，如何解决这一难题，成了我们又一困惑。

早在2001年，MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究，经过六年多研究和实践，终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广，这种系统用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机（H型）和太阳能发电进行10：3地结合，形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用，获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。

新型垂直轴风力发电机（H型）突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点，取了完全不同的设计理论，用了新型结构和材料，达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能，可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统，具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。

随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活，风力发电偶尔可以看到或听到，可是它们作为新能源如何在实际中去应用？新能源的发展究竟会是怎样的格局？这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

[编辑本段]新能源的环境意义和能源安全战略意义

我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993年起我国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。

国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度，提高我国能源、经济安全。

此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。

新的能源是什么

1

新能源，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和其他可再生能源。合理的开发利用新能源，可以改善和优化能源结构，保护环境，提高人民生活质量，促进国民经济和社会可持续发展。

新能源开发利用主要包括新能源技术和产品的科研、实验、推广、应用及其生产、经营活动。新能源的开发利用，应当与经济发展相结合，遵循因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益和开发与节约并举的原则，宣传群众，典型示范，效益引导，实现能源效益、环境效益、经济效益和社会效益的统一。

2

随着科学技术和社会生产力的不断发展，能源的问题显得越来越重要。目前，全世界的能源仍以煤、石油和天然气等化石燃料为主。这些化石燃料储量有限，同时它们又是极其宝贵的化工原料，可以从中提炼和加工出各种化学纤维、塑料、橡胶和化肥等化工产品。将这样重要的化工原料作为能源来使用实在可惜。随着社会生产力的发展和人类生活水平的提高，世界能源的消耗量愈来愈大。据估计，全世界石油、天然气和煤的储量最多只能供给人类使用一、二百年。因此，摆在人类面前的一项紧迫的战略任务就是探索新能源。目前研究开发的新能源主要有以下几种：

1．地热能与潮汐能

可利用的地热是地下热水、地热蒸气和热岩层。地下热水层一般在地下两千多米深处，温度80℃左右。将地下热水降低压力使之变成蒸气(在47.34 kPa时水80℃沸腾)，可推动汽轮发电机发电。

潮汐能利用的是海水涨落造成的水位差。此种能量可以作为动力来推动水轮机发电。地球上潮汐涨落中蕴藏的能量是巨大的，但建造大规模的潮汐电站技术上有很多困难，成本也较高。

2．太阳能

太阳每年辐射到地球表面的能量约为5×10^22J，相当于目前世界能量消耗的1.3万倍，可以说太阳能是取之不尽用之不竭的无污染的理想能源。因此，太阳能的收集利用是当代科学家十分感兴趣的问题。

目前太阳能利用主要有三种形式。一种是直接利用太阳辐射热，建成太阳灶、太阳能热水器，太阳房(用于暖)和塑料大棚等，或利用太阳能来发电。太阳能电站是利用集热器吸收太阳辐射的热量，其蓄热材料(液态金属)温度可高达1000℃左右。所吸收的热量通过热交换器将水变成水蒸气推动汽轮机发电。这种转换方式称之为光-热转换。第二种是光-电转换，即利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能。太阳能电池种类较多，主要有单晶硅电池、砷化镓电池、磷化铟电池和多晶硅电池等。目前太阳能电池效率还比较低，成本也比较高。它主要用于人造卫星等宇宙飞行器作为各种仪器设备的动力。第三种是光-化学转换，即将太阳辐射直接转换成化学能。绿色植物的光合作用就是光-化学转换，但它还不能完全受人控制。因此，研究各种完全可控的光-化学转换方法也是当今世界重大的研究课题之一。近年来发现，太阳能辐射到某一光化学反应体系后，能形成动力学上稳定的光产物，使光能转化为化学能而储存起来。另外，在催化剂存在时，由太阳光直接分解水而制得氢和氧的方法也是太阳能利用较有发展前途的一条途径。发展氢能具有独特的优越性。首先，氢的原料是水，丰富。另外氢燃烧后的热值较高，1g 氢燃烧后可放出143 kJ的热量，而1g煤燃烧只有31～32kJ，1g汽油燃烧也只有48kJ。还有氢燃烧生成水，它来源于水又还原于水，是顺应自然的一种循环，不会打乱自然界的平衡。又因燃烧产物无烟尘以及其它污染物，所以氢能又是无污染的清洁能源。

虽然，地球接受太阳的总能量很大，但是由于其能量密度很低，取得单位能量的一次投资大，能量转换效率有待提高。

3．核能

原子核裂变和聚变时都放出巨大的能量。原子核能是一种比较理想的能源。

(1)核裂变能

裂变是较重的原子核在足够能量的中子轰击下分裂成较轻原子核的过程。当235U原子核发生裂变时，分裂成两个不相等的碎片和若干个中子。裂变过程相当复杂，已经发现裂变产物有35种元素，放射性核素有200种以上。下面是235U裂变中的一种方式：

