油氣地質(zhì)綜合研討廳的設(shè)計(jì)思路與關(guān)鍵技術(shù)

孫旭東，吳沖龍，陳歷勝

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) ，武漢 430074；2. 中國(guó)石化 石油工程技術(shù)研究院，北京 100101；3.中國(guó)石化 勝利油田 物探研究院，山東 東營(yíng) 257022)

油氣地質(zhì)綜合研討廳的設(shè)計(jì)思路與關(guān)鍵技術(shù)

孫旭東1,2,3，吳沖龍1，陳歷勝3

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) ，武漢 430074；2. 中國(guó)石化 石油工程技術(shù)研究院，北京 100101；3.中國(guó)石化 勝利油田 物探研究院，山東 東營(yíng) 257022)

石油勘探地質(zhì)綜合研究是石油公司進(jìn)行勘探?jīng)Q策和施工部署的核心環(huán)節(jié)，對(duì)降低勘探風(fēng)險(xiǎn)有重要作用。該文借鑒錢學(xué)森綜合研討廳的理念，通過(guò)多源異構(gòu)勘探數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢索、研究主題的知識(shí)管理、基于研究成果的數(shù)據(jù)融合和大屏多點(diǎn)觸摸交互式分析等一系列關(guān)鍵技術(shù)的探索性研究，建立了一種復(fù)雜地質(zhì)問題多學(xué)科、多專家協(xié)同綜合研討和決策的高效工作模式,形成系統(tǒng)的解決方案和信息技術(shù)體系，并研發(fā)相應(yīng)的硬、軟件系統(tǒng)，從而建立了一個(gè)可供實(shí)際應(yīng)用的“油氣勘探地質(zhì)綜合研討廳” 。通過(guò)典型示范應(yīng)用驗(yàn)證，取得了良好效果，顯示了廣闊的前景。

多點(diǎn)觸摸；數(shù)據(jù)融合；地質(zhì)綜合研究；綜合研討廳；油氣地質(zhì)勘探

1 協(xié)同模式下油氣地質(zhì)綜合研究的背景

油氣勘探工作是油氣地質(zhì)工作者正確認(rèn)識(shí)地下地質(zhì)狀況，并獲得油氣資源信息的基本途徑。其涉及領(lǐng)域包括地質(zhì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等，具有思想性、科學(xué)性、高風(fēng)險(xiǎn)性、經(jīng)濟(jì)性、規(guī)律性和可持續(xù)性等基本特征[1]。地質(zhì)綜合研究是探索油氣生聚分布、預(yù)測(cè)資源潛力以指導(dǎo)油氣勘探工作的核心過(guò)程，是一個(gè)基于地質(zhì)現(xiàn)象的隨機(jī)性、模糊性和不確定性的，從應(yīng)用到創(chuàng)新，再?gòu)膭?chuàng)新到應(yīng)用的地質(zhì)知識(shí)創(chuàng)新過(guò)程[2]。

石油和天然氣勘探工作是在勘探系統(tǒng)思想支配下按勘探程序的規(guī)范逐步展開的?！暗刭|(zhì)綜合研究”和“勘探部署決策”是油氣勘探的2個(gè)重要環(huán)節(jié)，前者是后者的基礎(chǔ)。在盆地區(qū)域勘探、圈閉預(yù)探和油氣藏評(píng)價(jià)的3個(gè)階段中，隨著勘探程度的提高和各種地質(zhì)、地震及非地震物化探資料的積累，這2個(gè)環(huán)節(jié)需要反復(fù)地滾動(dòng)進(jìn)行。

