松遼流域水文信息系統(tǒng)建設(shè)

孟令明（水利部松遼水利委員會，吉林長春 1300321）

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松遼流域水文信息系統(tǒng)建設(shè)

孟令明
（水利部松遼水利委員會，吉林長春 1300321）

［摘 要］松遼流域水文信息系統(tǒng)最大價值是把計算機技術(shù)、軟件設(shè)計技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與水利、水文領(lǐng)域內(nèi)的基本分析應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)水文業(yè)務(wù)的信息化。系統(tǒng)的主要特點是大、新、廣、深，集中反映工程量大、創(chuàng)新技術(shù)多、適用面廣、二次加工程度深，信息功能較為完善。

［關(guān)鍵詞］水文信息；管理系統(tǒng)；松遼流域

1　系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)

本項目建設(shè)任務(wù)主要包括以下三方面：

1）按照水利部頒發(fā)的（SL324-2005）《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符標(biāo)準》要求，將搜集到的吉林省、遼寧省、黑龍江省內(nèi)及蒙古自治區(qū)的相關(guān)基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一整合，形成國家標(biāo)準下的松遼流域水文數(shù)據(jù)庫。

2）開發(fā)數(shù)據(jù)庫檢查軟件，對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行合理性檢查。

3）以松遼流域水文數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，開發(fā)松遼流域水文信息服務(wù)軟件，主要包括數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、水文分析計算及安全管理等功能。

2　松遼流域水文數(shù)據(jù)庫建設(shè)

松遼流域水文數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源來自于流域內(nèi)各省及自治區(qū)提供的地表水整編成果。針對不同格式的成果數(shù)據(jù)，開發(fā)完成了數(shù)據(jù)入庫格式轉(zhuǎn)換軟件，該軟件可以把不同格式的數(shù)據(jù)整合為國家標(biāo)準下的格式，通過數(shù)據(jù)庫管理語言批量入庫。同時，編制完成了數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測軟件，通過對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行合理性檢查，保證數(shù)據(jù)庫質(zhì)量。

2.1數(shù)據(jù)整合

松遼委水文數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源來自于不同省份，數(shù)據(jù)源格式復(fù)雜多樣，有sql server數(shù)據(jù)庫格式、access數(shù)據(jù)庫格式、不同的Excel格式、文本格式等等。把不同格式的數(shù)據(jù)源整合成符合國家標(biāo)準的格式，是數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重要基礎(chǔ)。通過詳細調(diào)研、整理，設(shè)計完成了數(shù)據(jù)整合軟件，該軟件提供了簡單方便的操作界面，可把不同格式的數(shù)據(jù)源按照表項批量進行格式軟換，形成國家標(biāo)準下的格式。

2.2數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢測

1）單表相關(guān)數(shù)據(jù)合理性檢測。逐日表類，依據(jù)日值、月年統(tǒng)計值及有關(guān)統(tǒng)計項目（水位保證率、日時段最大降水量）等之間的內(nèi)在關(guān)系，通過日值重新計算或統(tǒng)計，并與相應(yīng)統(tǒng)計值比較，對于不一致或不合理數(shù)據(jù)自動檢出并由人工審核，以確定出錯位置和性質(zhì)并予以改正。

2）相關(guān)表數(shù)據(jù)合理性檢測。逐日降水量表與降水量摘錄表之間的檢測，依據(jù)對應(yīng)年份取用的日分界，分別由摘錄表計算的逐日值與相應(yīng)日表中刊印日值進行互檢，檢出并改正錯誤數(shù)據(jù)。

3）指標(biāo)數(shù)據(jù)合理性檢測。洪水要素摘錄表類，由于人工整編計算逐日平均值所采取的方法各異，因此不宜和降水量資料一樣計算日值后與相應(yīng)逐日表的日值互檢，為防止可能出現(xiàn)的整編、刊印錯誤，采取對相鄰記錄同一要素變化的連續(xù)性及同一記錄中各要素間相應(yīng)關(guān)系的合理性進行檢測。對檢出的可疑數(shù)據(jù)由人工逐一審核，確認后改正。

3　應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫建設(shè)完成后，為了更好的對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行利用分析，開發(fā)了相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)以松遼流域水文數(shù)據(jù)庫庫信息資源為依據(jù)、信息服務(wù)為導(dǎo)向、深加工為重點，通過全面、科學(xué)的需求分析和模型分析，構(gòu)造三個相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。