[编辑本段]未来的几种新能源

波能：即海洋波浪能。这是一种取之不尽，用之不竭的无污染可再生能源。据推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来，在各国的新能源开发中，波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高，需要进一步完善，但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年，电厂的发电成本虽高于其它发电方式，但对于边远岛屿来说，可节省电力传输等投资费用。目前，美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站，且均运行良好。

可燃冰：这是一种与水结合在一起的固体化合物，它的外型与冰相似，故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态，冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算，可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。

煤层气：煤在形成过程中由于温度及压力增加，在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤，每吨煤产生68m3气；从泥炭到肥煤，每吨煤产生130m3气；从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计，地球上煤层气可达2000Tm3。

微生物：世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物发酵，可制成酒精，酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。据报道，巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆，减轻了大气污染。此外，利用微生物可制取氢气，以开辟能源的新途径。

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统计学毕业论文选题

一、内容概述

地质数据的信息化处理主要是利用计算机的快速运算功能，来实现各种数学模型的解算，达到压制干扰、突出有用信息的目的，并且对有效信息进行分析和综合。其内容包括物探方法模型的正、反演计算，化探及地质编录数据的统计分析，矿产储量的计算与统计，工程岩土力学和水力学计算，钻井（孔）设计等。此外，还包括大量日常工作的数据换算。随着以地质数据多元统计分析为基础的数学地质理论与方法迅速发展，以及矿产统计预测理论和方法的完善，已经涌现出大量的应用软件。

二、应用范围及应用实例

（一）成矿过程模拟

地质成矿过程计算机模拟也称为地质过程数学模拟或地质过程定量分析，它是近20年来在计算机地质应用领域里迅速发展着的一种仿真技术。地质工作者可以将概念模型及其相应的方法模型看作实验工具，通过改变各种条件和参数来观察它的反应，从而定量地揭示各种地质中影响因素的相互关系以及变化趋势和可能结果。

当前发展的最为迅猛的领域是石油天然气勘查领域的盆地模拟、油气成藏动力学模拟和油藏模拟，其已经进入了预测评价的实际应用阶段。所存在的主要问题是没有实现油气系统分析的信息化与定量化，缺乏油气成藏作用所依存物质空间的三维再造，未能顾及各地质作用之间的控制和反馈控制关系，难以描述油气运移聚集的非线性过程。

（二）数字油田

数字油田在经历了理论研究（1991～1999年）、探索实践（2000～2004年）、实际应用（2005年至今）等发展阶段之后，逐步演变为石油上游企业全面的信息化解决方案，并渗透到石油勘探、油藏评价、开发和生产各业务领域，对提高石油勘探开发效率和提高收率发挥了越来越大的作用（许增魁等，2012）。

数字油田是油气田企业在互联网时代信息化建设的必然结果，并且伴随着IT技术快速发展和深入应用而不断提升、完善和发展。随着物联网（国际电信联盟于2005年正式确认物联网概念）技术广泛应用，为数字地球向智能地球、智慧地球发展创造了核心技术条件。在此背景下，智能油田、智慧油田概念也相继出现。

智能油田、智慧油田是数字油田发展的高级阶段，是在数字油田基础上提出并发展出的一对姊妹概念。IBM认为，智慧油田借助先进的计算机技术、自动化技术、传感技术和专业数学模型等建立覆盖油田各业务环节的自动处理系统、模型分析系统与专家系统，是能够全面感知、自动操控、预测趋势、优化决策的油田；智慧油田借助业务模式和专家系统，能够全面感知油田动态、自动操控油田活动、预测油田变化趋势、持续优化油田管理、虚拟专家油田决策、智能管理油田。

事实上，IBM早在2005年就与挪威国家石油公司合作建设智慧油田，实现了以下主要目标：能实时无线感知地下油田运行的情况，现场“智慧”地管理，延长了油田寿命并提高了产量；将海上的油井监控和管理功能整合到岸上的岸基设施中，从而降低了成本，提高了生产效率；通过增强信息共享，加强了各业务领域之间的协作。沙特阿美石油公司（Saudi Aramco）提出了监测、优化、集成、创新4 个层次的智能油田建设方案，通过井下传感器、智能完井技术、自动化技术、数据整合、数据管理和挖掘、建模和分析以及一体化运营集成环境建设，及时掌握生产状况，提高井下作业效率，进行业务流程优化，利用远程监控与预警等手段，实现降低作业成本和提高油田油气收率的目标。

（三）钻井模拟

钻井模拟技术可为降低钻井成本和施工风险、提高钻井速度提供有力的决策支持，目前仍然是国外的研究热点，基于虚拟现实技术的钻井模拟系统是钻井模拟技术研究与应用的主导方向（孙旭等，2012）。

20世纪80年代，国外提出了开展钻井模拟研究和研制钻井模拟器的设想，美国的Amoco石油公司、Superior石油公司、Halliburton公司、加利福尼亚大学等多家公司、研究机构及院校对此进行了研究。Amoco石油公司于1983年建立了一套完整的钻井模拟系统，率先实现了钻井过程的高度模拟。1986 年，国外钻井模拟技术趋于成熟，钻井工艺流程操作训练培训模拟、钻井过程模拟、钻井技术经济评价模拟等3个主要研究方向上均形成了成熟的产品，并在钻井生产、培训等方面进行了应用，取得了可观的经济效益。