油氣勘探具有極強(qiáng)的探索性和高風(fēng)險(xiǎn)性[3]，其過(guò)程是一個(gè)從數(shù)據(jù)采集、信息處理、知識(shí)發(fā)現(xiàn)到管理決策的高度智慧化過(guò)程[4]。油氣地質(zhì)綜合研究是勘探開發(fā)部署論證的依據(jù)，油氣地質(zhì)綜合研究工作的總體水平?jīng)Q定了勘探開發(fā)決策的正確性和有效性。然而，在目前的油氣勘探工作中，地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)通常被視作一項(xiàng)日常性業(yè)務(wù)交由基層地質(zhì)技術(shù)人員自己去完成。決策重點(diǎn)偏重于專題勘探井位部署論證會(huì)，決策模式偏重于研究團(tuán)隊(duì)匯報(bào)、專家點(diǎn)評(píng)這種單向交流模式，這不僅存在勘探目標(biāo)難以全面和深入認(rèn)識(shí)的問題，也難以提升勘探?jīng)Q策的科學(xué)性、高效性。因此，面對(duì)當(dāng)前管理扁平化和決策高效化發(fā)展趨勢(shì)，地質(zhì)勘探專家們能否靈活地調(diào)度和高效地利用與各類地質(zhì)要素相關(guān)的海量數(shù)據(jù)資料，并從不同角度開展深入的交互探討，充分表達(dá)自己的見解，將決定最終決策的正確性。因此，應(yīng)當(dāng)把油氣地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)看作是油氣勘探工作的核心環(huán)節(jié)，將復(fù)雜的決策分析工作下放到地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)中去。

國(guó)內(nèi)的勘探信息化技術(shù)在過(guò)去幾年取得了長(zhǎng)足發(fā)展，數(shù)字油田與智能油田的理論技術(shù)逐步完善[5-7]。各級(jí)油田數(shù)據(jù)中心建設(shè)為油氣勘探開發(fā)提供了海量數(shù)據(jù)資源，通過(guò)多源、異構(gòu)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了分散、孤立、雜亂的海量數(shù)據(jù)有機(jī)集成，也初步實(shí)現(xiàn)了將遙感、地理信息、地震數(shù)據(jù)、地質(zhì)模型、研究成果和井筒數(shù)據(jù)以圖形可視化方式呈現(xiàn)在決策專家面前，大大豐富了群體決策的手段。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)綜合研究的需要，如果能夠充分整合新技術(shù)、研發(fā)功能齊備的軟件，就可實(shí)現(xiàn)把決策分析工作擴(kuò)展到地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)中去，建立多學(xué)科實(shí)時(shí)分析、密切協(xié)同、伴隨決策的新模式，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科、多專家協(xié)同研究與高效決策。

2 油氣地質(zhì)綜合研究的新協(xié)同模式

油氣地質(zhì)綜合研討廳是一種滿足上述地質(zhì)綜合研究業(yè)務(wù)協(xié)同決策的有效思路。錢學(xué)森于1992年提出了基于綜合集成法理論[8]，在此基礎(chǔ)上形成了綜合集成研討廳體系的設(shè)想，其含義是把人集成于系統(tǒng)之中，通過(guò)專家體系、知識(shí)體系和機(jī)器體系3個(gè)主要組成部分實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合、以人為主的技術(shù)路線，且充分發(fā)揮人的作用，使研討集體在討論問題時(shí)互相啟發(fā)，互相激活，使集體創(chuàng)見遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一個(gè)人的智慧[9]。油氣地質(zhì)綜合研討廳體系，就是在該理論基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的、面向油氣地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)的新的協(xié)同模式。

