二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

萬 丹

(遼寧省阜新市阜蒙縣水利局，遼寧 阜新 123100 )

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)也在促進(jìn)著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人們開始通過建設(shè)水利工程等設(shè)施抵御自然條件的影響。水利工程的建設(shè)有效改善了農(nóng)業(yè)發(fā)展受自然氣候條件影響的現(xiàn)狀，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，保障了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的穩(wěn)步前進(jìn)，提高了農(nóng)村人口的生活條件和生活質(zhì)量，也在一定程度上改善了農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。這一工程建設(shè)的優(yōu)勢得到了相關(guān)方面的重視，水利建設(shè)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要組成部分，進(jìn)一步促進(jìn)了社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。如何開展水利建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水利建設(shè)的科學(xué)高效應(yīng)用成為廣受關(guān)注的重要課題[1]。傳統(tǒng)農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面存在缺陷，在實(shí)際進(jìn)行水利建設(shè)管理時(shí)不能發(fā)揮其科學(xué)管理的效果。

1 設(shè)計(jì)二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)

1.1 設(shè)置系統(tǒng)搭建環(huán)境

為保證系統(tǒng)功能的良好運(yùn)行，對系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境各項(xiàng)條件進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境要求設(shè)置如表1所示。

鋪設(shè)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托什皇芫W(wǎng)絡(luò)信號(hào)的干擾。

表1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境要求設(shè)置

1.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理邏輯結(jié)構(gòu)

在設(shè)置的系統(tǒng)環(huán)境下搭建二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)基于XML語言，使用J2EE開發(fā)平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這一架構(gòu)使用B/S分層結(jié)構(gòu)，這樣的分層設(shè)計(jì)能保證各結(jié)構(gòu)功能互相不受影響，在功能實(shí)現(xiàn)時(shí)更具有靈活性[2]。在數(shù)據(jù)管理方面使用SQL Server數(shù)據(jù)庫，這一數(shù)據(jù)庫軟件能夠滿足數(shù)據(jù)大量存儲(chǔ)和調(diào)用的需求，適合動(dòng)態(tài)化數(shù)據(jù)管理需求。運(yùn)用MVC五層框架理念對系統(tǒng)進(jìn)行分層[3]，將農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)分為系統(tǒng)環(huán)境層、資源層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和界面展現(xiàn)層，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)就是系統(tǒng)環(huán)境層，這一層主要包括系統(tǒng)建設(shè)的硬件設(shè)施，例如建設(shè)系統(tǒng)所需要的主機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等。通過系統(tǒng)環(huán)境對數(shù)據(jù)資源層進(jìn)行管理，即對相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和調(diào)用操作。在數(shù)據(jù)資源層和應(yīng)用支撐層的基礎(chǔ)上完成業(yè)務(wù)應(yīng)用層的相關(guān)管理操作，其中應(yīng)用支撐層主要為配合業(yè)務(wù)應(yīng)用層的功能實(shí)現(xiàn)而提供一些輔助操作，例如模板管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。而業(yè)務(wù)應(yīng)用層負(fù)責(zé)完成農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)的主要功能操作，并將管理成果顯示在頁面展示層，方便用戶進(jìn)行了解和使用。

1.3 搭建管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

根據(jù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)管理邏輯結(jié)構(gòu)，搭建農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

由圖2可見，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)大概包括四部分。其中運(yùn)行信息數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容包括兩部分，一是管理工程的運(yùn)行現(xiàn)狀，二是管理過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)；空間信息數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲(chǔ)農(nóng)田水利建設(shè)空間分布的數(shù)據(jù)信息[4]；行業(yè)管理信息數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲(chǔ)農(nóng)田水利建設(shè)管理中的規(guī)劃、投資等信息；項(xiàng)目管理信息數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲(chǔ)項(xiàng)目管理流程數(shù)據(jù)。

1.4 實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利建設(shè)管理功能

通過對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)在業(yè)務(wù)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能和管理效果，構(gòu)建系統(tǒng)應(yīng)用功能架構(gòu)，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)應(yīng)用功能架構(gòu)圖