三、资料来源

孙旭，赵金海等.2012.国内外钻井模拟技术现状及展望.石油钻探技术，40（3）：54～58

许增魁，马涛等.2012.数字油田技术发展探讨.中国信息界，（225）：28～32

三维可视化技术在四川盆地油气勘探信息管理中的应用研究

统计学毕业论文选题

　毕业论文的题目是开始写作的关键，先选好题，再下笔。下面是我整理的统计学毕业论文选题，希望大家喜欢。

　统计学毕业论文选题

　1、具有预测能力的呼叫中心系统的设计与实现

　2、PVAR模型在研究经济增长与能源消费关系中的应用

　3、基于有限元的深基坑组合型围护结构可靠度分析

　4、一些带有偏序结构的完全码

　5、Stein方法在复合泊松分布近似中的应用

　6、各类分布产生的背景

　7、保险金融中的计数过程的若干渐近性

　8、高中概率教学的现状、问题及对策研究

　9、随机变量序列的极限定理

　10、Cayley树上非对称马氏链及任意相依随机变量序列强极限定理的若干研究

　11、一类混合随机序列的概率极限定理

　12、保证齿轮质量的结构和工艺措施研究

　13、道路施工机群配置和调度沥青混凝土路面机械化施工系统状态分析与技术经济评价研究

　14、高速公路服务区合理规模与布局研究

　15、基于图像区域统计特征的隐写分析技术研究

　16、统计收敛的测度理论

　17、关于φ-混合随机变量序列的矩完全收敛性的研究

　18、混合相依随机变量序列极限理论的若干结果

　19、两两NQD列的一些收敛性质

　20、电力市场环境下的电能质量评估研究

　21、本科概率论试验课程设计初探

　22、基于随机模拟试验的稳健优化设计方法研究

　23、随机变量序列部分和乘积的几乎处处中心极限定理

　24、AQSI序列的强极限定理

　25、几类相依混合随机变量列的大数律和L~r收敛性

　26、现代经济计量学建立简史

　27、任意随机变量序列的相关定理

　28、新建电气化铁路电能质量影响预测研究

　29、鞅差与相依随机变量序列部分和精确渐近性

　30、ND序列若干收敛性质的研究

　31、证券组合投资决策的均匀试验设计优化研究

　32、相依随机变量序列部分和收敛速度

　33、行为两两NQD随机变量阵列加权和的收敛性

　34、数值计算的统计确认研究与初步应用

　35、基于证据理论的足球比赛结果预测方法

　36、城市工业用地集约利用评价与潜力挖掘

　37、节理化岩体边坡稳定性研究

　38、随机变分不等式及其应用

　39、基于模糊综合评价的靶场实时光测数据质量评估

　40、基于路径的加权地域通信网可靠性研究

　41、LNQD样本近邻估计的大样本性质

　42、20CrMoH齿轮弯曲疲劳强度研究

　43、我国股票市场与宏观经济之间的协整分析

　44、一类Copula函数及其相关问题研究

　45、型**N选M中奖号码的概率分析

　46、协整理论在汽车发动机系统故障诊断中的应用

　47、2010年上海世博会会展中断风险分析和保险建议

　48、贝儿康有限公司激励设计研究

　49、云模型在系统可靠性中的应用研究

　50、离散更新模型破产概率及赤字的上下界估计

　51、输电线微风振动与疲劳寿命

　52、电器产品模糊可靠性分析中模糊可靠度的研究

　53、变分不等式及变分包含解的存在性与算法

　54、隧道测量误差控制方案的'研究

　55、塔式起重机臂架可靠性分析软件开发

　56、分布式认证跳表及其在P2P分布式存储系统中的应用

　57、房地产行业企业所得税纳税评估实证研究

　58、天然气管道断裂事故分析

　59、粗集理论及其在数据预处理过程中的应用

　60、集装箱码头后方堆场荷载统计分析和概率模型

　61、多工序制造过程计算机误差诊断控制系统

　62、实(复)值统计型测度的表示理论及其它在统计收敛上的应用

　63、应用统计教育部重点实验室程序库建设

　64、基于个体的捕食系统模型

　65、相依样本下移动平均过程的矩完全收敛

　66、基坑变形监测分析及单撑—排桩墙支护结构抗倾覆可靠度研究

　67、基于综合的交通冲突技术的城市道路交叉口安全评价方法研究

　68、暗挖地铁车站下穿对既有结构安全性影响分析

　69、随机变量阵列的强收敛性

　70、基于随机有限元的疲劳断裂可靠性研究

　71、高中数学教学概率统计部分浅析

　72、敏感问题二阶段抽样调查的统计方法及应用

　73、三大重要分布及其性质的进一步研究

　74、随机变量的统计收敛性及统计收敛在数据处理方面的应用

　75、多变量密度函数小波估计的一致中心极限定理

　76、混合Copula构造及相关性应用

　77、数学职前教师对正态分布的理解水平的研究

　78、煤矿事故系统脆性模型的建立与仿真

　79、基于贝叶斯网络的客户信用风险评估及系统设计

　80、河北北方学院学生成绩关联分析及预测

　81、房地产项目现金流管理研究

　82、高压电磁感应信号的集及处理算法的研究

　83、基于神经网络的逆变电源可靠性研究

　84、跳频序列的局部随机性与线性复杂度分析

　85、金川二矿区中段平面运输系统数据分析与模拟模型研究

　86、房地产投资风险定量评价与规避策略研究

　87、审计统计抽样技术方法研究与设计运行

　88、几种概率统计滤波法在重磁数据处理中的研究及应用

　89、模糊随机变量序列的极限定理

　90、数据挖掘的若干新方法及其在我国证券市场中应用

　91、城市道路交通流特征参数研究

　92、辽宁红沿河核电厂可能最大风暴潮的估算

　93、潜油电泵轴的可靠性分析与设计

　94、起重机金属结构极限状态法设计研究

　95、相依随机变量极限理论的若干结果

