Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Технология импорта геолого-геофизических данных в интерпретационные программные комплексы

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ванярхо, Максим Андреевич

Введение.

Глава I. Интерпретационные программные комплексы и Геоинформсистемы.

1.1 Современные компьютерные технологии в разведочной геофизике.

1.2 Интерпретационные программные комплексы.

1.3 Описание проблемы импорта.

Глава II. Методы решения проблемы импорта геолого-геофизических данных в ИПК и ГИС.

2.1 Приёмы импорта информации первого класса.

2.2 Приёмы импорта информации второго класса.

2.3 Сравнение методов первого и второго классов.

2.4 Метод выделения моделей форматов.

2.4.1 Общее понятие о методе.

2.4.2 Формализация метода.

Глава Ш. Технология импорта геолого-геофизических данных в интерпретационные программные комплексы.

3.1 Принципы создания технологии.

3.2 Реализация технологии импорта в DV-SeisGeo.

3.2.1 Импорт 3D сейсмических данных.

3.2.2 Импорт 2D сейсмических данных.

3.2.3 Импорт сейсмических горизонтов.

3.2.4 Импорт инклинометрии скважин.

3.2.5 Импорт скважинных атрибутов.

3.2.6 Импорт каротажных кривых.

3.2.7 Импорт результатов интерпретации данных

3.2.8 Импорт маркеров отметок пластов.

3.2.9 Импорт промысловых данных по скважинам.

3.2.10Импорт геологических и гидродинамических кубов.

3.3 Инструментальные средства технологии импорта DV-SeisGeo.

3.4 Средства контроля качества.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Технология импорта геолого-геофизических данных в интерпретационные программные комплексы"

Актуальность темы.

Для создания и поддержки высококачественных цифровых трёхмерных структурированных параметрических моделей залежей необходима комплексная интерпретация большого количества различных геолого-геофизических параметров, например, таких, как данные сейсморазведки, скважинные данные, геологические и петрофизические.

В современной российской геофизике сложилась ситуация, когда в производственном процессе участвует различное программное обеспечение и данные между программными продуктами передаются в неунифицированных форматах, что требует постоянной подготовки этих данных для загрузки в очередной программный комплекс, что, в свою очередь, помимо прочих нежелательных явлений (например, потеря или искажение части информации) существенно замедляет общий производственный процесс.

Интерпретационные программные комплексы, работающие с большим количеством геолого-геофизических параметров, вынуждены "понимать" различные форматы каждого параметра, однако количество различных форматов очень велико и постоянно появляются новые форматы, а также модификации старых форматов.

Проблема импорта геолого-геофизических данных возникает ввиду того обстоятельства, что за редким исключением не 6 существует строгих общепринятых стандартов представления данных. Поэтому организации, работающие в газо-нефтяной области, используют, в основном, различные, как правило, удобные для себя форматы.

При этом, в настоящее время по ряду причин силами одной организации нет возможности убедить геологическую и геофизическую общественность строго придерживаться существующих унифицированных форматов или использовать национальные геоинформсистемы на основе банков данных.

В связи с такой сложившейся ситуацией актуальным становится создание компьютерной технологии импорта геолого-геофизической информации, которая бы минимизировала время, затрачиваемое на загрузку разноформатных данных.

К необходимости решения этой проблемы в разное время приходили многие исследователи. Существенный вклад в её решение внесли В. В. Ломтадзе, М. Г. Суханов, JT. Е. Чесалов и ряд других исследователей.

Цели и задачи.

Цель работы заключается в создании компьютерной технологии импорта геолого-геофизической информации в интерпретационные програмные кмплексы (ИГЖ), которая бы эффективно осуществляла загрузку данных, представленных в различных форматах.

Достижение указанной цели связано с решением следующих основных задач: 7

1. Определение основных принципов построения, структуры и функционального наполнения системы импорта геолого-геофизической информации в ИПК.

2. Разработка программных средств, направленных на импорт объектов информации, представленных в стандартных форматах.

3. Разработка программных средств, способных минимизировать время, затрачиваемое на получение данных из некоторого, ранее неизвестного хранилища информации.

4. Контроль качества импортируемой геолого-геофизической информации.

5. Создание рабочей версии технологии для конкретного ИПК и апробация её на реальных данных.

Научная новизна.

В процессе выполнения работы получены результаты, обладающие научной новизной:

1. Определены основные принципы построения системы импорта геолого-геофизической информации в ИПК, позволяющие эффективно осуществлять загрузку данных, представленных в различных форматах.

