摘 要

随着石油工业的生产规模不断趋向大型化，油气储运管理不断趋向复杂化，油港码头也趋向大型专业化，自动控制系统已经不能满足油港码头的需求。油港码头需要向信息化和智能化发展，而GIS的诞生及其在各领域的广泛应用，为油港码头的信息化和智能化提供了条件。GIS是一门综合性和实践性都非常强的学科，可以对地理空间数据进行采集、存储、管理、分析和显示。本论文通过对GIS基本功能的研究，得出了GIS在油港码头的生产管理中扮演的是分析师和决策者的结论，接着通过ArcGIS与SketchUp的充分结合，实现油港码头的三维建模、三维可视化和三维场景的漫游，为油港码头的三维分析提供了可能，为油港码头的管理提供信息支持。

关键词：油港码头；GIS（地理信息系统）;三维建模；ArcGIS；SketchUp

Abstract

With production scale continuously toward large-scale oil industry, oil and gas storage and transportation management tends to complicate, specialization of oil dock tend to be large, automatic control system cannot meet the needs of oil dock. Oil dock needs to develop towards informatization and intelligence, and the birth of GIS and its wide application in various fields have provided conditions for the informatization and intelligence of oil dock. GIS is a comprehensive and practical discipline that can collect, store, manage, analyze and display geospatial data. In this paper, based on the research of the basic functions of GIS, the GIS is obtained in the production management of oil dock is played by the conclusion of analysts and policymakers, then through the combination of ArcGIS with SketchUp, realize 3d modeling of oil dock, 3d visualization and 3d scene roaming, provides three dimensional analysis of oil dock, provide information support for the management of the oil dock.

Key words:Oil doke;GIS（Geographic Information System）;3d modeling;ArcGIS；SketchUp

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文研究的内容及预期目标 3

1.4 论文的结构 4

第二章 对GIS的认识 5

2.1 GIS（地理信息系统） 5

2.1.1 GIS基本概念 5

2.1.2 GIS系统的构成 5

2.1.3 GIS功能与应用 6

2.2 GIS能为油港码头做什么 7

第三章：油港码头的三维建模需要用到的软件的介绍 9

3.1 对SketchUp的认识 9

3.2 对ArcGIS的认识 10

第四章 实现油港码头三维建模及漫游 12

4.1 油港码头三维建模的具体流程 12

4.2 实现油港码头三维场景的漫游 14

第五章 总结 17

致谢 18

参考文献 19

第一章 绪论

本章内容是论文的开端，主要阐述了本课题的研究背景和意义，介绍了国内外研究的现状，以及提出了本课题的研究内容、预期目标，并且对本课题的论文结构进行说明。

1.1 研究背景及意义

石油是当今世界的主要能源之一，它在国民经济中占有着非常重要的地位，自工业革命后，石油工业一直是推动人类进步与社会发展的主要动力之一。随着社会的发展，石油工业的发展也越来越迅速，而石油的储存和运输工作作为石油工业的重要环节，对于石油工业的发展有着非比寻常的意义。我国是世界上最大的发展中国家，国民经济增长十分迅速，产业结构也随之迅速变化，石油这一重要资源对我国的发展做出了至关重要的贡献。我国的石油消费量逐年增长，是世界上除美国外的最大石油消费国。2017年，我国石油全年消费量达到5.9亿吨，较去年增幅5.9%，消费增速为近六年新高。石油进口量与对外依存度也双双创下新高，全年进口原油4.2亿吨，增长10.8%，对外依存度达到67.4%，增速较上年提高3个百分点，我国超越美国成为了全球最大的原油进口国。而我国的石油进口来源主要是中东、俄罗斯、南美和非洲，运输方式主要是海洋运输，所以油港码头的建设与管理对我国的发展有着十分重要的意义。近年来，我国原油进口量增长十分迅速，使得原油运输船开始向大型化发展，而我国沿海的小型油港码头原油接卸能力不足，大型船舶无法靠泊，这使得各港口更加注重大型专业化码头的建设。现阶段，由于石油工业的生产规模不断趋向大型化，油气储运管理不断趋向复杂化，油港码头也趋向大型专业化，使得自动控制系统已经不能满足油港码头的需求。21世纪是信息时代，智能时代，油港码头的发展也应该插上信息的翅膀，向智能化发展。而GIS（地理信息系统）的诞生，以及GIS在各领域得到越来越广泛的应用，使得油港码头向信息化和智能化发展是完全有可能的。GIS是地理信息系统的简称，它结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学，是一门综合性和实践性都非常强的学科，目前已经广泛的应用在不同的领域。GIS是一个对地理空间数据进行采集、存储、管理、分析和显示的计算机系统，它可以帮助人们分析和处理一定区域内发生的各种现象和过程，使得人们迅速做出决策并解决问题。本论文主要着眼于基于GIS的油港码头三维建模，实现油港码头的三维可视化和三维场景的漫游，为油港码头的三维分析提供了可能，为油港码头的管理提供信息支持。

