(. , 40004；.市防汛抗旱搶險(xiǎn)中心， 4000)

1 系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)水文信息服務(wù)系統(tǒng)是以B/S、C/S模式在電腦上運(yùn)行的軟件系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通過(guò)有線局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)連接數(shù)據(jù)資源，用戶通過(guò)鍵盤(pán)操作，在電腦屏幕上獲取相應(yīng)的水文信息，能基本滿足辦公室人群對(duì)水文信息及時(shí)、全面的了解和掌握。

但是，部分長(zhǎng)期戶外水文工作者，受計(jì)算機(jī)、筆記本電腦不方便攜帶以及設(shè)備耗電量大等因素的影響，無(wú)法使用傳統(tǒng)的水文信息服務(wù)系統(tǒng)獲得信息資源，因此在獲取信息的渠道上呈現(xiàn)出了匱乏。目前比較常用的方式為短信或者電話獲取水文信息，可是在全面、系統(tǒng)、形象性掌握數(shù)據(jù)時(shí)不直觀，給用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)二次分析帶來(lái)不便。

水文部門在長(zhǎng)期進(jìn)行水情測(cè)報(bào)、預(yù)報(bào)分析服務(wù)的過(guò)程中，為更好地滿足戶外防汛抗旱和水文治理等方面工作要求，在現(xiàn)有通用水文數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、管理體系的基礎(chǔ)上，建立以2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)和智能移動(dòng)終端技術(shù)為基礎(chǔ)的移動(dòng)信息服務(wù)系統(tǒng)。通過(guò)開(kāi)發(fā)該移動(dòng)式的水文業(yè)務(wù)終端軟件，可隨時(shí)、隨地、隨需進(jìn)行水情、雨情、沙情、水庫(kù)等數(shù)據(jù)的圖表查詢、數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析、遠(yuǎn)程預(yù)報(bào)作業(yè)，使得部門領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人、水文預(yù)報(bào)人員、水情業(yè)務(wù)單位能隨時(shí)在移動(dòng)終端與測(cè)站之間實(shí)現(xiàn)圖、表、文方式的交流與溝通，進(jìn)一步提升水情測(cè)報(bào)管理工作的效率和實(shí)時(shí)性。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

目前市面上的手機(jī)、平板電腦的操作系統(tǒng)主要包括Android、ios、Windows，其中Windows主要是微軟公司開(kāi)發(fā)的用于諾基亞手機(jī)的操作系統(tǒng)，使用面較窄,ios由蘋(píng)果公司開(kāi)發(fā)，在目前市面上有一定的市場(chǎng)占有率，而Android操作系統(tǒng)是市面上絕大多數(shù)智能手機(jī)與平板電腦所采用的操作系統(tǒng)。為盡量滿足大多數(shù)用戶的使用需求，該移動(dòng)終端軟件基于Android系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，它將可以安裝到采用Android2.0及以上版本系統(tǒng)的手機(jī)、平板電腦上，軟件在開(kāi)發(fā)時(shí)采用支持800×480以上分辨率的設(shè)備上均可正常顯示。軟件開(kāi)發(fā)完畢后，推送到軟件市場(chǎng)或者直接交付給相關(guān)用戶，用戶可以從相關(guān)程序市場(chǎng)或者設(shè)定的下載中心下載程序進(jìn)行安裝，選擇不同入網(wǎng)方式，在輸入對(duì)應(yīng)的用戶名、密碼后，即可進(jìn)行相關(guān)的水文數(shù)據(jù)查詢。

2.2 功能模塊設(shè)計(jì)概述

2.2.1 登錄管理

用戶在使用水情信息移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)時(shí)，需要使用系統(tǒng)提供的用戶名、密碼進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證后的合法用戶，方可進(jìn)入系統(tǒng)查看本權(quán)限能提供的服務(wù)，確保了數(shù)據(jù)的保密性。

2.2.2 首頁(yè)信息

用戶登錄成功后進(jìn)入程序首頁(yè)，通過(guò)點(diǎn)擊首頁(yè)的功能按鈕，依次進(jìn)入相關(guān)功能查詢(見(jiàn)圖1)。首頁(yè)采取自動(dòng)排列、網(wǎng)格方式進(jìn)行圖標(biāo)排列，方便后期進(jìn)行功能的添加，如功能較多可以采取功能分組的方式，提供分組切換按鈕。