2. Предложен новый метод решения проблемы импорта -метод выделения моделей форматов.

3. Построены модели форматов для ряда объектов информации. 8

Защищаемые положения.

1. Сформулирована проблема импорта геолого-геофизических данных в интерпретационные программные комплексы, состоящая в том, что, как правило, ИПК могут работать с ограниченным набором форматов, тогда как реальные производственные нужды требуют от программы гибкой её адаптации под другие форматы данных, выходящие из первоначального ограниченного набора.

2. Реализованный метод выделения моделей форматов при загрузке данных в неизвестном для ИПК формате в большинстве случаев позволяет избежать дополнительного программирования, что существенно ускоряет общий производственный процесс.

3. Созданная технология импорта геолого-геофизических данных в интерпретационные программные комплексы позволяет эффективно осуществлять загрузку данных, представленных в различных форматах, учитывая массовость данных.

Практическая значимость.

Практическая значимость работы заключается в ускорении общего производственного процесса построения модели геологического объекта за счёт сокращения временных затрат на подготовку данных к импорту в ИПК. 9

Реализация и апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на кафедре ядерно-радиометрических методов и геофизической информатики Московского Государственного Геолого-Разведочного Университета (2001 - 2002 г.г.), на международной конференции ЕАГО в г. Новосибирске, 2001г., на молодёжной секции конференции «Геомодель 2002» в г. Москве.

Приведённые в диссертации разработки используются в ОАО Центральной Геофизеческой Экспедиции (ЦГЭ) в составе интерпретационного программного комплекса DV-SeisGeo.

Публикации и личный вклад в решение проблемы.

Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях, выполненных автором. Также надо заметить, что некоторые механизмы предложенной технологии импорта являются частями общей идеологической структуры интерпретационного программного комплекса DV-SeisGeo, автором программной реализации которого является A.JI. Фёдоров.

По результатам выполненных исследований опубликавано 3 печатные работы.

Объём и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав и заключения и содержит 80 страницы машинописного текста, 10 рисунков. Список литературы включает 49 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Ванярхо, Максим Андреевич

Основные результаты исследований можно сформулировать следующим образом:

1. В результате обзора проблем импорта и анализа методов решения этих проблем проведена классификация методов импорта.

2. Предложен новый метод решения проблемы импорта -метод выделения моделей форматов.

3. Сформулированны основные требования к технологии импорта геолого-геофизических данных и принципы создания технологии импорта геолого-геофизических данных, ключевым звеном которой является метод выделения моделей форматов.

74

4. Построенны модели форматов для следующих объектов информации: 3D и 2D сейсмоданные, сейсмические горизонты, инклинометрия скважин, скважинные атрибуты, промысловые данные по скважинам, маркеры отметок пластов, геологические карты.

5. Предложенная технология реализованна в интерпретационном программном комплексе DV-SeisGeo, и с её помощью были загружены реальные геолого-геофизические данные компании ОАО ЦГЭ, ассоциированные с различными местораждениями (более десяти) углеводородов России, а также других стран, представленные в различных, в том числе и нестандартных форматах.

При этом "первая часть" (примерно половина) данных послужила "материалом" для наращивания количества и усовершенствования качества моделей форматов. При импорте "второй части" данных не понадобилось прибегать к дополнительному программированию, так как информацию представленную в нестандартных форматах удавалось загрузить при помощи моделей форматов. Поскольку "первая часть" данных со "второй частью" не была никак связанна, ввиду того, что использовались данные из самых разных источников (из разных стран, от разных производственных компаний, т.е. были получены с помощью различного программного обеспечения), то предложенная технология импорта, основанная на методе выделения моделей форматов, решает основную проблему импорта, а именно: позволяет адаптироваться под заранее неизвестные форматы данных за незначительное время.

Заключение

В заключении сформулированны основные результаты проведённых исследований и обсуждаются перспективы их использования.

В современной российской разведочной геофизике сложилась ситуация, когда в научно-производственном процессе участвуют различные программные продукты, между которыми постоянно происходит обмен потоками данных. При этом, силами одной организации нет возможности убедить геологическую и геофизическую общественность строго придерживаться унифицированных форматов или использовать национальные ГеоИнформСистемы на основе банков данных. Однако существуют многие пакеты программ, способные предложить сервис, покрывающий всю технологическую цепочку, но, поскольку в одном пакете одна процедура реализована "лучше", а в другом -другая (и подобная оценка скорее зависит от "вкусов" и привычек геофизиков, чем от объективного положения вещей), то также невозможна ситуация, когда вышеупомянутая общественность стала бы пользоваться одним программным продуктом.

