省级基础水文数据库的设计与实现

发布时间：2016-04-11 23:45

第1章基础水文数据库建设的现状

1.1我国基础水文数据库建设情况
水文信息是一种水文数据,是国家经济建设事业必要的基础数据,在现有社会和经济环境条件下,生态和主要交通产品等领域的发展和社会服务都要依靠它。收集水文资料的数据库系统,即水文水情信息服务数据库是一个重要的基础设施。在《中华人民共和国水文条例》中,有“国家水行政主管部门直属的水文机构应当建立国家水文数据库”的要求,水文数据库的建设和运行维护管理已成为水文行业的重要业务。建设水文数据库一般要经过国家试点建设水文数据库系统初步审核,分几个阶段建设分布式水文数据库,在应用和实验领域发展提供了许多服务,“为防讯抗旱、水资源管理、水电规划和科研提供支持,现代水文数据库也在每个节点发挥了不可替代的作用”⑴。然而,受限于水文数据库在不同历史时期的技术和管理条件,相关技术要求在“基本完成”后很长一段时间处于停滞状态,且存在很多问题。随着国民经济的快速推进,水资源学和水文学现代信息技术的发展,不仅未能缓解这些问题,且日益凸显。主要表现在各地的信息进展不平衡,供其他系统进一步整合的丰富资源建设未能互连,实现信息共享和提供服务的能力和手段还不够强大,以及硬件和软件水平较低等。2007年12月至2009年2月,水文局、水利部已通过建立水文数据库的纸质问卷,并通过应用程序完成网上调查和实地考察等,并进行了全面分析。全国范围内的调查涉及七个流域机构及新疆生产建设兵团,水利科研院所和31个省的高等院校单位。
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1.2当前基础水文数据库存在的不足
现在数据存储在一个数据库系统,主要水文数据是地表水在中华人民共和国水文年鉴重组中的主要信息结果。为了实现现代化的水文资料,为社会各界提供全方位的服务支持,水利信息化系统必须基于水文数据类型的数据库系统进行扩展。基本水文资料一般可分为8大类,水文预报、计算结果、河水资源、评价结果、地表水数据、重组结果、地下水数据、观察水质的结果,即原始的水文数据和信息,水文历史洪水属性信息以及其他类型的信息的结果。当前水文数据库数据是像一些其他类型的数据一样的标准化底层表结构和标识符系统,尤其是历史数据,地表水水文基本信息重组的主要部分之一,未能形成一个全国性的水文的数据库条目,基本工作还未广泛的开始。在8类与水文信息服务扩展基本水文数据对象相关数据中,水利发展的信息和需求与水文服务差别很大。它非常迫切的要求对地下水和地表水的数量和质量多尺度融合全面的水文信息服务。因此,尽快提高水文数据库重组的结果,数据类型和地下水数据成果为近期建设的主要水文数据库的主要任务。另一方面,无论是水文数据或科研数据背后支撑的重组结果,重要的是应用的需求,原始数据的记录数据,水文数据类型的观察值,应是水文数据库存储的主要数据,作为水文基本数据的清单内容进行统计。
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第2章基础水文数据库建设的可行性

2.1基础水文数据库的特点
基础水文数据库建设与实时数据库和普通的中小型数据库系统建设有很大的不同,其建设必须符合自身的特点,主要特点有三:信息化建设分为网络建设和内容建设两个重要方面,网络好比是路,内容好比车和车站,只有网络没有内容的信息化好比高速公路上没有车没有车站,最多只是一种气势恢宏的摆设。基础水文数据库建设属海量优质内容的信息化,其信息化模式目前尚未确定,虽然水利系统网络建设已经初见成效,但网络化和内容信息化是信息化领域两个完全不同的方面,网络化的成功案例全球比比皆是,仅仅通过克隆就可以在不同的领域和地点取得成功,而内容信息化的行业性很强,需要大量使用领域的专门知识,按现有的内容信息化技术,其他行业的内容信息化解决方案很难移植过来,而水文系统目前还没有全面通用的解决方案,网络化的成功经验对内容建设又没有帮助,所以,基础水文数据库建设难度是很大的。虽然入手很容易,录入一些数据就算是开始建设了,但要做好、做全、做出效益、做得没有遗憾,是一件比任何水文水利最终应用系统都困难的事情。高标准大型数据库建设与普通中小型数据库建设相比,在技术实现和思路上有很大的不同,现有电子数据多按普通中小型数据库的建库思路处理和入库,数据处理工具极不完备,对数据的合成使用考虑很少,且不是职业化队伍实施,与基础水文数据库建设要求的高标准海量信息集成和专业化服务不相适应。
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2.2成熟的数据库技术

