孟令明（水利部松遼水利委員會(huì)，吉林長(zhǎng)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(huì)，吉林長(zhǎng)春 1300321）

［摘 要］松遼流域水文信息系統(tǒng)最大價(jià)值是把計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)水文業(yè)務(wù)的信息化。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)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(xiàng)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(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》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(jìn)行統(tǒng)一整合，形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下的松遼流域水文數(shù)據(jù)庫(kù)。

2）開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)檢查軟件，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查。

3）以松遼流域水文數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，開(kāi)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(jì)、水文分析計(jì)算及安全管理等功能。

2　松遼流域水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

松遼流域水文數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)源來(lái)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(duì)不同格式的成果數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)完成了數(shù)據(jù)入庫(kù)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下的格式，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理語(yǔ)言批量入庫(kù)。同時(shí)，編制完成了數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量檢測(cè)軟件，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查，保證數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量。

2.1數(shù)據(jù)整合

松遼委水文數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)源來(lái)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(kù)格式、access數(shù)據(jù)庫(kù)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的格式，是數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的重要基礎(chǔ)。通過(guò)詳細(xì)調(diào)研、整理，設(shè)計(jì)完成了數(shù)據(jù)整合軟件，該軟件提供了簡(jiǎn)單方便的操作界面，可把不同格式的數(shù)據(jù)源按照表項(xiàng)批量進(jìn)行格式軟換，形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下的格式。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)量檢測(cè)

1）單表相關(guān)數(shù)據(jù)合理性檢測(cè)。逐日表類，依據(jù)日值、月年統(tǒng)計(jì)值及有關(guān)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目（水位保證率、日時(shí)段最大降水量）等之間的內(nèi)在關(guān)系，通過(guò)日值重新計(jì)算或統(tǒng)計(jì)，并與相應(yīng)統(tǒng)計(jì)值比較，對(duì)于不一致或不合理數(shù)據(jù)自動(dòng)檢出并由人工審核，以確定出錯(cuò)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(cè)。逐日降水量表與降水量摘錄表之間的檢測(cè)，依據(jù)對(duì)應(yīng)年份取用的日分界，分別由摘錄表計(jì)算的逐日值與相應(yīng)日表中刊印日值進(jìn)行互檢，檢出并改正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

3）指標(biāo)數(shù)據(jù)合理性檢測(cè)。洪水要素摘錄表類，由于人工整編計(jì)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(jì)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(cuò)誤，采取對(duì)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(jìn)行檢測(cè)。對(duì)檢出的可疑數(shù)據(jù)由人工逐一審核，確認(rèn)后改正。

3　應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)

數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)完成后，為了更好的對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行利用分析，開(kāi)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(kù)庫(kù)信息資源為依據(jù)、信息服務(wù)為導(dǎo)向、深加工為重點(diǎn)，通過(guò)全面、科學(xué)的需求分析和模型分析，構(gòu)造三個(gè)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(kù)是一個(gè)多維的大型數(shù)據(jù)庫(kù)（Multi-Dimension Database，MDD）。時(shí)間維是一個(gè)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(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的所有資料表項(xiàng)；地域維通過(guò)流域水系、河流、站名、站碼逐級(jí)細(xì)化，將搜索的目標(biāo)逐級(jí)縮小，可以達(dá)到快速檢索站點(diǎn)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(kù)用戶交互頻繁的功能模塊。它提供了一個(gè)強(qiáng)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(gè)具有十分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的信息搜索和統(tǒng)計(jì)分析模型以獲取所需信息。系統(tǒng)同時(shí)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(diǎn)取X，Y軸坐標(biāo)對(duì)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(dòng)、可標(biāo)注數(shù)值的各種（過(guò)程線、面積圖、柱狀圖、對(duì)比圖等）矢量化圖像。

3.3水文統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

水文統(tǒng)計(jì)是進(jìn)行工程建設(shè)、水利開(kāi)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(jì)算、洪量計(jì)算和水庫(kù)反推入庫(kù)洪水洪量計(jì)算、雨水情特征值統(tǒng)計(jì)等功能，并能對(duì)統(tǒng)計(jì)系列做頻率分析，基本滿足了用戶對(duì)常用水文項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)需求。