油氣地質(zhì)綜合研究處于井位部署決策之前，其任務(wù)是通過(guò)區(qū)域地質(zhì)綜合研究為探井部署提供科學(xué)依據(jù)和具體方案，是通過(guò)多學(xué)科、多專家協(xié)同討論，實(shí)現(xiàn)油田勘探開發(fā)活動(dòng)中智慧的碰撞與創(chuàng)新。長(zhǎng)久以來(lái)，代表油田勘探智慧的“地質(zhì)綜合研究”環(huán)節(jié)，一直沿用傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖件分析和多媒體匯報(bào)的討論模式，缺乏多源異構(gòu)異質(zhì)數(shù)據(jù)高效整合、實(shí)時(shí)感知和可視化的決策分析手段支持，因而在決策分析的科學(xué)性、創(chuàng)新性與時(shí)效性方面，均不能適應(yīng)當(dāng)前緊迫的油氣勘探形勢(shì)。為此，需要研究并建立一種新的有效支持模式，即多學(xué)科、多專家綜合研討的新模式。這種新模式具有數(shù)字化的工作平臺(tái)和可視化的工作場(chǎng)景，能夠高效地滿足以下幾個(gè)方面的需求(圖1)：(1)提供全面決策數(shù)據(jù)與信息：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)研討的相關(guān)信息準(zhǔn)確、及時(shí)獲??；(2)實(shí)現(xiàn)基于研討主題的信息快速組織：形成基于研討主題的業(yè)務(wù)描述和數(shù)據(jù)組織；(3)實(shí)現(xiàn)多學(xué)科成果高效對(duì)比分析：實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域成果對(duì)比和多學(xué)科高效協(xié)同分析；(4)高效的溝通交流模式：通過(guò)優(yōu)化交互手段，有效地提升研討效率。

綜合集成研討廳是實(shí)現(xiàn)這一思想的一種切實(shí)可行的解決方案。它利用現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人工智能等最新科技完成綜合集成的可視化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)更實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持、更緊湊的處理流程、更有效的溝通手段和面對(duì)面協(xié)同研討方式，達(dá)到人機(jī)結(jié)合和從定性到定量的綜合集成的目的。隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的跨越式發(fā)展，這種綜合研討廳體系完全可以提高到一個(gè)新的層次，既能有效地支持地質(zhì)綜合研究和油氣資源評(píng)價(jià)，又能有效地支持勘探?jīng)Q策分析和井位部署，成為復(fù)雜地質(zhì)問題研討和決策的有效手段。

3 油氣地質(zhì)綜合研討廳設(shè)計(jì)

3.1 地質(zhì)綜合研討廳的內(nèi)容體系

周德群等[10]提出，綜合集成法實(shí)質(zhì)是把專家體系、信息和知識(shí)體系以及計(jì)算機(jī)體系有機(jī)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)高度智能化的人機(jī)結(jié)合與融合體系，這個(gè)體系具有綜合優(yōu)勢(shì)、整體優(yōu)勢(shì)和智能優(yōu)勢(shì)，從多方面的定性認(rèn)識(shí)上升到定量認(rèn)識(shí)。以該理論為出發(fā)點(diǎn)，“油氣地質(zhì)綜合研討廳”是基于油氣勘探地質(zhì)綜合研究的目標(biāo)任務(wù)、工作內(nèi)容、討論方式和資料需求形成內(nèi)容體系設(shè)計(jì)，重點(diǎn)解決信息體系中的全面及時(shí)獲取問題、知識(shí)體系中的業(yè)務(wù)主題描述問題、專家體系中的多學(xué)科智慧融合問題以及計(jì)算機(jī)體系中的專家快速溝通模式問題。

圖1 地質(zhì)綜合研究協(xié)同模式

“油氣地質(zhì)綜合研討廳”的技術(shù)從上述4個(gè)要素展開，即：針對(duì)信息體系建立數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢索；針對(duì)知識(shí)體系形成針對(duì)研討主題的知識(shí)管理；針對(duì)計(jì)算機(jī)體系解決研究成果圖件的數(shù)據(jù)融合；針對(duì)專家體系通過(guò)大屏幕多點(diǎn)觸摸技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效溝通與交互?；诘刭|(zhì)綜合研討廳的上述4個(gè)組成部分的技術(shù)研究，形成了對(duì)空間與屬性數(shù)據(jù)管理、圖形疊合、視屏觸摸、大屏幕交互等技術(shù)的整合集成，設(shè)計(jì)了勘探地質(zhì)綜合研究的一體化支撐平臺(tái)；繼而基于該平臺(tái)建立規(guī)范的地質(zhì)研究流程體系，形成一套完整的面向地質(zhì)綜合研究的協(xié)同工作模式，同時(shí)為各層次的油氣資源評(píng)價(jià)、勘探部署和決策提供各種分析模型和方法模型。