　96、局部次高斯随机序列的强极限定理

　、基于自然风险度量的农业保险定价及其财政补贴研究

　98、NA和(ρ|~)混合序列的某些收敛性质

　99、可交换随机变量序列的极限理论

　100、一类相依重尾随机序列的强极限定理及其应用

;

地质资料数据整合与服务的初步思考

唐先明1，2　曲寿利1　雷新华2

（1.中国石化石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国地质大学（北京），北京100083）

摘要 在分析目前石油领域三维可视化技术应用局限性的基础上，给出了全球三维可视化系统构建流程和数据组织管理模式。以ArcSDE作为空间数据引擎，利用Oracle 10g建立四川盆地油气勘探海量空间数据库，基于三维可视化软件平台Skyline TerraSuite，利用功能强大的三维可视化开发平台TerraDeveloper，设计、开发基于全球三维模型的油气勘探信息集成管理平台。通过集成基础地理数据库、区域地质数据库、地面工程数据库、遥感影像库、地层数据库、断层数据和测井数据，该系统不仅提供了强大的油气勘探基础数据管理、三维地形建模以及模型的可视化功能，还为专业技术人员提供了一个可视化的分析、设计平台。

关键词 四川盆地 三维可视化 三维地理信息系统 油气勘探 全球导航

Application and Research of 3D Visualization Technique to Petroleum Exploration Information Management in Sichuan Basin

TANG Xian-ming1，2，QU Shou-li1，LEI Xin-hua2

（1.Exploration ＆ Production Research lnstitute，SlNOPEC，Beijing100083；2.China University of Geosciences，Beijing100083）

Abstract Based on the analysis of the current shortcomings of 3D visualization lication in the fields of petroleum，the paper introduces the construction process and data structure of global 3D visualization system.By using ArcSDE as engine of spatial data and Oracle 10g，“Petroleum exploration geodatabase of Sichuan Basin”is established.Based on Skyline Terra Developer，the software system“3D petroleum exploration data management and integration platform based on 3D global model”is designed and established.By integrating geographical database，areal geology database，surface engineering database，remote sensing image database，stratigraphical database，fault data，logging database with 3D terrain modeling，the system realize such functions as data management for petroleum exploration，3D terrain modeling and the visualization of 3D geological model.It is a visualization platform that assists the design and analysis for the geologists and the technologists.

Key words Sichuan basin 3D visualization 3D geographic information system petroleum explorationglobal nigation

随着计算机图形图像软硬件技术的迅猛发展，三维地形可视化技术在越来越多的领域得到了广泛的应用，构建一个为多种专业人员提供共同工作、研究与交流的三维实时交互的虚拟全球地理环境逐渐由梦想成为现实。三维可视化技术在石油工业中已得到高度重视和普及应用，它充分利用了三维地震信息和地震属性，以人们易于感知的三维图形对各种复杂数据场和数据关系进行描述。

油气勘探是通过用不同的技术手段集各种野外原始地质资料，并经处理、解释形成成果资料，进而用各种科学方法进行盆地评价、圈闭评价和油气储藏评价，开展勘探规划部署、井位设计和地质综合研究工作，完成勘探科研和生产任务。在油气勘探过程中，各油田企业积累了海量的、异构的、多源的地理数据、勘探基础数据和成果数据，这些信息的综合应用对指导油田生产具有很重要的意义。利用三维GIS技术，基于“数字地球”将地表地理信息与地下地质信息一体化管理，构建一个分析、决策、规划及实施油气勘探开发研究的三维实时交互共享工作平台，能够有效地评估潜在的石油，及时、准确、直观地定位油气的空间分布及其特征，正确有效地开展部署勘探开发工作。

