水文情報(bào)信息管理系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)

摘要:通過對水文情報(bào)信息流程的詳細(xì)了解和水文情報(bào)信息管理工作的需求分析，從實(shí)現(xiàn)功能及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需要出發(fā)，構(gòu)建了以數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)維護(hù)等主要功能模塊為系統(tǒng)總架構(gòu)。采用Visual Basic6.0為開發(fā)工具，應(yīng)用Microsoft Access創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，開發(fā)水文情報(bào)信息管理系統(tǒng)，對水文情報(bào)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、科學(xué)和規(guī)范化管理。

關(guān)鍵詞:水文情報(bào);管理信息;系統(tǒng);研究設(shè)計(jì)

中圖分類號:TP315文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6622-03

Hydrological Information and Management Information Systems Research and Design

LI Guo-dong， ZONG Chang-rong

(Jiangsu Province， Yancheng Hydrology and Water Resources Survey Branch， Yancheng 224002， China)

Abstract: Based on the hydrological information of the detailed understanding of processes and hydrological management of intelligence and information needs analysis， from database design to achieve the functions and needs， to build a data import， data processing， data maintenance， such as the main function modules for the overall system architecture . Visual Basic6.0 used for the development of tools， the application of Microsoft Access to create databases， the development of hydrological information and information management system for real-time hydrological information， scientific and standardized management.

Key words: hydrological information; management information; systems; research and design

水文情報(bào)信息作為水利行業(yè)最前沿的基礎(chǔ)資料，也是整個(gè)水利信息中數(shù)字化程度最高的信息。它是對水的數(shù)量和質(zhì)量在時(shí)間和空間上的變化狀況和規(guī)律進(jìn)行勘測、研究的基礎(chǔ)。對水文情報(bào)數(shù)據(jù)研究，可掌握江河、河口、海灣水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨著計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，對水文情報(bào)信息的采集、處理、分析與信息服務(wù)的方式產(chǎn)生了重要影響和變革，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)加速向水利行業(yè)的滲透，為實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)水文向現(xiàn)代水文的轉(zhuǎn)變提供了有效的途徑。通過對水文數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)管理，可提高水文情報(bào)信息采集、傳輸、處理的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，提高防汛抗旱指揮決策的科學(xué)性，更充分地發(fā)揮水利工程防災(zāi)、減災(zāi)效益。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

1) 建立與水文情報(bào)處理有關(guān)的員工、單位、服務(wù)客戶及各類水文要素等信息庫。

2) 將不同途徑收集到的水文情報(bào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類處理、合理性校驗(yàn)、消去冗余，生成符合《水文資料整編規(guī)范》的數(shù)據(jù)文件，并將相關(guān)水文要素寫入各庫中。

3) 將自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化水情報(bào)文編制，也可進(jìn)行手工更正或補(bǔ)編水情報(bào)文，并自動(dòng)傳送到發(fā)報(bào)系統(tǒng)。

4) 可對各類水文要素庫進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的增加、修改、插入、刪除。

5) 對各類水文要素對進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、信息瀏覽、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表打印等工作。

1.2 功能模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能時(shí)，力求功能清楚、邏輯清晰、設(shè)計(jì)合理;各功能模塊相互獨(dú)立，具備獨(dú)立處理功能，并且具有良好的穩(wěn)定性、操作可靠，數(shù)據(jù)處理方法力求科學(xué)、實(shí)用。根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)分析和實(shí)現(xiàn)功能，將系統(tǒng)分為7大主要功能模塊:

1) 系統(tǒng)管理:根據(jù)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)管理模塊，主要用于管理文件系統(tǒng)、用戶授權(quán)設(shè)定等。其中包括路徑設(shè)置、登陸系統(tǒng)、修改密碼、用戶管理、系統(tǒng)日志等5個(gè)子功能。

2) 數(shù)據(jù)導(dǎo)入:信息管理系統(tǒng)的中數(shù)據(jù)來源非常重要，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊，就是將野外以不同方式采集到的水情信息，經(jīng)過轉(zhuǎn)換、篩選、分組等加工處理后傳送到信息管理系統(tǒng)，也就是為信息管理系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)載入通道和數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊包固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)導(dǎo)入等2個(gè)子功能。