数据库的组织按照数据结构来存储和管理数据仓库,它产生于六十年前,随着信息技术的发展和市场的扩大,特别是20世纪90年代后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据的方式,用户需要用到不同的数据管理。有许多类型的数据库可供选择,“从各种数据存储的最简单的形式到进行大容量数据存储的大型数据库系统已被广泛应用在各个方面” [3]。数据库中的数据是由许多用户的信息确立了的限制和约束关系后形成的,可供程序共享。不同的用户可以根据数据库中的数据使用情况;可以同时共享不同的用户可以同时访问的相同数据,以及在数据库中的数据资源。数据共享,“不仅满足用户对内容的不同要求,也能满足用户之间信息和通信的需求” [4]。数据库技术具有数据实现集中控制、实现数据共享、数据一致性和可维护性、数据的独立性、故障恢复等6大特点:依托于安全性控制、完整性控制、并发控制等技术可以达到数据的安全性和可靠性。数据库通常分为层次式数据库(实质上是一种有根结点的定向有序树)、网络式数据库(按照网状数据结构建立的数据库系统)和关系式数据库(把一些复杂的数据结构归结为简单的二元关系)三种。而不同的数据库是按不同的数据结构来联系和组织的。MS是层次结构模型即层次式数据库得典型代表;网状结构模型即网状数据库系统得典型代表是DBTG; dBASE II就是关系结构模型既关系式数据库管理系统的典型代表。

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第3章基础水文数据库系统建设架构.....10
3.1建设目标......10
3.2建设标准......12
3.3建设规模......14
3.4建设内容......17
第4章基础水文数据库建设实现.....19
4.2系统实现......32
4.3数据同化子系统......34
4.1建设方案与系统边界......39
第5章结论......56

第4章基础水文数据库建设实现

基础水文数据是水文数据中质量最高、数据量最大、用途最广、流传最久的数据,其基本数据形态有“文字、文档、位图、音频、视频,其组合形态有公式、文章、矢量图、流媒体等多种,几乎囊括现有的所有数据形态” [23]。基础水文数据库存储基础水文数据,其建设涉及地理、气象、水文、水资源、水利、计算机、通讯等多个专业门类,在使用过程中,数据组合五法八门,数据与公式方法的稱合因站因人而异,难以穷举,所以,无论从数据规模,数据组合使用,还是数据加工的复杂程度来看,基础水文数据库都属于大型数据库。是信息化基础设施,所以,基础水文数据库建设是一个复杂的系统工程,“是对信息流、常见方法流的全程控制和集成,是实际业务工作中大多数经验和方法的计算机软件实现,一个实用的基础水文数据库为各领域的最终用户提供通用的满足各层次需求的查询计算工具,甚至为最终应用系统提供基础计算,以简化其处理过程并降低编程复杂度”.

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结论

“省级基础水文数据库”是专业定位的水文监测信息软件,以提高水文监测人员服务质量和工作效率为宗旨而开发的。系统开发过程中,充分利用了 J2EE平台和典型的J2EE多层体系结构和技术的优势,实现了更好的可维护性,可扩展性,适应了高强度的信息,符合了数据完整性的需求,以促进区域水文监测部门的冗杂的数据管理效率。监测过程中,解决了缺乏经验的操作人员手工记录输入不准确,不能及时收集分布式水文信息的问题,使信息采集更加全面,水文信息便于集中管理,使管理更加规范,水文水情监测更容易,更快速,使有据可查的数据实现定期备份的统一管理,以确保水文监测数据的安全性。该系统的主要用户,以省(州)和其他各级水文监测部门为主,主要记录河流降雨、地表水和地下水的数据信息,形成系统的水文管理数据及实时数据。在一个区域的水文监测部门使用单独区域内水文数据库管理数据时可以联网以共享其水文信息。对于这篇文章中的这个系统的设计与实现还有很多缺点,在撰写论文的过程中我学到了很多的水文数据库管理业务流程和知识,设计和实施一个更完善的系统的想法也将在未来深入研究,提高系统的可扩展性,同时提高系统性能,可以得到速度更快、质量更好的水文数据库系统。可以尝试通过提高自动生成固定模式代码的方式改进设计的速度和质量,通过高效率的管理制度和规范化的监督制度的结合,进一步完善水文数据库系统的内部管理效率。
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参考文献(略)

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本文编号：37968