1 三维可视化技术的应用现状

迄今为止，三维地形的可视化技术分为两种，一种是面绘制技术，另一种是体绘制技术。在地质研究工作中，主要是用体绘制技术。三维地学模拟主要包括两大部分内容，即三维地质建模和可视化，其中前者是后者的基础，后者是前者的表现［1］。目前，在三维地震数据的可视化方面，已有多种成熟的商业软件系统推出，国外的有 EarthCube，Geoviz，gOcad，VoleGeo等，国内的有石油物探局的3DV和双狐公司的三维地震微机解释系统等。这些软件涉及地质建模、地震勘探、开评估、矿床模拟、规划设计和生产管理等领域，在功能上各有千秋，很难说哪一个更先进［2，3］。但是，它们主要是面向地质领域的专用系统，基于局部区域而非全球区域，对海量基础地理数据与遥感影像数据等的支持也较弱。基于这种情况，本文用面向对象的程序开发语言Visual C＃，基于优秀的国外三维可视化软件平台Skyline，设计并开发基于全球三维模型的空间数据管理平台，集成管理四川盆地区域内海量的、异构的、多源、多尺度的基础地理数据、油气勘探基础数据和成果数据、遥感影像，实现流畅的油气勘探的三维地形展示和地质分析。

2 系统开发技术背景与基本流程

随着地学应用的深入，人们越来越多地要求基于全球角度和真三维空间来认知世界和处理问题。但三维空间是复杂的，包含的信息是海量的，需要集成三维可视化与三维空间对象管理功能，同时由于三维应用的巨大差异，必须用开放体系结构，实现用户定制功能。基于这种认识，Skyline TerraSuite在提供一般三维空间数据模型及其管理功能的基础上，允许针对特定应用领域动态扩展建模及分析功能插件，以适应特定的三维应用。整个TerraSuite软件体系如图1所示。

系统的实现分为4部分：地球三维场景构建、中心数据库建立、定制三维可视化环境和场景驱动与应用定制。

图1 Skyline TerraSuite软件体系

2.1 地球三维场景构建

场景构建是将要模拟的场景和对象通过数学方法表达成存储在计算机内的三维图形对象的集合。场景构建分为以下步骤：

（1）DEM数据集：收集工作区的各级比例尺等高线数据或各种分辨率的航空航天遥感影像立体像对，建立地域的数字高程模型（DEM）。

（2）DOM数据生成：利用地面控制点和DEM数据，对工作区的低、中、高分辨率遥感影像进行严密的精纠正后生成数字正射影像图（DOM）。

（3）DLG数据集：收集工作区的各级比例尺地形图、野外数据集，建立工作区的各级比例尺线划图（DLG）。

（4）GIS数据转换：将数据集阶段获得的DLG数据通过GIS工具转换为TerraBuilder能够接受的数据格式。

（5）数据建模：对一些油田地面建筑物、地标、油井或其他油田设备在3D MAX或MultiGen或TerraBuilder中进行建模。

（6）地球三维场景构建：将以上各种数据，导入到TerraBuilder中，创建一个现实影像的、地理的、精确的地球三维模型（MPT文件）。

2.2 中心数据库建立

基于全球三维模型的油气勘探信息集成管理平台是一个高度集成的应用系统，系统建设过程中必须充分考虑系统涉及的多专业图形、属性、影像、文字资料数据的一体化集成、系统数据库与系统软件功能的集成以及系统与网络环境的集成等关键问题。为实现功能的集成与扩展，考虑石油勘探开发数据的区域性、多维性、时序性、海量和异构的特点，拟用大型商用关系数据库Oracle10g和空间数据引擎ArcSDE集中管理这些海量数据，建立数据中心，易于解决数据共享、网络化集成、并发控制、跨平台运行及数据安全恢复机制等方面的难题。

2.3 定制三维可视化环境

在全球三维场景的基础上，可以叠加自己关心的专题信息，通过与数据库的接口，还能集成中心数据库存放的地表、地下多维、动态空间信息，从而创建一个令人激动的交互式三维可视化环境，来突出一个地区的特征，显示其功能、相互关系以及从一个独特的视点展示该地区。

2.4 场景驱动与应用定制

（1）三维可视化程序：通过API接口直接调用所建立的三维可视化环境，也可以根据三维场景的参数生成实时场景，动态加载图层，有助于对空间数据相互关系的直观理解。

（2）三维空间查询与交互：直接在三维可视化环境下，对存放在中心数据库的各种数据和场景实体提供交互式查询等操作，以提供一个动态的环境，为进一步空间决策服务。

（3）应用定制：利用TerraDeveloper软件开发包提供的各种ActiveX控件，可以构建自己的面向三维的应用程序，实现与其他系统的应用集成［4］。

3 系统总体设计

3.1 系统体系结构

根据系统的功能需求，系统在技术上要求具有业务变化的适应性、高度的安全性和大容量数据存储处理等特点，因而在系统的技术框架中用了3 层B（C）/AS/DS结构。与此同时，考虑到系统与其他专业系统之间的集成，拟用基于SOA（面向服务架构）和Web Services（Web服务）技术的应用集成技术，构建基于“数字地球”的地表地理信息与地下地质信息一体化管理服务平台。整个系统的体系结构如图2所示。