3) 報(bào)文編制:水情報(bào)文是本系統(tǒng)與外系統(tǒng)進(jìn)行信息交換一種約定形式。為便于對外發(fā)送水情信息，所以設(shè)計(jì)了自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)生成報(bào)文模塊，手工輸入編制報(bào)文模塊2個(gè)子功能。

4) 數(shù)據(jù)庫維護(hù):在信息管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)都是在不斷更新的，為保證信息管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的安全、可靠，必須要對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)處理。所以每個(gè)數(shù)據(jù)庫都應(yīng)該具有瀏覽、添加、刪除、修改、更新、數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)等基本的維護(hù)功能。在本模塊中包括了瀏覽數(shù)據(jù)庫表、表中數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等3個(gè)子功能。

5) 信息查詢:建立數(shù)據(jù)庫的目的是為了讓用戶查詢數(shù)據(jù)，查詢功能是用戶獲取數(shù)據(jù)庫信息資料的主要途徑，可以說數(shù)據(jù)庫查詢是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心操作。該模塊包括測站基本信息查詢、實(shí)時(shí)水情信息查詢、歷史水情信息查詢等3個(gè)子功能。

6) 報(bào)表輸出:輸出功能是系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果或向用戶提供的信息。對于大多數(shù)用戶來說，輸出是系統(tǒng)開發(fā)的目的和評價(jià)系統(tǒng)開發(fā)成功與否的標(biāo)準(zhǔn)。報(bào)表輸出功能模塊包括水情日報(bào)表、水情旬報(bào)表、水情月報(bào)表等3個(gè)子功能。

7) 系統(tǒng)幫助:幫助功能模塊是各種應(yīng)用軟件系統(tǒng)所必須擁有的基本功能，是系統(tǒng)開發(fā)者向用戶提供主動(dòng)交流和服務(wù)的平臺。本功能模塊包括:系統(tǒng)幫助，關(guān)于系統(tǒng)等2個(gè)子功能。

1.3 主要模塊功能簡介

1.3.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊

1)固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊功能:固態(tài)存儲(chǔ)儀是一種常用野外水文數(shù)據(jù)采集設(shè)備，它的基本功能就是將雨量傳感器產(chǎn)生脈沖信號，每隔5分鐘存儲(chǔ)一次所生成的數(shù)據(jù)文件(雨量測站編碼.RFD)，也是本系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)來源之一。固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊的功能就是將該數(shù)據(jù)文件經(jīng)過加工處理后導(dǎo)入到本信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，為用戶查尋、分析、統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)源，同時(shí)生成符合《水文資料整編規(guī)范》格式的數(shù)據(jù)文件，供其它外部系統(tǒng)調(diào)用。用戶通過固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊界面，選擇需要導(dǎo)入的數(shù)據(jù)文件(雨量測站編碼.RFD)、選擇汛期的劃分時(shí)間、選擇處理段次等信息，系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的信息，自動(dòng)對讀取該數(shù)據(jù)文件進(jìn)行規(guī)格化處理，將處理好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫SWIM.MDB的歷史雨量表 SS_P中，同時(shí)生成符合《水文資料整編規(guī)范》格式的數(shù)據(jù)文件(雨量測站編碼.P0G)供其它外部系統(tǒng)調(diào)用，建立備份文件(雨量測站編碼. RFK)，刪除已處理的數(shù)據(jù)文件(雨量測站編碼.RFD)。

2)自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊的功能:就是將自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)采集到的水情信息，經(jīng)過加工處理傳送到本信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，為用戶查尋、分析、統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)源，同時(shí)生成符合《水文資料整編規(guī)范》格式的數(shù)據(jù)文件，供其它外部系統(tǒng)調(diào)用。它是一個(gè)自動(dòng)執(zhí)行功能模塊，具有實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的功能。該模塊運(yùn)行時(shí)首先從SWZM_H.DAT或SWZM_P.DAT文件中讀取已設(shè)定需要處理測站信息，然后將這些測站自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)文件(測站編號+84雨量/85-86水位_日期.TXT)，每隔5分鐘處理傳送一次數(shù)據(jù)到信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫SWIM.MDB的歷史雨量表 SS_P和歷史水位表 SS_H中，為用戶查尋、分析、統(tǒng)計(jì)提供數(shù)據(jù)源。在這個(gè)數(shù)據(jù)處理過程中，對于雨量數(shù)據(jù)處理主要是從間隔5分鐘采集的數(shù)據(jù)中，剔除無效數(shù)據(jù)，例如連續(xù)的“0”等。對于水位數(shù)據(jù)處理主要是從間隔5分鐘采集的數(shù)據(jù)中，保留水位過程線上的拐點(diǎn)和整小時(shí)的水位數(shù)據(jù)，剔除變化方向一致數(shù)據(jù)，例如連續(xù)的等值或連續(xù)斜率相等的數(shù)據(jù)。通過這個(gè)數(shù)據(jù)處理過程，使數(shù)據(jù)冗余大大減少，提高數(shù)據(jù)訪問的效率。