1.2 国内外研究现状

GIS是一个运用电子计算机科学获取、存储、管理、分析和显示地理空间信息的自动技术系统，它的核心功能是处理和分析空间地理信息。GIS技术是一类军民两用型技术，在军事领域，GIS可以获取、储存、管理、分析和输出一切与地理空间位置相关的战场地形、环境、敌情等空间信息，为军队提供信息支持，辅助指挥员做出正确的作战指令。在民用领域，GIS在资源调查、环境评估、地域规划，公共设施管理、交通、电信、城市建设、能源、电力、农业等方面扮演着越来越重要的角色。

近年来，GIS也开始应用在港口领域。国外一些先进的港口，很早就开始利用GIS技术，使港口向信息化发展。比如，2009年，美国洛杉矶港聘用专业人士制作了一个能够整合、适应及共享所有部门的港口数据系统，他们用微软Silverlight的ArcGIS API创建了一个界面，这个界面能够显示企业的所有数据，包括动态数据，洛杉矶港的职工可以通过Silverlight界面，即港口所说的geoPOLA查看数据，该界面拥有优异便捷的性能，以及向港口各部门显示与其特定工作最相关数据层的能力。2013年，Esri为荷兰鹿特丹港提供了企业级GIS解决方案—“PortMaps”系统，通过该系统，员工可以很容易就能获取港口任一处资产的详细信息，不需要任何培训。系统有三大特点：（1）整洁：港口数据建模时将数据分为三大类，分别对应三种颜色，即蓝红绿。所以呈现的地图只有三种颜色，看上去非常简洁。（2）高品质：“PortMaps”系统与其他业务系统，如SAP和SharePoint进行了集成。这样可以消除跨应用程序带来的一些工作上的不便，简化工作人员的工作，比如这些员工可以直接在PortMap中点击地图就能够查看SAP系统中存储的合同信息。（3）易用性：“PortMaps”系统操作非常简单，经过简单了解后，便可以迅速上手。

目前，国内的一些先进港口也开始应用GIS来辅助人们管理港口，这些GIS应用大体可分为以下几类。（1）港口地形图管理系统。港口地形图管理系统主要功能是输入和编辑地形图数据、查询和输出多种形式的地形图，这可以为管理者管理和维护港口地形提供信息支持。港口地形图管理系统的数据库中储存着港区道路、建筑、航道等基础数据，港口管理者可以利用这些基础数据在GIS中制图分析，辅助管理者定位和规划管线与其他基础设施。（2）港口基础设施管理系统。港口基础设施管理系统中存储着所有港口基础设施数据和维修检查记录数据，管理者可以通过查询这些数据，来提前检修可能出现问题的设施，消除安全隐患。港口基础设施管理系统有定位功能，可以在事故发生时，快速定位事故地点，使港口减少损失。（3）综合管线系统。管理者在综合管线系统中录入和储存了各种管线数据，这可以使管线数据的保持一个完整性；利用综合管线系统的查询功能，可以实现管理者对管线属性、管道埋深等管线信息进行方便、快捷的查询；利用综合管线系统的分析功能，可以对管线路由、管线连通性等进行分析；利用管线数据以及其他道路、建筑、设施数据制作图表，辅助管理者规划设计管线的铺设布局。（4）地质管理系统。地质管理系统可以采集和整理已有的港口地质数据，然后通过数据管理、分析和处理，为人们规划和建设整个港区提供信息支持。（5）电子物流港口信息系统。利用这个系统可以实现港口物流的信息化。主要功能可以分为两类，一是协调港口内部的生产管理，利用电子物流港口信息系统可以实现港口各生产部门生产调度信息的实时共享，这能减少或避免某些因信息传递不畅通所造成的错误决策，使货物的流通速度变快，可以实现减少物流成本，提高生产效率的目的；二是协助港口与外界的物流管理，利用GIS技术实现港口与外界的信息共享和交换，使港口能够及时、准确、全面的了解客户的需求，提高港口的服务质量。

虽然GIS技术越来越多的应用在我国港口，但因为起步较晚，从总体上看，中国港口的GIS应用与国际上一些先进的港口相比，仍有较大的差距。

1.3 本文研究的内容及预期目标

通过上文对GIS在港口领域国内外研究的现状分析可知，GIS技术在港口已经有一定的应用。本论文主要着眼于油港码头的三维建模，实现油港码头的三维可视化和三维场景的漫游，为油港码头的三维分析提供了可能，为油港码头的管理提供信息支持。