圖1 主界面

2.2.3 功能信息

進(jìn)入系統(tǒng)后將有權(quán)限查詢相應(yīng)的信息，查詢的水文信息包括：實(shí)時(shí)水情、實(shí)時(shí)雨情、實(shí)時(shí)沙情、水庫(kù)查詢、降雨分布、預(yù)報(bào)查詢、未來(lái)降雨、站點(diǎn)信息；圖形查詢匯總了以上所有水文信息查詢的圖形界面，更加方便給用戶進(jìn)行圖形展示；最后的值班信息、登錄日志、個(gè)人設(shè)置為輔助功能查詢，是用戶對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行配置和基礎(chǔ)信息的查詢功能。為方便使用者掌握信息，該系統(tǒng)采用了圖、表、動(dòng)畫(huà)、地圖等多種直觀的信息展示方式，這些方式涵蓋甚至超越了大部分傳統(tǒng)水文信息服務(wù)系統(tǒng)的功能。

3 軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

3.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用的主要技術(shù)

3.1.1 ArcGIS for Android應(yīng)用技術(shù)[1]

水情信息移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)中，采用了ArcGIS for Android 移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)，它可使用 Java 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言構(gòu)建多種應(yīng)用程序，并且利用程序中提供的工具進(jìn)行搜索，識(shí)別位置和要素，測(cè)量線和面，并進(jìn)行編輯工作，這些應(yīng)用程序可以運(yùn)用ArcGIS Server提供的強(qiáng)大制圖、地理編碼、地理處理和自定義功能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)功能，并將它們部署到Android設(shè)備中。

系統(tǒng)中，當(dāng)使用降雨分區(qū)圖、站點(diǎn)地理信息顯示時(shí)，調(diào)用了后臺(tái)的ArcGIS for Android。使用降雨分區(qū)圖時(shí)，在手機(jī)上顯示出分區(qū)流域地形及形狀，由每個(gè)色塊來(lái)顯示計(jì)算出來(lái)的面雨量值，讓用戶非常直觀地掌握當(dāng)前流域的雨帶分布狀況，再通過(guò)放大縮小地圖查看自己需要重點(diǎn)關(guān)注的部分。站點(diǎn)地理信息顯示，使用時(shí)調(diào)用ArcGIS顯示本站點(diǎn)地理位置，用戶可以直觀了解本站的位置情況。

3.1.2 TeeChart for Android應(yīng)用技術(shù)

TeeChart for Android圖表類控件，主要用來(lái)生成柱狀圖、折線圖、餅圖等各種復(fù)雜的圖表。TeeChart控件組包括4個(gè)主要控件，其中主類是TChart，它具有非常強(qiáng)大的功能。比如可以用Series元素增加和刪除圖表的顯示序列，可以用Panel元素繪制自己的圖形，可以對(duì)圖形進(jìn)行縮放控制、滾動(dòng)控制、三維效果控制。

在該系統(tǒng)中，主要采用柱狀圖、折線圖來(lái)展現(xiàn)水位、流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)。當(dāng)用戶切換到圖形界面，會(huì)根據(jù)當(dāng)前用戶所選分區(qū)、段次和時(shí)間段向服務(wù)端同步分頁(yè)下載數(shù)據(jù)，綁定到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)后供圖形加載顯示，橫坐標(biāo)軸用于顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)時(shí)間，縱坐標(biāo)軸顯示當(dāng)前讀取水位值或流量值，以及當(dāng)水位數(shù)據(jù)接近警戒、保證水位時(shí)自動(dòng)繪制出的警戒、保證水位線等。在線和離線兩種模式下，用戶只需自定義數(shù)據(jù)配置，TeeChart for Android均可加載顯示。

3.1.3 大數(shù)據(jù)加載及更新機(jī)制優(yōu)化技術(shù)

Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，采用ListView組件來(lái)展示數(shù)據(jù)是常用的功能之一，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用要展現(xiàn)很多的數(shù)據(jù)時(shí)，一般情況下都不會(huì)把所有的數(shù)據(jù)一次就展示出來(lái)，而是通過(guò)分頁(yè)的形式進(jìn)行展示，減少加載大量數(shù)據(jù)的延時(shí)，這樣會(huì)有更好的用戶體驗(yàn)。

在該系統(tǒng)中，首頁(yè)初次載入時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)將多個(gè)基礎(chǔ)站點(diǎn)數(shù)據(jù)、用戶權(quán)限信息和通知公告載入到本地中，再次載入時(shí)會(huì)根據(jù)本地更新時(shí)間與服務(wù)端更新時(shí)間進(jìn)行對(duì)比后再下載，同時(shí)實(shí)時(shí)水情、實(shí)時(shí)雨情、實(shí)時(shí)沙情、水庫(kù)查詢等各內(nèi)容列表，均采用時(shí)間對(duì)比后下拉分頁(yè)查詢技術(shù)，降低數(shù)據(jù)加載的重復(fù)性，減少用戶流量資源消耗。