1.3.2 報(bào)文編制模塊

1)自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)生成報(bào)文功能:根據(jù)用戶設(shè)定，由自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)所生成的數(shù)據(jù)文件，自動(dòng)定時(shí)生成水情報(bào)文。在這個(gè)功能模塊中用戶除了要根據(jù)當(dāng)時(shí)的報(bào)汛任務(wù)要求，需對報(bào)汛的段次進(jìn)行初始設(shè)定外，其它過程都是自動(dòng)進(jìn)行的，無需用戶干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了水情報(bào)文編制的自動(dòng)化，減輕了水情管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。用戶通過自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)生成報(bào)文模塊界面，分別選擇每天水位、雨量報(bào)汛的段次，按 “運(yùn)行”鍵，則模塊自動(dòng)運(yùn)行，在運(yùn)行時(shí)首先從SQBWZM.DAT文件中讀取已設(shè)定需要編制報(bào)文的測站信息，然后根據(jù)設(shè)定段次的時(shí)間確定何時(shí)進(jìn)行自動(dòng)編報(bào)，自動(dòng)編報(bào)時(shí)從自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)生成的數(shù)據(jù)文件(測站編號+84雨量/85-86水位_日期.TXT)中，讀取相關(guān)信息并且按照《水情信息編碼標(biāo)準(zhǔn)》自動(dòng)編報(bào)，同時(shí)將報(bào)文數(shù)據(jù)寫到本信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫SWIM.MDB中水情報(bào)文表SQBW_HP和發(fā)送文件SEND_TEL_日期.TXT中，供其它外部系統(tǒng)調(diào)用訪問。

2)手工輸入編制報(bào)文功能:作為自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)生成報(bào)文功能的補(bǔ)充，對于一些還沒有建成自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的測站或者自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)項(xiàng)目不全的測站，則可以通過此功能模塊進(jìn)行人工輸入編制水情報(bào)文。用戶通過手工輸入編制報(bào)文模塊界面輸入編制各類水情要素信息報(bào)文，用戶輸入時(shí)可通過“站類輸入提示”、“編碼輸入提示”、“要素輸入提示”、“要素特征輸入提示”來編制報(bào)文，當(dāng)編制報(bào)文結(jié)束后，按 “發(fā)送”鍵，程序自動(dòng)將報(bào)文數(shù)據(jù)寫到本信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫SWIM.MDB的水情報(bào)文表SQBW_HP和發(fā)送文件SEND_TEL_日期.TXT中。

2 數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

數(shù)據(jù)是信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在對本系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析研究確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成如下:1個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫、1個(gè)系統(tǒng)配置文件、3個(gè)報(bào)表模板文件及若干個(gè)由自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)生成的“測站編號+84雨量/85-86水位_日期.TXT”和固態(tài)存儲(chǔ)導(dǎo)入的“測站編號.RFD文件”。

2.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫是信息管理系統(tǒng)的核心，管理系統(tǒng)所有功能實(shí)現(xiàn)與操作，完全依賴于數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫由Access系統(tǒng)創(chuàng)建，文件名:SWIM.MDB，數(shù)據(jù)庫中共有11項(xiàng)數(shù)據(jù)表，各數(shù)據(jù)表名、含義、主要字段、主要作用及關(guān)系，詳見表1。

2.2 系統(tǒng)配置文件及用途

CONFIG.INF 用于系統(tǒng)初始設(shè)置。存放數(shù)據(jù)庫的路徑、固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)路徑、自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)路徑、發(fā)送報(bào)文數(shù)據(jù)路徑。