3.2 地質(zhì)綜合研討廳的總體技術(shù)架構(gòu)

基于上述思路，本文設(shè)計(jì)形成地質(zhì)綜合研討廳的總體技術(shù)框架(圖3)，該技術(shù)框架核心為“勘探地質(zhì)綜合研究軟件”體系的實(shí)現(xiàn)，它以“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存取服務(wù)平臺(tái)”作為數(shù)據(jù)體系解決方案，實(shí)現(xiàn)研究成果與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息的實(shí)時(shí)獲??；以“基于知識(shí)的研究主題數(shù)據(jù)組織技術(shù)”作為知識(shí)體系的解決方案；以“成果圖形的信息融合技術(shù)”作為計(jì)算機(jī)體系的軟件交互方案，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科密切協(xié)同；以“觸摸式圖形交互技術(shù)”作為專家體系的解決方案，探討溝通、反饋與智慧產(chǎn)生的方法； 在上述軟件技術(shù)基礎(chǔ)上形成“勘探地質(zhì)綜合研究軟件”。

圖2 油氣地質(zhì)綜合研討廳體系設(shè)計(jì)

圖3 總體框架與技術(shù)路線示意

在勘探地質(zhì)綜合研究軟件基礎(chǔ)上，輔助以軟硬件一體化“環(huán)境設(shè)計(jì)”、觸摸式快速“交互設(shè)備設(shè)計(jì)”等配套技術(shù)，進(jìn)而展開科學(xué)的“地質(zhì)研討與決策流程設(shè)計(jì)”，最終形成智能化決策的工作模式，完成“地質(zhì)綜合研討廳”的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油氣地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)的有效支持。

3.3 地質(zhì)綜合研討廳關(guān)鍵技術(shù)

地質(zhì)綜合研討模式是以地質(zhì)綜合研究的智能研討與決策支持作為業(yè)務(wù)需求，在實(shí)時(shí)檢索、知識(shí)管理、信息疊加和觸摸交互四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新集成實(shí)現(xiàn)多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的地質(zhì)研討模式。本文提出通過(guò)實(shí)時(shí)感知實(shí)現(xiàn)研究成果與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息的實(shí)時(shí)存?。煌ㄟ^(guò)知識(shí)管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)研究成果與工具方法的系統(tǒng)化組織；通過(guò)信息融合實(shí)現(xiàn)成果圖疊合分析與多學(xué)科協(xié)同；通過(guò)觸摸交互實(shí)現(xiàn)對(duì)等溝通與過(guò)程記錄的學(xué)術(shù)研討模式；最終基于上述技術(shù)的集成創(chuàng)新，形成勘探地質(zhì)研究的綜合研討決策新模式。

3.3.1 實(shí)時(shí)檢索：研究成果與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息的實(shí)時(shí)獲取

勘探地質(zhì)綜合研究的信息來(lái)源包括4個(gè)方面：以勘探歷史生產(chǎn)科研動(dòng)態(tài)為主體的勘探數(shù)據(jù)庫(kù)、以地質(zhì)綜合研究各環(huán)節(jié)成果圖件與文檔為主體的研究成果庫(kù)，以鉆錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，以Geoframe和OpenWorks等大型企業(yè)版軟件為載體的地質(zhì)研究項(xiàng)目成果庫(kù)。實(shí)時(shí)檢索就是根據(jù)當(dāng)前在地質(zhì)綜合研討廳進(jìn)行協(xié)同研討時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的需求，通過(guò)實(shí)時(shí)SOA服務(wù)平臺(tái)技術(shù)[11-13]和地質(zhì)研究項(xiàng)目成果庫(kù)的訪問技術(shù)，對(duì)四類數(shù)據(jù)庫(kù)(勘探基礎(chǔ)庫(kù)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)庫(kù)、研究成果庫(kù)、項(xiàng)目成果庫(kù))進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)查詢和檢索，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、科研和管理動(dòng)態(tài)的全面、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的掌握，保證協(xié)同式綜合研討過(guò)程、勘探?jīng)Q策過(guò)程與日常生產(chǎn)科研過(guò)程的數(shù)據(jù)獲取和處理的同步性和時(shí)效性，有利于協(xié)同分析和決策的開展。