3.2 表格主要部分的展示

3.2.1 實(shí)時(shí)水情表

用戶通過(guò)實(shí)時(shí)水情查詢功能，可以第一時(shí)間獲取最新的水情信息，可以查看站號(hào)、站名、水位、流量、水勢(shì)、超警戒、超保證、航運(yùn)等信息，并且可以選擇時(shí)間查詢某一個(gè)范圍的值，系統(tǒng)默認(rèn)緩存3個(gè)月的數(shù)據(jù)在手機(jī)上，每次訪問(wèn)只需獲取最新的少量數(shù)據(jù)即可。

實(shí)時(shí)水情查詢默認(rèn)方式顯示所有重要站點(diǎn)數(shù)據(jù)，方便用戶查看或者以分區(qū)模式篩選，建立快速查看數(shù)據(jù)列表(組合各分區(qū)重點(diǎn)測(cè)站數(shù)據(jù)，集中顯示，可后臺(tái)配置)，領(lǐng)導(dǎo)和其他用戶可以通過(guò)分區(qū)查詢，水情專業(yè)人員可以直接通過(guò)快速查看數(shù)據(jù)列表，獲取所需數(shù)據(jù)。

3.2.2 實(shí)時(shí)雨情表

用戶通過(guò)實(shí)時(shí)雨情查詢，可以實(shí)時(shí)獲取雨情信息，供查看的雨情信息包括站名、時(shí)間、雨量等，也可以通過(guò)選擇站點(diǎn)進(jìn)行查詢。站點(diǎn)顯示方式與水情表相似。

3.2.3 水庫(kù)信息表

用戶在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下可以查詢最新的水庫(kù)信息，供查看的水庫(kù)信息包括站名、時(shí)間、入庫(kù)流量、壩前水位、出庫(kù)流量、壩下水位、距正常、距訊限等信息，也可以通過(guò)選擇站點(diǎn)進(jìn)行查詢。點(diǎn)擊右上角的按鈕，屏幕旋轉(zhuǎn)，則可查看更多信息。可根據(jù)站號(hào)，站名模糊查詢當(dāng)前信息，例如輸入三峽后，則顯示三峽的水庫(kù)信息。點(diǎn)擊高級(jí)查詢，則可分地區(qū)、分時(shí)間、分段次進(jìn)行查詢。

3.2.4 水文預(yù)報(bào)表[2]

用戶在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下可以查詢最新的預(yù)報(bào)查詢信息，里面有預(yù)報(bào)公告、預(yù)報(bào)水情、最新預(yù)報(bào)水情、預(yù)報(bào)沙情4個(gè)模塊。點(diǎn)擊預(yù)報(bào)公告，出現(xiàn)預(yù)報(bào)公告相關(guān)信息，預(yù)報(bào)公告中顯示了實(shí)時(shí)水情的實(shí)時(shí)水位、每日8時(shí)的預(yù)報(bào)水位，洪峰時(shí)間和水位以及相應(yīng)的航運(yùn)水位。點(diǎn)擊左上角，可根據(jù)某個(gè)時(shí)間查詢到以該時(shí)間點(diǎn)做預(yù)報(bào)的水情重要信息。點(diǎn)擊預(yù)報(bào)水情，出現(xiàn)預(yù)報(bào)水情相關(guān)信息，包括站名、站號(hào)、預(yù)報(bào)根據(jù)時(shí)間、預(yù)報(bào)時(shí)間、水位、流量、航運(yùn)水位、是否洪峰、超警戒、超保證等。點(diǎn)擊最新預(yù)報(bào)水情，將剔除多余的預(yù)報(bào)信息，僅僅出現(xiàn)每個(gè)站最新預(yù)報(bào)水情信息，方便用戶在同一個(gè)頁(yè)面上了解到全部站點(diǎn)的最新預(yù)報(bào)值。點(diǎn)擊預(yù)報(bào)沙情，會(huì)出現(xiàn)預(yù)報(bào)沙情相關(guān)信息。

3.3 圖形主要部分的展示

3.3.1 水情過(guò)程線

實(shí)時(shí)水情查詢功能除了可以查看數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行圖形查詢，選中1個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)，點(diǎn)擊圖形按鈕，即可以切換到圖形界面，如果數(shù)據(jù)接近洪峰，則自動(dòng)繪制洪峰點(diǎn)，以倒三角表示，當(dāng)有實(shí)測(cè)水情數(shù)據(jù)時(shí)，則繪制實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以空心圓圈表示。

3.3.2 雨情柱狀圖

實(shí)時(shí)雨情查詢頁(yè)可以查看降雨量柱狀圖，選中1個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)，點(diǎn)擊圖形按鈕，可以查看雨量柱狀圖。柱狀圖以橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為降雨量，圖例用不同顏色表示不同站點(diǎn)。