2.3 報(bào)表模板文件及用途

1) SB_STHD.XLT文件，供水情日報(bào)文模塊生成“水情日報(bào)表”時(shí)調(diào)用。

2) XUN.XLT文件，供水情旬報(bào)文模塊生成“水情旬報(bào)表”時(shí)調(diào)用。

3) MONTH.XLT文件，供水情月報(bào)文模塊生成“水情月報(bào)表”時(shí)調(diào)用。

3 開發(fā)環(huán)境與控件技術(shù)

Visual Basic在國內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，許多計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員常利用它來編制開發(fā)應(yīng)用程序和軟件。該系統(tǒng)采用Visual Basic6.0為開發(fā)工具，使用Microsoft Access創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫及相應(yīng)的水情信息要素?cái)?shù)據(jù)表，應(yīng)用控件技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問與操作。

3.1 Data控件

VB提供了一個(gè)簡單、方便、快捷的數(shù)據(jù)庫訪問對象即Data控件，利用它只需少量的代碼即可訪問多種數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。它是VB是訪問數(shù)據(jù)庫的重要控件，支持大多數(shù)與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的操作，通過使用data控件可以開發(fā)非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。在系統(tǒng)管理的系統(tǒng)日志、報(bào)文編制中的手工輸入編制報(bào)文功能、數(shù)據(jù)庫維護(hù)中瀏覽數(shù)據(jù)庫表、表中數(shù)據(jù)編輯功能和信息查詢中測站基本信息查詢等功能模塊中使用了此控件。

3.2 DBGrid控件

利用數(shù)據(jù)綁定控件來顯示、編輯和查詢數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)綁定控件也叫數(shù)據(jù)識別控件，可通過它訪問數(shù)據(jù)庫的信息。用DBGrid控件通過設(shè)置屬性被綁定到Data控件時(shí)，VB會(huì)把從當(dāng)前數(shù)據(jù)庫記錄取出的相應(yīng)字段值引用于該控件，控件顯示數(shù)據(jù)并接受更改。在系統(tǒng)管理的系統(tǒng)日志、報(bào)文編制中的手工輸入編制報(bào)文功能、數(shù)據(jù)庫維護(hù)中瀏覽數(shù)據(jù)庫表、表中數(shù)據(jù)編輯功能和信息查詢中測站基本信息查詢等功能模塊中使用了此控件。

3.3 ADO Data控件

ADO控件與固有的Data控件相似。使用ADO Data控件，可以快速建立數(shù)據(jù)綁定控件和數(shù)據(jù)提供者之間的連接。數(shù)據(jù)綁定控件是任何具有“數(shù)據(jù)源”屬性的控件。數(shù)據(jù)提供者可以是任何符合OLE DB規(guī)范的數(shù)據(jù)源。在系統(tǒng)管理的信息查詢中的實(shí)時(shí)水情信息查詢、歷史水情信息查詢子功能的報(bào)表輸出中的水情日報(bào)表，水情旬報(bào)表，水情月報(bào)表等子功能模塊中使用了此控件。

3.4 結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)

結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)是目前各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)廣泛采用的數(shù)據(jù)庫語言，很多數(shù)據(jù)庫和軟件系統(tǒng)都支持SQL語言接口。在系統(tǒng)管理的登陸系統(tǒng)，修改密碼功能;數(shù)據(jù)導(dǎo)入中的自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)導(dǎo)入子功能;報(bào)文編制中的自動(dòng)測報(bào)數(shù)據(jù)生成報(bào)文，手工輸入編制報(bào)文等子功能;信息查詢中測站基本信息查詢，實(shí)時(shí)水情信息查詢，歷史水情信息查詢子功能;報(bào)表輸出中的水情日報(bào)表，水情旬報(bào)表，水情月報(bào)表等功能模塊中應(yīng)用SQL技術(shù)。

4 結(jié)束語

開發(fā)實(shí)用的“水文情報(bào)管理信息系統(tǒng)”，應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地采集和處理文情報(bào)信息，以達(dá)到提高工作效率，提高水文情報(bào)處理的時(shí)效性，降低現(xiàn)場水文勘測人員、水文情報(bào)信息中心管理人員的工作強(qiáng)度，拓展了水文情報(bào)信息服務(wù)的時(shí)間和空間。

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