3.3.2 知識(shí)管理：研究成果與方法工具的系統(tǒng)化組織

知識(shí)管理是指在組織內(nèi)持續(xù)創(chuàng)造新知識(shí)、廣泛傳播知識(shí)并迅速體現(xiàn)在新產(chǎn)品服務(wù)技術(shù)和系統(tǒng)上的過(guò)程[14]。油氣勘探地質(zhì)研究的知識(shí)管理，是針對(duì)研究的地質(zhì)背景、規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)、流程方法、案例模型以及針對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)主題的信息組織方式，其核心目標(biāo)是明確特定的研討主題下各類數(shù)據(jù)和信息的分類、相互關(guān)系、獲取和篩選模式，從而為地質(zhì)綜合研討有效地獲取和組織必需的信息，為勘探?jīng)Q策提供全面實(shí)時(shí)的信息基礎(chǔ)。

根據(jù)油氣勘探地質(zhì)綜合研究及其協(xié)同研討的需要，本文基于石油行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中廣泛應(yīng)用的本體描述技術(shù)[15]，提出從5個(gè)方面展開面向地質(zhì)研討決策的知識(shí)管理，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)綜合研討廳的知識(shí)體系組織。即地質(zhì)知識(shí)管理的K5(Five Factors of Knowledge)模型(表1)：基于業(yè)務(wù)知識(shí)譜系圖的全流程業(yè)務(wù)體系描述；基于主題知識(shí)的特定業(yè)務(wù)主題的信息與功能組織；基于關(guān)聯(lián)知識(shí)的業(yè)務(wù)應(yīng)用及其成果關(guān)聯(lián)；基于案例知識(shí)的典型案例信息系統(tǒng)化收集；基于模型庫(kù)和方法庫(kù)的數(shù)學(xué)模型、圖版、經(jīng)驗(yàn)公式管理。

3.3.3 數(shù)據(jù)融合：成果圖件疊加分析與多學(xué)科協(xié)同

一直以來(lái)地質(zhì)圖是當(dāng)前油氣地質(zhì)研究中的重要成果[16]，基于多學(xué)科、多專業(yè)的多圖件、多屬性等多源異構(gòu)異質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間信息疊合油氣資源綜合評(píng)價(jià)和有利勘探目標(biāo)篩選，是現(xiàn)今油氣勘探地質(zhì)綜合研究的一個(gè)重要方法。這里的“數(shù)據(jù)融合”是通過(guò)研究成果圖件的疊合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或者說(shuō)是通過(guò)空間數(shù)據(jù)的疊加分析來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？臻g數(shù)據(jù)疊加分析的最直接方式，就是把各類研究成果圖件，按照統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系進(jìn)行疊加處理，實(shí)現(xiàn)多圖件多屬性信息的疊合。這是一種行之有效的空間信息技術(shù)。其要領(lǐng)是將不同比例、不同格式的各種成果圖件，如沉積相圖、砂巖厚度圖、地層構(gòu)造圖、地震屬性圖、油氣資源分布圖等不同學(xué)科和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究成果，依據(jù)地質(zhì)學(xué)理論進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)各類成果信息的“交集”式組織和疊合，以滿足研究人員分析、識(shí)別主要控藏因素的需求，進(jìn)而支持多學(xué)科專家基于研究主題的協(xié)同研討和勘探目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。