В описанной ситуации предлагаемая технология импорта геолого-геофизических данных, ключевым звеном которой является метод выделения форматов, может стать связующим элементом между различными программными средствами.

Надо заметить, что в настоящее время имеется тенденция использования национальных ГеоИнформСистем и Банков данных. Вообще, по мнению автора, рано или поздно геологические и

73 геофизические организации перейдут на использование подобных систем. В этом случае проблема обмена данными перестанет существовать.

В связи с вышеизложенным перспективы использования предложенной технологии таковы, что, если примут общий стандарт хранения и (или) доступа геолого-геофизических данных, то к этому стандарту (будь-то какие-то унифицированные форматы или единые банки данных) можно будет сразу приводить данные, появившиеся после принятия этого стандарта, и старые аналоговые данные можно будет отцифровывать с учётом этого стандарта. Огромное количество разнородных, разрозненных и разноформатных цифровых данных, появившихся с наступлением компьютерной эпохи в геофизике, придётся преобразовывать к общему стандарту. На этом этапе рационально будет использовать описанную технологию.

Таким образом, в результате проведённых исследований была разработана компьютерная технология импорта геолого-геофизических данных в интерпретационные программные комплексы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ванярхо, Максим Андреевич, Москва

1. Бадалов А.В. Программы интерпретации и визуализации сейсмических данных. // Геофизика. М.: 1998. -№1 -С. 103 -106

2. Бахмутский M.JL, Ванярхо М.А. Применение wavelet-преобразования для решения обратной задачи для параболического уравнения при помощи динамической визуализации.// В сб. тезисов IV международной конференции "Новое в науках о земле".- М.: 1999

3. Боксерман А.А., Динариев О.Ю. Динамическая визуализация гидродинамических процессов при разработке месторождений жидких углеводородов. // Геофизика. М.: 1998. -№1 -С. 107 -110

4. Геоинформационная система ПАРК, краткие сведения. М.: Ланэко, 1999 Парк.

5. ГИС-технологии в геологическом изучении недр. Сб. статей под ред. Черемисиной Е.Н.- М.: ВНИИгеосистем. 1996

6. Громов А.И., Каменкова М.С., Старыгин А.Н. Создание корпоративного электронного архива и реорганизация бизнес-процедур компании.- М.: Системы управления базами данных. 1996.- №2

7. Жемжурова З.Н., Кашик А.С. Комплексный анализ параметров разработки месторождения с применением средств DV. // Геофизика. -М.: 1998. -№1 -С.111 116

8. Золотухин П.И. Адаптируемые приложения: ActiveX Scripting vs.VBA // Программист. М.: Молодая гвардия, 2001. - № 9. - С. 41-46.

9. Кашик А.С. Изучение многомерных многопараметровых пространств на ЭВМ. Их формирование и представление методами динамической визуализации (философия и идеология)// Геофизика. М.: 1998. -№1 -С.84 - 95 ЗОлет.

10. Кашик А.С., Фёдоров A.JL, Голосов С.В. Общие средства динамической визуализации. //Геофизика. М.: 1998. -№1 -С.96 - 102

11. DV-SeisGeo руководство пользователя. Сост. Кирилов С.А. 2001

12. Кошкарёв А.В., Сорокин А.Д. Форматы и стандарты цифровой пространственной информации. //М.: ГИС-обозрение, 199677

13. Кривцов А.И., Беневольский Б.И., Минаков В.И. Национальная минерально-сырьевая база (Введение в проблему).- М.: ЦНИГРИ, 2000

14. Кузнецов O.JI. Никитин А.А. Геоинформатика. М.: Недра, 1992Никитин.

15. Кузнецов О.Л., Черемисина Е.Н. Интегрированный системный анализ многоуровневой разнородной геоинформации. // В кн.: Труды МГК. Пекин, 1996

16. Ломтадзе В.В. Принципы организации автоматезированной системы обработки геофизических данных. // Прикладная геофизика. 1973. вып. 72 - с. 183-188

17. Ломтадзе В.В. Программное и информационное обеспечение геофизических исследований. -М.: Недра, 1993 Лом.