3.1瀏覽還原系統(tǒng)

松遼流域水文數(shù)據(jù)庫是一個多維的大型數(shù)據(jù)庫（Multi-Dimension Database，MDD）。時間維是一個具有特殊意義的維度，系統(tǒng)提供了以年份為單位的資料搜索方式，規(guī)范了數(shù)據(jù)的管理，使系統(tǒng)與傳統(tǒng)的以《水文年鑒》為基礎(chǔ)的資料保存與查閱體系相銜接；數(shù)據(jù)維囊括（SL324-2005）《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符標(biāo)準》規(guī)定的所有資料表項；地域維通過流域水系、河流、站名、站碼逐級細化，將搜索的目標(biāo)逐級縮小，可以達到快速檢索站點的目的。

3.2分析應(yīng)用系統(tǒng)

分析應(yīng)用系統(tǒng)是系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫用戶交互頻繁的功能模塊。它提供了一個強大而友好的全中文系統(tǒng)應(yīng)用需求描述工具，用戶可以在系統(tǒng)的輔助下，輕松構(gòu)造一個具有十分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的信息搜索和統(tǒng)計分析模型以獲取所需信息。系統(tǒng)同時提供了一套鮮明而豐富的圖像輸出工具，用戶可以在搜索得到的信息集合之上，只需點取X，Y軸坐標(biāo)對應(yīng)搜索結(jié)果中的相關(guān)數(shù)據(jù)字段，即可獲得精美而生動、可標(biāo)注數(shù)值的各種（過程線、面積圖、柱狀圖、對比圖等）矢量化圖像。

3.3水文統(tǒng)計系統(tǒng)

水文統(tǒng)計是進行工程建設(shè)、水利開發(fā)等的前期重要基礎(chǔ)工作，是用戶使用最為頻繁的功能模塊，涵蓋了雨量計算、洪量計算和水庫反推入庫洪水洪量計算、雨水情特征值統(tǒng)計等功能，并能對統(tǒng)計系列做頻率分析，基本滿足了用戶對常用水文項目的統(tǒng)計需求。

該模塊設(shè)計依據(jù)是《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》。對以時間、地域、表項三維空間分布的歷年水文信息，選擇各維度內(nèi)具體層（年份、測站、表項）中相關(guān)數(shù)據(jù)（時間、摘錄值、日值等），通過逐一展開、疊加、取均值、滑動挑選等步驟進行統(tǒng)計。水庫還原入庫洪水過程系應(yīng)用水量平衡法原理進行反求推算。

模塊核心是一個描述統(tǒng)計方法的SQL構(gòu)造器，在自動完成數(shù)據(jù)預(yù)處理（分裂、插補、平移等）和合理性檢測后，形成系列特征統(tǒng)計的集合，提供進一步分析應(yīng)用。

4　系統(tǒng)成果質(zhì)量分析

系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用研發(fā)嚴格遵循以下國家標(biāo)準或行業(yè)規(guī)范是（SL324-2005）《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)和標(biāo)識符標(biāo)準》、（SL247-1999）《水文資料整編規(guī)范》、（SL44-2006）《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》、（SL278-2002）《水利水電工程水文計算規(guī)范》、（SL 460-2009）《水文年鑒匯編刊印規(guī)范》等。

5　系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新和特點

5.1技術(shù)創(chuàng)新

1）研制多策略站群選取技術(shù)。包括關(guān)鍵字、樹形結(jié)構(gòu)、GIS水文站網(wǎng)圖三種選站方式。

2）動態(tài)構(gòu)繪矢量化圖形。包括關(guān)系曲線、對比圖、頻率曲線等。

3）水文分析計算統(tǒng)計模型的應(yīng)用設(shè)計。包括面雨量、洪量、雨水情、水質(zhì)及地下水特征值統(tǒng)計等，采用P-III型頻率分析技術(shù)可直接完成各統(tǒng)計段制的頻率分析及適線。

4）動態(tài)掛接異種數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決了多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的自動掛接問題，即通過創(chuàng)建的連接中心連接注冊，各子系統(tǒng)運行時自動定位連接、應(yīng)用注冊數(shù)據(jù)庫。