基于圖形的空間信息疊合一般通過(guò)4個(gè)步驟展開：(1)圖形預(yù)處理：實(shí)現(xiàn)矢量圖和位圖中關(guān)鍵地質(zhì)要素和屬性信息的抽取與管理；(2)坐標(biāo)歸一化：實(shí)現(xiàn)各類圖件坐標(biāo)系和平面投影模式的統(tǒng)一；(3)圖形校正：根據(jù)圖形數(shù)據(jù)畸變程度、類型和系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)精度要求的不同，對(duì)圖形采用線性變換、非線性變換、三角網(wǎng)分塊等算法校正；(4)屬性疊合：實(shí)現(xiàn)基于圖形的屬性數(shù)據(jù)疊合，即在統(tǒng)一的空間信息框架下的屬性信息疊合。

表1 勘探知識(shí)管理的五要素(K5模型)

圖形中的地質(zhì)單要素提取與疊加分析。一是依據(jù)矢量圖的圖層及相關(guān)的空間數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別不同圖層和圖件的屬性信息并形成各種分離的屬性要素；二是通過(guò)屬性的顏色值(RGB or others)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)屬性區(qū)域的自動(dòng)拾取。在上述2種識(shí)別方式的基礎(chǔ)上，自動(dòng)形成所識(shí)別屬性的邊界范圍曲線，以供后續(xù)的多圖疊合使用。

多圖件多要素提取與復(fù)合疊加分析。針對(duì)協(xié)同式地質(zhì)綜合研討的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了邊界范圍疊合、顏色充填疊合、原色透明疊合、屬性數(shù)據(jù)疊合及附加信息疊合等方法,研發(fā)出了適合于多種圖件多種要素的提取與疊加分析功能。其中，邊界范圍疊合，實(shí)現(xiàn)了基于單一圖件拾取的有價(jià)值信息的邊界范圍所進(jìn)行的疊合，可分析研究幾種屬性信息之間的橫向關(guān)系，計(jì)算重疊區(qū)域的面積；顏色充填疊合，實(shí)現(xiàn)了在邊界范圍疊合的基礎(chǔ)上，對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行顏色充填；原色透明疊合，實(shí)現(xiàn)了截取原圖的有效信息，保留原圖的顏色特征，在透明化處理后再進(jìn)行疊合的功能(圖4)；屬性數(shù)據(jù)疊合，實(shí)現(xiàn)了利用原圖的保真數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算的疊合技術(shù)；附加信息疊合，實(shí)現(xiàn)了快速調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)(包括各種標(biāo)注和說(shuō)明等)并添加到圖件上的功能。通過(guò)上述技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多種勘探要素與信息的融合，有效實(shí)現(xiàn)了特定主題的地質(zhì)、地震、地化及管理等環(huán)節(jié)的有效協(xié)同(圖5)。

3.3.4 觸摸交互：對(duì)等溝通與過(guò)程記錄的學(xué)術(shù)研討模式

多重觸控技術(shù)提出一種以用戶為中心的自然高效的交互方式，它在信息查詢、展覽、指揮決策等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景[17]。多點(diǎn)觸摸交互技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于各類商品級(jí)平板和交互設(shè)備，但作為會(huì)議研討與決策的媒介應(yīng)用較少。本文基于DotNet開發(fā)環(huán)境上的Windows多點(diǎn)觸摸API大屏編程技術(shù)，在觸摸屏廠商提供的硬件設(shè)備SDK支持下，依托多點(diǎn)多觸摸技術(shù)，針對(duì)地質(zhì)綜合研究環(huán)節(jié)的地質(zhì)圖形交互討論的特點(diǎn)，研發(fā)了“基于橫置大型多點(diǎn)觸摸平板的圖形交互技術(shù)”，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了基于大型橫直平板的圖形多點(diǎn)觸控操作，實(shí)現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)級(jí)的多地質(zhì)圖形疊合交互。該技術(shù)通過(guò)Win7操作系統(tǒng)、圖形操作和觸摸屏3個(gè)技術(shù)層面的技術(shù)整合，流暢地實(shí)現(xiàn)了基于多人多點(diǎn)手勢(shì)操作的觸摸屏拖動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)圖片等功能(圖6)。通過(guò)觸摸技術(shù)實(shí)現(xiàn)的觸摸屏無(wú)縫拼接，提升了對(duì)更大范圍的勘探形勢(shì)圖、地震剖面和綜合錄井圖的交互調(diào)用和判釋。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)用戶在脫離物理鍵盤和鼠標(biāo)的情況下，快速選擇臨井、任意測(cè)線、解釋層位、圖件類型以及查詢檢索各類數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，為地質(zhì)綜合研討廳體系設(shè)計(jì)提供了計(jì)算機(jī)交互體系設(shè)計(jì)。