18. Ломтадзе В.В. Программное обеспечение обработки геофизических данных. Л.: Недра, 1982

19. Ломтадзе В.В., Шишкина Л.П., Борадаченко В.В. Концепция файловых баз данных (ФБД) и ФОРТРАН-ФБД. // Программное обеспечение геофизических исследований, вып.1. М.: 1986

20. Лореттов В.В., Захарова Н.В. Информационные ресурсыгеологических фондов в составе ГБЦГИ. // М.: Разведка и охрана недр, 1995, №4

21. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М.: Мир, 1980

22. Марченко В.В. Человеко-машинные методы геологического прогнозирования. // М.: Недра, 1988

23. Никитин А.А. Комплексная интерпретация геофизических полей при изучении глубинного строения Земли.- Геофизика. М.: ЕАГО, 1997, № 478

24. Никитин А.А. Статистическая теория адаптивного выделения слабоконтрастных объектов в геофизических полях. Разведка и охрана недр, 1991, № 2

25. Никитин А.А. Теоретические основы обработки геофизической информации. М.: Недра, 1986

26. Никитин А.А., Петров А.В. Классификация комплексных геополей на однородные области.- Изв. ВУЗов: Геология и разведка, 1989, №3

27. Общее программное обеспечение геолого-геофизических исследований. // Ломтадзе В.В., Шишкина Л.П., Анчелевич Е.Л. и др.- Алгоритмы и программы. М.: ВИЭМС, 1987. Вып. 3

28. Петров А.В. Трусов А.А. Компьютерная технология статистического и спектрально-корреляционного анализа трёхмерной геоинформации Коскад 3D // Геофизика. - М.: 2000. - № 4. - С. 29-33. Петров.

29. Система интерпретации данных сейсморазведки СОД-С/ Арботский С.М., Ломтадзе В.В., Антонова А.Н. и др. -Алгоритмы и программы. -М.: ВИЭМС, 1989. Вып. 2

30. Создание государственных геологических карт на базе ГИС Интегро. М.: ВНИИгеосистем, 2001 Интегро.

31. Сорокин А.Д., Мерзлякова И.А. Проблемы обмена пространственной информацией; зарубежный и отечественный опыт. // М.: ГИС-обозрение, лето-96, 1996

32. Страуструп Б. Язык программирования С-н-(третье издание).-М.: Бином.- 1999

33. Суханов М.Г., Чесалов Л.Е. Интеграция, преобразование и совместное использование данных различных форматов при построении ГИС на основе Интернет/Интранет. // сб. тезисов79

34. Третьей учебно-практической конференции "Проблемы ввода и обновления пространственной информации". М.1998. ч.1.

35. Технология создания и использования баз геофизических данных.- Ломтадзе В.В., Шаталов Г.Г., Бородаченко В.В. и др. -Алгоритмы и программы. М.: ВИЭМС, 1988. Вып. 1

36. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных: в 2-х кн. Пер. с англ.- М.: Мир, 1985

37. Требования к цифровым моделям карт и технология их подготовки для передачи в ТИС INTEGRO. Сост. Чесалов JI.E., Любимова А.В., Суханов М.В. и др. М.: ВНИИгеосистем, 1999

38. Финкелыптейн М.Я., Чесалов Л.Е. Компьютерные технологии в геологическом картопостроении. М., Геоинформатика, 2001, № 3, с. 81

39. Фролов А.В., Фролов Г.В. Программирование для Windows NT (БСП, том 26,27).- М.: Диалог-МИФИ. 1996

40. Черемисина Е.Н. Методические и технологические аспекты развития ГИС INTEGRO с использованием алгоритмов динамического распознавания. М., Геоинформатика, 2001, № 3, с. 75.

41. Черемисина Е.Н., Митракова О.В., Финкелыптейн М.Я. ГИС INTEGRO инструмент постановки и решения природопользовательских задач. ГИС-ассоциация, информационный бюллетень, 1998, №3

42. Черемисина Е.Н., Митракова О.В., Чесалов Л.Е., Андреев B.C. Компьютерная технология создания геологических карт России. ГИС-обозрение, 1999, №1

43. Шабельникова Т.Г., Кашик А.С., Гогоненков Г.Н. Задачи Федерального банка данных по нефтяным и нефтегазовым месторождениям в свете новых возможностей решения задач80нефтяной отрасли методами DY. // Геофизика. М.: 1998. -№1 -С.122- 128

44. Экспертные системы. Принципы работы и примеры: Пер. с англ./ А. Брукинг, П.Джонс, Ф. Кокс и др. М.: Радио и связь, 1987

45. Digital Таре Standards: SEG-A, SEG-B, SEG-C, SEG-Y and SEG-D Formats, Plus SEG-D, Revisions 1 and 2.// SEG Standards Committee/ в журнале Society of Exploration Geophysicists: january 1997SEG-Y.

46. PBAscii File Format and PDS database.// PGS Corp./ User Manual. September 1999