將農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)分為外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)兩個(gè)基礎(chǔ)模塊。外部系統(tǒng)針對外部人員進(jìn)行查詢?yōu)g覽使用，相關(guān)人員將水利建設(shè)基本信息發(fā)布在系統(tǒng)中，外部人員可以按需查找，同時(shí)在水利工程的建設(shè)招標(biāo)問題上，外部系統(tǒng)可以進(jìn)行資料提供、接收等操作。內(nèi)部系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對水利建設(shè)的業(yè)務(wù)管理工作，大體包括蓄水調(diào)節(jié)、節(jié)水灌溉和工程建設(shè)等方面的相關(guān)管理工作。通過業(yè)務(wù)應(yīng)用層的相關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用功能。

在業(yè)務(wù)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能處理之后，將處理結(jié)果顯示在頁面展示層，用戶可直接通過頁面讀取數(shù)據(jù)信息，也可以直接通過頁面發(fā)布指令進(jìn)行相關(guān)操作[5]。系統(tǒng)完整結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

整個(gè)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備收集數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫，由中央處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行調(diào)取操作，根據(jù)不同需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果顯示在顯示器上。經(jīng)過以上步驟，實(shí)現(xiàn)了二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

為證明本文設(shè)計(jì)的二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)的有效性，設(shè)置仿真實(shí)驗(yàn)，通過仿真模型模擬農(nóng)田水利建設(shè)的真實(shí)場景，對農(nóng)田水利規(guī)劃的作用進(jìn)行測試。仿真實(shí)驗(yàn)選取兩片條件相同的實(shí)驗(yàn)區(qū)域，控制實(shí)驗(yàn)變量，分別采用本文設(shè)計(jì)的農(nóng)田建設(shè)管理系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行測試，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析兩種方法存在的優(yōu)勢和弊端。

2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

在搭建好本文設(shè)計(jì)的農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)后，分別使用該系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)對同一規(guī)模、同等經(jīng)濟(jì)狀況、相同自然條件的兩片農(nóng)田進(jìn)行規(guī)劃管理，保證兩片農(nóng)田除水利建設(shè)外其他條件基本一致，以防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 對比試驗(yàn)結(jié)果

為測試本文設(shè)計(jì)的二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)在規(guī)劃農(nóng)田水利方面的有效性，對兩片實(shí)驗(yàn)農(nóng)田區(qū)域分別進(jìn)行兩種系統(tǒng)下的水利建設(shè)管理，分別使用本文設(shè)計(jì)的城市規(guī)劃模型和傳統(tǒng)方法對實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行城市規(guī)劃，通過仿真技術(shù)模擬在降水量增加和降水量減少時(shí)的農(nóng)田收獲狀況，將實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)信息同未經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對比，將經(jīng)過系統(tǒng)管理后的提升效果繪成折線圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖

通過圖5可以得知，相比傳統(tǒng)方式，使用本文設(shè)計(jì)的二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)對農(nóng)田水利進(jìn)行規(guī)劃，能夠減小降水等水文變化對農(nóng)田經(jīng)濟(jì)的損害程度，證明本文設(shè)計(jì)的水利建設(shè)管理系統(tǒng)在科學(xué)規(guī)劃方面的有效性。無論在降水量增加還是減少的情況下，相比未經(jīng)過管理規(guī)劃的數(shù)據(jù)而言，使用本文設(shè)計(jì)的農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)所起到的提升效果都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法的數(shù)值。而且隨著降水量的變化幅度加大，使用傳統(tǒng)方法所能起到的提升效果逐漸變?nèi)?，說明當(dāng)水文條件急劇變化時(shí)，使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行管理的水利建設(shè)并不能良好運(yùn)行，難以適應(yīng)水文調(diào)節(jié)的需要。使用本文設(shè)計(jì)的農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)的區(qū)域水文情況卻得到了良好控制，隨著降水量變化幅度的加大，設(shè)計(jì)的管理系統(tǒng)不僅仍然能繼續(xù)發(fā)揮其功效，而且，所起到的提升效果反而有所增強(qiáng)。

3 結(jié) 論

對本文設(shè)計(jì)的二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的二元結(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好，具有極高的可行性，使用這一設(shè)計(jì)能顯著提升農(nóng)田水利建設(shè)對水文變化的抵御能力，相比傳統(tǒng)方法能平均提升50%的管理效果。希望本文能夠?yàn)槎Y(jié)構(gòu)下農(nóng)田水利建設(shè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。