3.3.3 水庫(kù)圖

在水庫(kù)查詢頁(yè)面，點(diǎn)選右側(cè)的圖形顯示時(shí)，可以選擇需要查看的一個(gè)站點(diǎn)，點(diǎn)擊確認(rèn)后將顯示出該水庫(kù)的水庫(kù)模擬切面圖，形象地為用戶展示水庫(kù)的相關(guān)信息參數(shù)。

3.3.4 預(yù)報(bào)水情過(guò)程線

當(dāng)選擇預(yù)報(bào)水情后，選擇相關(guān)圖形，則出現(xiàn)相應(yīng)的預(yù)報(bào)過(guò)程線信息。根據(jù)用戶需求該信息可以以水位或者流量過(guò)程線的形式進(jìn)行展示，當(dāng)前預(yù)報(bào)時(shí)間點(diǎn)、預(yù)報(bào)水情過(guò)程、最新的預(yù)報(bào)信息，以及以前的預(yù)報(bào)信息均用相關(guān)線條表示，方便用戶對(duì)比每次預(yù)報(bào)的偏差，洪峰預(yù)報(bào)信息用紅色的倒三角表示。

3.4 后臺(tái)功能

后臺(tái)管理功能主要是對(duì)移動(dòng)手機(jī)客戶端、移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)接口進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、功能配置和管理，對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理，包括用戶、角色、權(quán)限等功能管理。

3.4.1 角色管理

添加、刪除、編輯該系統(tǒng)的角色，以用戶的角色邏輯進(jìn)行劃分，針對(duì)不同的用戶角色劃分不同的權(quán)限。

3.4.2 組織機(jī)構(gòu)管理

組織結(jié)構(gòu)管理可以將系統(tǒng)的用戶分成不同的部門與不同的機(jī)構(gòu)，方便用戶管理和查詢，以及功能分配。

3.4.3 用戶管理

添加、刪除、編輯用戶，用戶可以用來(lái)登錄該系統(tǒng)，可以將用戶分配到某一具體角色組，屬于該角色組的用戶，獲得對(duì)應(yīng)該角色權(quán)限。

用戶可以屬于多個(gè)角色組，相應(yīng)權(quán)限為多個(gè)角色組的權(quán)限疊加。

3.4.4 權(quán)限管理

權(quán)限管理可以劃分成菜單權(quán)限、功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限。

(1) 菜單權(quán)限：主要控制用戶可以訪問(wèn)的菜單，如限制某一水情用戶，只能訪問(wèn)水文預(yù)報(bào)。

(2) 功能權(quán)限：功能權(quán)限包括添加、查詢、刪除、編輯、選擇等，如限制某一用戶只能使用默認(rèn)分區(qū)流域，不能切換流域顯示。

(3) 數(shù)據(jù)權(quán)限：站點(diǎn)查詢、預(yù)報(bào)查詢、水情數(shù)據(jù)查詢等，如某一用戶只能訪問(wèn)其中幾個(gè)站點(diǎn)；預(yù)報(bào)查詢、水情數(shù)據(jù)查詢只能查詢某固定預(yù)報(bào)長(zhǎng)度、時(shí)間段。

3.4.5 日志管理

可以查詢、管理系統(tǒng)運(yùn)行日志，也可以查詢系統(tǒng)的相關(guān)登錄日志，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行、訪問(wèn)進(jìn)行管理和查詢。

3.4.6 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置包括該系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)配置、數(shù)據(jù)庫(kù)信息配置、功能開(kāi)放以及部分權(quán)限配置。例如可以設(shè)置數(shù)據(jù)刷新時(shí)間、顯示站點(diǎn)列表、流域降雨數(shù)據(jù)條件篩選等。

4 系統(tǒng)應(yīng)用情況

圖2 系統(tǒng)部分功能效果

到目前為止，由長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江上游水文水資源勘測(cè)局開(kāi)發(fā)研制的水情信息移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，已完成了上游局各科室成員的安裝，滿足了實(shí)時(shí)了解水情信息的需求，在水情信息及時(shí)性發(fā)布的工作中已經(jīng)發(fā)揮出巨大的作用，起到了隨時(shí)、隨地、隨需掌握水情信息的目的，這是傳統(tǒng)水文與飛速發(fā)展的信息化相結(jié)合的產(chǎn)物。由于是模塊化開(kāi)發(fā)，隨著科技的不斷進(jìn)步，隨著需求的不斷增加，該系統(tǒng)將不斷完善，增加新的功能模塊，最終真正實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能效果見(jiàn)圖2。 必須做好最終用戶與軟件設(shè)計(jì)人員之間的溝通與交流，才可不斷更新軟件，逐步提高軟件的功能，提高軟件的易用性，高效發(fā)揮系統(tǒng)作用。只有當(dāng)用戶需求得到很好滿足，軟件才會(huì)發(fā)揮最大的效益，同時(shí)也最大限度地發(fā)揮隨之創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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