圖4 圖形中地質(zhì)屬性要素的提取與疊合

圖5 多學(xué)科成果圖件的多要素提取與復(fù)合疊加分析

圖6 基于三層設(shè)計(jì)的多人多點(diǎn)觸摸技術(shù)

4 新研討決策模式的建立

油氣資源勘探?jīng)Q策是油田勘探活動(dòng)中高級(jí)智慧的碰撞與創(chuàng)新。隨著國(guó)際油氣勘探領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展，該領(lǐng)域決策的時(shí)效性和實(shí)時(shí)性需求日趨迫切。其油氣地質(zhì)綜合研究與決策分析過(guò)程，理應(yīng)是一個(gè)從生產(chǎn)、科研到?jīng)Q策的循環(huán)往復(fù)過(guò)程，也是地質(zhì)人員對(duì)地下地質(zhì)環(huán)境認(rèn)識(shí)的不斷深化過(guò)程。

油氣地質(zhì)綜合研討廳的協(xié)同研討與決策模式，就是按照錢學(xué)森所提出的從定性到定量的綜合集成法理論設(shè)計(jì)的。這個(gè)研討決策模式，包含組織流程、交互模式、軟件支持、場(chǎng)景設(shè)計(jì)等4個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都包含著豐富的內(nèi)容(表2)。

其中，在組織流程環(huán)節(jié)中的多學(xué)科協(xié)同，是決策分析的核心，建立在各專業(yè)成果信息的綜合集成平臺(tái)之上。在軟件支持環(huán)節(jié)中，集成了多項(xiàng)新的軟件技術(shù)，提供了全面的信息與功能支持。在場(chǎng)景設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，通過(guò)軟件功能和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)、圓桌模式、對(duì)等溝通、觸摸表達(dá)等場(chǎng)景的設(shè)計(jì)(圖7)，形成了全新的研討決策模式。這種模式不僅保證了研討團(tuán)隊(duì)交互操作的簡(jiǎn)便性，同時(shí)，采用水平橫置大屏幕的方式，相對(duì)傳統(tǒng)的豎立屏幕模式，不再有前后之分，參會(huì)專家觀看資料和發(fā)言機(jī)會(huì)均等，有助于實(shí)現(xiàn)平等的學(xué)術(shù)交流。所有與會(huì)人員，都可以通過(guò)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和觸摸交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)檢索、集成展示和數(shù)據(jù)融合處理，通過(guò)圓桌模式實(shí)現(xiàn)對(duì)等交流和知識(shí)碰撞。這樣做，可以促成專家群體智慧與業(yè)務(wù)主題的充分融合，甚至發(fā)動(dòng)針對(duì)專題討論的“頭腦風(fēng)暴”，從而可以有效地降低決策風(fēng)險(xiǎn)。

表2 決策流程及其配套技術(shù)體系

圖7 基于水平橫置大屏幕的地質(zhì)綜合研討廳工作場(chǎng)景示例

5 總結(jié)與討論

(1)提出了一個(gè)基于現(xiàn)代信息技術(shù)的協(xié)同式油氣勘探地質(zhì)綜合研究新模式。這是一種通過(guò)整合設(shè)備、環(huán)境、軟件的集成設(shè)計(jì)而形成的，以專家為核心的新決策流程與決策模式，糾正了智能決策分析中側(cè)重軟件技術(shù)而忽視人及其群智作用的問題。