5）運用OLE技術(shù)還原各種表格。

5.2系統(tǒng)特點

1）標(biāo)準化、規(guī)范化程度高。系統(tǒng)嚴格遵循（SL324-2005）《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)和標(biāo)識符標(biāo)準》、（SL247-1999）《水文資料整編規(guī)范》等相關(guān)國家標(biāo)準或行業(yè)規(guī)范，達到了系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)要求。

2）信息深加工程度高。系統(tǒng)以優(yōu)質(zhì)服務(wù)為導(dǎo)向，以信息深加工為重點。依據(jù)對具有時空分布為特征的水文水資源信息的模型剖析和先進的軟件開發(fā)技術(shù)，不僅實現(xiàn)了多策略站群選取方式的信息查詢，而且成功地將其作數(shù)據(jù)源進行深加工，如動態(tài)構(gòu)繪矢量化的過程線、對比圖、頻率曲線和等值線圖；用于水文分析計算和統(tǒng)計的面雨量計算、洪量計算、水庫反推入庫洪水過程計算；用于水環(huán)境評價的水質(zhì)及地下水特征值統(tǒng)計；還原《水文年鑒》成果表等。體現(xiàn)了系統(tǒng)總體性能高效優(yōu)質(zhì)的特色。

3）功能全面、實用性強。系統(tǒng)功能涵蓋了用戶對水文信息的基本應(yīng)用方式，系統(tǒng)成果可直接廣泛地應(yīng)用于水利規(guī)劃、工程設(shè)計、設(shè)計洪水計算、區(qū)域水量平衡計算、水文預(yù)報方案修正等領(lǐng)域，適用于流域內(nèi)水文部門數(shù)據(jù)庫建設(shè)、庫資源安全保障及基于數(shù)據(jù)庫的全面應(yīng)用等。

4）設(shè)計技術(shù)先進，創(chuàng)新多。系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具軟件Delphi、GIS等，基于SQL方式查詢、應(yīng)用OLE（嵌入）技術(shù)，運用類及數(shù)據(jù)流技術(shù)，成功地進行了多項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，展現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計的較高水平。

5）軟件工程化、模塊化設(shè)計。系統(tǒng)充分應(yīng)用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計技術(shù)和軟件工程化、模塊化的設(shè)計方法，流程清晰、代碼優(yōu)化、模塊封裝性好、接口靈活、易于拓展、界面豐富友好，并具有高度的靈活性、可伸縮性、安全性和可靠性。反映了軟件規(guī)范化、標(biāo)準化的設(shè)計要求。

6）適用于多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。系統(tǒng)以C/S（客戶機/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)為主體，亦適用該地庫運行。應(yīng)用系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相對獨立，動態(tài)連接，可自由掛接SybaseSQLServer、SybaseSQLAnywhere、MS SQL Server、Oracle、DB2等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以充分利用用戶現(xiàn)有的應(yīng)用軟件研發(fā)成果，對全面推廣應(yīng)用具有重要意義。

6　結(jié)語

“松遼流域水文信息系統(tǒng)”研制工作是一項龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，經(jīng)過一年的努力攻關(guān)，依托科技進步，優(yōu)質(zhì)完成了松遼流域水文數(shù)據(jù)庫建設(shè)及水文信息系統(tǒng)的研發(fā)工作，達到了預(yù)期的開發(fā)目標(biāo)。系統(tǒng)的最大價值是把計算機技術(shù)、軟件設(shè)計技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與水利、水文領(lǐng)域內(nèi)的基本分析應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)水文業(yè)務(wù)的信息化。系統(tǒng)的主要特點是大、新、廣、深，集中反映工程量大、創(chuàng)新技術(shù)多、適用面廣、二次加工程度深，信息功能較為完善。下一步攻關(guān)目標(biāo)將繼續(xù)完善系統(tǒng)功能，將水文信息充分與GIS、WEB技術(shù)相結(jié)合，盡快將地下水、水質(zhì)等信息囊括進來，并與遙測數(shù)據(jù)直接并網(wǎng)，研發(fā)適合范圍更廣、實用性更強的信息服務(wù)系統(tǒng)，更加有效地發(fā)揮水文信息的應(yīng)用價值，更快更好地促進松遼流域水文信息化工作發(fā)展。

［中圖分類號］TP31

［文獻標(biāo)識碼］B

［文章編號］1002－0624（2016）02－0063－03

［收稿日期］#2015-11-23