3.2 系统数据的组织形式

系统数据的组织形式是可视化系统的关键，其优劣将直接影响到场景绘制的效率。在基于全球三维模型的空间数据管理平台中，主要包括3部分数据：①场景数据，即场景环境包含的地形信息，通过影像处理而成，包含在.mpt文件中；②对象图形数据，即油气勘探对象图形信息，是由3D MAX等三维图像处理软件处理而成的三维模型；③对象属性数据，即油气勘探属息。所有关于对象的信息包含在.fly文件中，用基于层（Layer）的面向对象的场景数据组织形式。目前，系统集成的四川盆地区域的数据层主要有：

（1）DLG——数字线划图：全区不同比例尺土地覆盖状况、植被、道路、水系、居民地等图层。

图2 基于全球三维模型的油气勘探数据管理平台系统结构

（2）DEM——数字高程模型：全区不同比例尺数字高程模型数据。

（3）DOM——数字正射影像：全区不同比例尺、不同分辨率的彩色正射影像。

（4）DRG——数字栅格图：全区不同比例尺地形图栅格数据。

（5）全国地名数据。

（6）1：200000地质图。

（7）勘探基础数据：测网、矿井、三维探区。

（8）勘探成果数据：地震异常、一类进积、二类进积、礁体、生物礁、滩和相带等。

（9）构造数据：断层、等值线等（宣汉、通南巴）。

（10）井位数据。

（11）地面工程数据：天然气管道、道路。

3.3 系统功能模块

基于全球三维模型的油气勘探信息管理与集成系统分为石油勘探数据管理、三维基本操作、三维GIS导航查询、三维分析等模块。系统主界面如图3所示。

各个模块的具体功能如下：

（1）石油勘探数据管理：系统利用GIS技术、XML技术、空间数据库等技术对多尺度基础地理信息、勘探基础数据和成果数据、多分辨率遥感影像、各种图表和文字报告等地表地下信息进行一体化的存储和管理。实现了对地理底图、油气地质勘查所获取的资料和成果的录（导）入、转换、编辑及查询等功能。另外，系统还提供了目标实体超链接及关联服务，如与钻孔相关的试验表类属性数据与图形数据的关联存储管理功能，提供与钻孔相关的各种基本信息及试验结果等属息的查询等功能。

图3 基于全球三维模型的油气勘探数据管理平台系统界面

（2）三维基本操作功能：在全球三维场景中，实现以下功能：

放大、缩小、平移、旋转等三维基本功能；

选择对象、使物体居中、环绕浏览对象；

飞行或者跳转到指定对象；

获得场景中任何一点的经纬度坐标和高程值；

场景的点对象、线对象，可以实现不依赖试图比例缩放；

提供场景的快照和打印输出功能。

（3）三维GIS导航查询：在全球坐标系统上实现基础地理信息、地质数据及勘探数据的立体定位导航分析。

全球任意点定位和导航；

二维三维联动功能；

测距、求积、高程和剖面生成；

地表实体三维建模及多种属性管理；

可定制飞行路径和视角的三维浏览功能。可自己制定飞行的路线或选择预定义飞行路线进行三维飞行（图4）。

（4）三维分析功能：

图4 基于全球三维模型的油气勘探数据管理平台设置飞行路径

测量功能：测量距离（水平、垂直和随地形起伏3种方式）、面积；

区域对象选择：可以进行多边形框选进行对象选择，并可获得选中区域内的对象集，可统计区域内的实体数并形成分类列表；

剖面观察：对所选地区场景进行剖面观察，可分析出地表起伏状况；

等高线绘制：用矩形框选出指定范围，可以显示出该范围等高线示意图，并可随意设定等高线显示方式；

最佳路径分析：根据给定的参数，如放样间隔、上升的最大坡度、下降的最大坡度、允许的放样宽度等信息，依据地形的走势，自动解算出最佳的放样线路；

视线分析：根据地面拾取两点系统可以自动计算两点间的通视情况；

视域分析：在场景中任选一点和视角范围可以进行视域可见分析；

空间分析：突发的地点，选择一定半径，利用分析工具可以作出整个目标点的空间范围，以提供决策。

4 系统应用扩展

基于全球三维模型的油气勘探信息管理与集成系统由于用了组件技术、基于SOA（面向服务架构）和Web Services（Web服务）等技术，不仅提供了强大的地表与地下油气勘探信息数据管理、三维建模与模型的可视化、全球定位导航等功能，还可以进行系统扩展和专业系统集成，实现油气勘探开发的深度应用，如野外地质踏勘路径优选和工作安排、地震资料集观测系统设计和优化、探井地面井场位置优选及工程测算、开发井位部署规划及钻前工程分析、油气集输地面工程设计及方案优化、目标区块水电路讯规划设计及优化、全球定位系统集成和油田现场服务等。