(2)該新模式是從系統(tǒng)思維的角度，提出了基于知識(shí)工程的勘探系統(tǒng)和勘探程序的重要改革。通過(guò)該模式，研究人員的決策不再孤立地面對(duì)問題，而是將問題放到整個(gè)勘探生命周期中去認(rèn)識(shí)，形成一種面向地質(zhì)背景和油氣成藏過(guò)程的分析方法。

(3)探索了油氣勘探地質(zhì)綜合研究中多源異構(gòu)異質(zhì)數(shù)據(jù)融合的技術(shù)方案。針對(duì)目前地質(zhì)綜合研究中所涉及的構(gòu)造分析、沉積相分析、地震屬性分析、圈閉評(píng)價(jià)與儲(chǔ)量礦權(quán)研究等多源異構(gòu)異質(zhì)數(shù)據(jù)，探討了以圖形疊合為代表的數(shù)據(jù)融合技術(shù)方案。

(4)建立了一種全新的圖形化溝通與交流的協(xié)同工作平臺(tái)。通過(guò)大型圓桌觸摸式交流溝通工具的設(shè)計(jì)和研發(fā)，提供了一個(gè)平等、自由、均衡的交互研討平臺(tái)，改變了過(guò)去由單一專家主導(dǎo)的單向式討論模式，深刻地改變了傳統(tǒng)研究討論的決策模式。

(5)通過(guò)具體油田的示范應(yīng)用，證明了該油氣勘探地質(zhì)綜合研討廳是一種有效的多學(xué)科多專家協(xié)同決策方法。這種決策方法，將領(lǐng)導(dǎo)決策變?yōu)閳F(tuán)隊(duì)決策，將最終集中決策變?yōu)榘殡S研究過(guò)程的實(shí)時(shí)決策，有效地提高了決策的靈活性與科學(xué)性，促進(jìn)了管理的扁平化和高效化。

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(編輯 徐文明)

Design and key factors of a hall for workshop of meta-synthetic engineering (HWME) for petroleum geology

Sun Xudong1,2,3, Wu Chonglong1, Chen Lisheng3

(1.ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,Hubei430074,China; 2.SINOPECResearchInstituteofPetroleumEngineering，Beijing100101,China; 3.ResearchInstituteofGeophysicalProspecting,SINOPECShengliOilfield,Dongying,Shandong257022,China)

The synthetic study of petroleum exploration geology is indispensable to decreasing risks in exploratory decision making and project deployment. This research which draws lessons from the theory of the hall for workshop of meta-synthetic engineering (HWME) proposed by Hsue-shen Tsien, has resolved a series of key technologies such as the real-time retrieval of multi-source and heterogeneous geology data, the knowledge management of research subjects, the data fusion of research results, and the interactive analyses of multi-touch on a big screen. An efficient work mode for cooperatively studying comprehensive geologic problems by many multi-subject experts has been set up. Furthermore, some hardware and software systems corresponding to HWME for petroleum exploration geology have been constructed and applied to some typical applications. These applications show that the research results proposed by this paper are effective, efficient and promising.

multi-touch; data fusion; geologic synthetic study; hall for workshop of meta-synthetic engineering (HWME); petroleum geologic exploration

1001-6112(2015)03-0383-07

10.11781/sysydz201503383

2014-12-10；

2015-03-30。

孫旭東(1972—)，男，在讀博士生，高級(jí)工程師，從事石油地質(zhì)軟件研發(fā)。E-mail：Thinklord@vip.qq.com。

吳沖龍(1945—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，從事資源勘查及地質(zhì)信息科技研究與教學(xué)。E-mail:wucl@cug.edu.cn。

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)重點(diǎn)項(xiàng)目(2009AA0628)和中國(guó)石化勝利油田分公司科技攻關(guān)項(xiàng)目(YKJ1201)資助。

TE132.1+4

A