該模塊設(shè)計(jì)依據(jù)是《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》。對(duì)以時(shí)間、地域、表項(xiàng)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(cè)站、表項(xiàng)）中相關(guān)數(shù)據(jù)（時(shí)間、摘錄值、日值等），通過(guò)逐一展開(kāi)、疊加、取均值、滑動(dòng)挑選等步驟進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。水庫(kù)還原入庫(kù)洪水過(guò)程系應(yīng)用水量平衡法原理進(jìn)行反求推算。

模塊核心是一個(gè)描述統(tǒng)計(jì)方法的SQL構(gòu)造器，在自動(dòng)完成數(shù)據(jù)預(yù)處理（分裂、插補(bǔ)、平移等）和合理性檢測(cè)后，形成系列特征統(tǒng)計(jì)的集合，提供進(jìn)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(yán)格遵循以下國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范是（SL324-2005）《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》、（SL247-1999）《水文資料整編規(guī)范》、（SL44-2006）《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》、（SL278-2002）《水利水電工程水文計(jì)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(diǎn)

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(shù)形結(jié)構(gòu)、GIS水文站網(wǎng)圖三種選站方式。

2）動(dòng)態(tài)構(gòu)繪矢量化圖形。包括關(guān)系曲線、對(duì)比圖、頻率曲線等。

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

4）動(dòng)態(tài)掛接異種數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決了多種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的自動(dòng)掛接問(wèn)題，即通過(guò)創(chuàng)建的連接中心連接注冊(cè)，各子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)定位連接、應(yīng)用注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

5）運(yùn)用OLE技術(shù)還原各種表格。

5.2系統(tǒng)特點(diǎn)

1）標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度高。系統(tǒng)嚴(yán)格遵循（SL324-2005）《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)》、（SL247-1999）《水文資料整編規(guī)范》等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范，達(dá)到了系統(tǒng)開(kāi)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(diǎn)。依據(jù)對(duì)具有時(shí)空分布為特征的水文水資源信息的模型剖析和先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，不僅實(shí)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(jìn)行深加工，如動(dòng)態(tài)構(gòu)繪矢量化的過(guò)程線、對(duì)比圖、頻率曲線和等值線圖；用于水文分析計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的面雨量計(jì)算、洪量計(jì)算、水庫(kù)反推入庫(kù)洪水過(guò)程計(jì)算；用于水環(huán)境評(píng)價(jià)的水質(zhì)及地下水特征值統(tǒng)計(jì)；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(shí)用性強(qiáng)。系統(tǒng)功能涵蓋了用戶對(duì)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(jì)、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算、區(qū)域水量平衡計(jì)算、水文預(yù)報(bào)方案修正等領(lǐng)域，適用于流域內(nèi)水文部門數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、庫(kù)資源安全保障及基于數(shù)據(jù)庫(kù)的全面應(yīng)用等。

4）設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)，創(chuàng)新多。系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)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(yùn)用類及數(shù)據(jù)流技術(shù)，成功地進(jìn)行了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，展現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的較高水平。

5）軟件工程化、模塊化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)充分應(yīng)用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)技術(shù)和軟件工程化、模塊化的設(shè)計(jì)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(zhǔn)化的設(shè)計(jì)要求。

6）適用于多種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。系統(tǒng)以C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)為主體，亦適用該地庫(kù)運(yùn)行。應(yīng)用系統(tǒng)與外部數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，動(dòng)態(tài)連接，可自由掛接SybaseSQLServer、SybaseSQLAnywhere、MS SQL Server、Oracle、DB2等數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)全面推廣應(yīng)用具有重要意義。

6　結(jié)語(yǔ)

“松遼流域水文信息系統(tǒng)”研制工作是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，經(jīng)過(guò)一年的努力攻關(guān)，依托科技進(jìn)步，優(yōu)質(zhì)完成了松遼流域水文數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及水文信息系統(tǒng)的研發(fā)工作，達(dá)到了預(yù)期的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。系統(tǒng)的最大價(jià)值是把計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)水文業(yè)務(wù)的信息化。系統(tǒng)的主要特點(diǎn)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(jìn)來(lái)，并與遙測(cè)數(shù)據(jù)直接并網(wǎng)，研發(fā)適合范圍更廣、實(shí)用性更強(qiáng)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(jià)值，更快更好地促進(jìn)松遼流域水文信息化工作發(fā)展。

［中圖分類號(hào)］TP31

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）02－0063－03

［收稿日期］#2015-11-23