5 结论

三维可视化技术在国内、外已经趋于成熟，但基于全球三维模型的三维地理信息系统（GIS）刚刚起步，尤其是缺少针对地表与地下油气勘探信息三维一体化管理的经典模式和成熟经验。本文基于Skyline TerraDeveloper所设计、开发的全球三维油气勘探信息管理与集成系统，就是一个成功的实践，重点研究了虚拟现实环境下交互式地表地下油气勘探信息管理系统，给出了一种交互式虚拟现实全球导航平台的系统构成方案和原型系统。整个系统可靠性好、易于移植、便于维护，并具有很强的空间分析功能。结合三维地质建模及可视化系统的研究现状、相关技术的发展走向以及实际工程实践的应用需求，笔者认为，需要进一步探索、研究并解决以下问题：

（1）研究并实现现有的基于全球三维模型的空间数据集成管理平台的地上和地下三维一体化无缝集成与可视化功能。

（2）不断丰富与其他地震三维分析软件的接口。

（3）研究并开发基于VRML/X3D技术的网络三维可视化系统，能够为社会大众、专业技术人员和地质科学家提供更加普遍的支持和服务奠定基础。

参考文献

［1］Simon W Houlding.3D Geoscience Modeling：Computer Techniques for Geological Characterization［M］.Berlin：Springer-Verlag，1994.

［2］朱良峰，潘信，吴信才.三维地质建模及可视化系统的设计与开发［J］.岩土力学，2006，27（5）：828～832.

［3］姜素华，庄博，刘玉琴等.三维可视化技术在地震资料解释中的应用［J］.中国海洋大学学报（自然科学版），2004，34（1）：147～152.

［4］Skyline Software System Inc.TerraDeveloper paper［EB/OL］.［2007-6-1］://.skylinesoft/.

张梅芬

（青海省国土博物馆，西宁810001）

摘要 在对青海省地质资料数据现状进行综合分析研究的基础上，从地质资料数据的收集、规划编写、标准的制定、信息服务与管理和技术支撑等几个方面，提出青海省地质资料数据整合的思路。

关键词 地质资料数据；整合；服务；技术支撑

目前，青海省馆藏的成果地质资料5000种，大量原始地质资料、实物地质资料及各类地质资料数据库分散在各地勘单位及各不同的管理部门等，缺乏对这些地质资料数据的整体管理和再利用，难以做到地质资料数据信息的全社会共享，更不能充分发挥地质资料数据信息的潜在效益。因此，对青海省地质资料数据进行整合，统一管理并统筹开发这些宝贵的数据信息，避免各类地质资料数据的重复投资和重复建设，提高地质资料数据的社会化服务水平已迫在眉睫。

1 地质资料数据库完成的现状

青海省已经建成的数据库中，图形数据库除外，数据库类型大部分是用桌面数据库Access建立的数据表，这种数据库在可扩缩性、速度以及灵活性、安全性上都有局限性；跟不上计算机技术、数据库技术发展、地学综合研究和服务的需要。

1991年至2006年，我省完成了1：250 万数字地质图数据库、1：100万区域重力调查数据库、1：100万航空磁测数据库、1：50万航磁数据库、1：50万数字地质图空间数据库、1：20万地质图空间数据库、1：20万区域化探数据库、1：20万区域重力调查数据库、1：20万航空磁测数据库、1：20万自然重砂数据库、1：5万地质图空间数据库51幅、青海省大中型矿产地数据库、二轮区划数据库、青海省同位素数据库、青海省工作程度数据库、成果地质资料目录数据库、青海省矿床（点）管理数据库、青海省矿业权管理数据库等。

正在建设中的有青海省地质矿产勘查项目管理数据库、青海省矿产潜力评价数据库、原始地质资料目录数据库、实物地质资料目录数据库、地下水动态管理地质资料数据库、环境地质调查数据库等。

2 地质资料数据整合的内容

地质资料数据整合的内容主要是各种地学类数据库及资料，包括已经建成和正在建设中的各类数据库。在青海省主要涉及10个地质专业方面的数据和数据库：①区域地质调查、②矿产勘查、③地球物理勘查、④地球化学勘查、⑤遥感地质调查、⑥水文地质调查、⑦工程地质调查、⑧环境地质调查、⑨测绘、⑩石油、天然气勘查。

由于地质资料数据的特殊性和复杂性，具有多源、多类、多维、多量和多主题的特点。所以只有把各专业的数据结合与集成起来，才能更有效地对数据进行集、存储、管理和处理，才能更好地跨专业间的综合分析以及二次开发，各专业资料的相互比较、论证和应用。已经建好数据库的资料，关联后可以直接调用；对还没有入库的资料，可以新建数据库结构。从现在开始，建立数据库要为以后的数据库预留可扩展空间。

整合过程中可能存在的问题，例如：①把青海省区调综合地质大队建设的《青海省大中型矿产地数据库》与青海省国土规划研究院建设的《二轮区划数据库》整合起来，最直接的问题是怎样协调才能把数据库集中到一起，统一整合、统一管理。②由于各项目运作期间执行的标准、编图体系不一样，1：20万、1：50万地质图数据库中本身存在的问题就多，对同一处地层的界线不一致、地层代码不一致等问题。

因此，研究制订一系列可操作的政策法规、制度标准，编制整合规划，设计总体框架，制订工作方案，为数据整合提供政策依据和技术支撑等以成为当务之急。

3 地质资料数据整合步骤

3.1 整合分析

按照统一的标准，对各类地质资料数据进行统筹规划，以需求为导向，以应用为目标，全面整合数据。规划是龙头，是纲领性文件，还应具有前瞻性和长期有效性。数据整合规划要充分了解地质资料管理现状，研究社会需求，摸清家底，编制出一套科学合理、可操作性强的整合规划是至关重要的。

用成熟、实用、性价比较高的数据库、软件、硬件平台支撑体系，以主流大型关系型数据库和简单易用的中小型数据库管理系统组合作为数据信息整合平台；尽量利用现有的基础软件和应用软件，以现有的数据量、数据内容和应用需求出发，搭建稳定高速的网络支撑环境，符合未来科技和数据中心的发展趋势，确保在未来若干年内持续稳定发展。当前，空间信息网格（SIG）技术在分布式数据一体化管理与发布领域取得了初步的成效，在此基础上进行真正意义上的地质资料数据整合与服务，实现大多数地质资料数据的一体化管理。

随着互联网技术的广泛应用和发展，数据库技术也随着有了较高的进步，从PC机的桌面数据库软件到可编程的关系型、网络型数据库，数据库已不再是独立的数据库，必须和服务器、internet紧密结合在一起，才能发挥更大的作用。根据青海省地质资料信息数据量大、专业面广、安全性要求较高的特点，选择Access或Excel来录入属性卡片、Microsoft SQL Server2005数据库软件为建库平台。

3.2 整合设计

在SQL Server2005中，把每一个专业设计成一个子库，现有的数据库表可以直接调用。最后通过编程，设计出一套管理软件。这样，每一个专业的数据库既能相互独立，又相互关联，做到在一个管理软件中，对所有地质资料数据和图形的查询、下载利用。

而每一个独立的子库应包括全部的信息：原始数据、文字、不同比例尺和格式的图形、图像、多媒体等格式（图1）。如涉及保密资料时，库里不输入为空。

4 整合的标准化和规范化

4.1 标准化

要整合海量、异构、类型复杂的地质资料数据，需要熟悉标准、信息和专业技术的人员团结协作，建立一套科学、完善的标准化体系。不仅要实现数据标准化，还要实现管理标准化和服务标准化，其中管理标准化包括行政管理、业务管理和技术支撑。还要针对不同的网络环境，建立多层次的技术支撑体系。

通过制定标准规范和建立数据整合平台，规范入库当前地质资料数据，定期入库历史数据，实现现有各类数据的查询检索、汇总统计、增删改、内容浏览和报表输出等功能，随时更新入库新汇交的电子文档和各类动态数据信息，达到数据的稳定性和可扩展性。

图1 地质资料整合系统设计图

4.2 规范化

信息的效能和生命，就在于它能准确和真实地反映客观事物及其运动变化的特征和差异。信息管理要使信息服务于社会，发挥其“”作用，就必须要求整个信息运动过程，即从信源选择到信息的收集、处理、贮存、管理、传递、利用乃至反馈，都是严谨和规范，要求文档用标准化和规范化的格式、术语、图形和图表，保证数据和信息的完整性、一致性。建立数据标准化体系，规范数据模型，尤其注意各数据之间的有机联系和信息交流，并且努力防止内部数据的重复存贮和处理。

5 制定整合需求目的和服务

5.1 以用户需求为目的

通过需求调研分析，可以设计入库数据种类和数据内容，并保证各数据之间相互关联，以便根据不同的需求提供不同的数据信息。如野外地质工作人员最需要某个区域的地质背景和具体资料信息，能够快速查找并提供前人的地质报告、工作程度和相关资料图件即可；地质科研人员需要某些特定的资料数据，侧重于原始数据、特定范围如矿种等综合信息，需要从一个高效率的平台来快速查找汇总所需要的资料信息；机构属于宏观决策者，主要需求是查询统计信息、图表等信息；商业性地质勘查则需要了解某个地区的基础地质、矿产开发利用等情况。因此，建立科学可靠的数据整合平台，按照统一的模式实现大部分已知需求，并对未知需求预留超前接口。

5.2 提供更有效的地质资料数据信息服务

由于地质资料数据具有不同的保密级别，提供信息服务时要做到合理分级、分类，对不同用户提供不同层次的服务。因此，通过数据整合，建立地质资料数据综合管理系统，使社会各界方便地通过网络查找自己感兴趣的地质资料数据，并且通过在线阅览、下载和网上订购等方式取得自己想要的结果，同时实现自身的滚动式发展，是数据整合的最终目标和发展方向。

6 结束语

充分利用现代信息技术，研制高起点、易操作、功能强、切实可行的数据整合平台，尽可能完整覆盖纸介质、实物地质资料和电子介质资料数据，实现历史数据、当前数据和未来数据的一体化动态海量数据管理，以实现数据产品加工简单化、信息发布与网络化服务，最大限度地方便数据管理人员和各界用户的利用，真正发挥地质资料社会效益和经济效益。