松辽流域水文信息系统建设

孟令明（水利部松辽水利委员会，吉林长春 1300321）



松辽流域水文信息系统建设

孟令明
（水利部松辽水利委员会，吉林长春 1300321）

［摘 要］松辽流域水文信息系统最大价值是把计算机技术、软件设计技术、数据库技术与水利、水文领域内的基本分析应用技术相结合，实现水文业务的信息化。系统的主要特点是大、新、广、深，集中反映工程量大、创新技术多、适用面广、二次加工程度深，信息功能较为完善。

［关键词］水文信息；管理系统；松辽流域

1　系统建设任务

本项目建设任务主要包括以下三方面：

1）按照水利部颁发的（SL324-2005）《基础水文数据库表结构及标识符标准》要求，将搜集到的吉林省、辽宁省、黑龙江省内及蒙古自治区的相关基础水文数据进行统一整合，形成国家标准下的松辽流域水文数据库。

2）开发数据库检查软件，对数据库数据进行合理性检查。

3）以松辽流域水文数据库为基础，开发松辽流域水文信息服务软件，主要包括数据浏览、数据查询、数据统计、水文分析计算及安全管理等功能。

2　松辽流域水文数据库建设

松辽流域水文数据库数据源来自于流域内各省及自治区提供的地表水整编成果。针对不同格式的成果数据，开发完成了数据入库格式转换软件，该软件可以把不同格式的数据整合为国家标准下的格式，通过数据库管理语言批量入库。同时，编制完成了数据库质量检测软件，通过对数据库数据进行合理性检查，保证数据库质量。

2.1数据整合

松辽委水文数据库数据源来自于不同省份，数据源格式复杂多样，有sql server数据库格式、access数据库格式、不同的Excel格式、文本格式等等。把不同格式的数据源整合成符合国家标准的格式，是数据库建设的重要基础。通过详细调研、整理，设计完成了数据整合软件，该软件提供了简单方便的操作界面，可把不同格式的数据源按照表项批量进行格式软换，形成国家标准下的格式。

2.2数据库质量检测

1）单表相关数据合理性检测。逐日表类，依据日值、月年统计值及有关统计项目（水位保证率、日时段最大降水量）等之间的内在关系，通过日值重新计算或统计，并与相应统计值比较，对于不一致或不合理数据自动检出并由人工审核，以确定出错位置和性质并予以改正。

2）相关表数据合理性检测。逐日降水量表与降水量摘录表之间的检测，依据对应年份取用的日分界，分别由摘录表计算的逐日值与相应日表中刊印日值进行互检，检出并改正错误数据。

3）指标数据合理性检测。洪水要素摘录表类，由于人工整编计算逐日平均值所采取的方法各异，因此不宜和降水量资料一样计算日值后与相应逐日表的日值互检，为防止可能出现的整编、刊印错误，采取对相邻记录同一要素变化的连续性及同一记录中各要素间相应关系的合理性进行检测。对检出的可疑数据由人工逐一审核，确认后改正。

3　应用系统的建设

数据库建设完成后，为了更好的对现有数据进行利用分析，开发了相关应用系统。系统以松辽流域水文数据库库信息资源为依据、信息服务为导向、深加工为重点，通过全面、科学的需求分析和模型分析，构造三个相关应用系统。

3.1浏览还原系统

松辽流域水文数据库是一个多维的大型数据库（Multi-Dimension Database，MDD）。时间维是一个具有特殊意义的维度，系统提供了以年份为单位的资料搜索方式，规范了数据的管理，使系统与传统的以《水文年鉴》为基础的资料保存与查阅体系相衔接；数据维囊括（SL324-2005）《基础水文数据库表结构及标识符标准》规定的所有资料表项；地域维通过流域水系、河流、站名、站码逐级细化，将搜索的目标逐级缩小，可以达到快速检索站点的目的。

3.2分析应用系统

分析应用系统是系统与数据库用户交互频繁的功能模块。它提供了一个强大而友好的全中文系统应用需求描述工具，用户可以在系统的辅助下，轻松构造一个具有十分复杂结构的信息搜索和统计分析模型以获取所需信息。系统同时提供了一套鲜明而丰富的图像输出工具，用户可以在搜索得到的信息集合之上，只需点取X，Y轴坐标对应搜索结果中的相关数据字段，即可获得精美而生动、可标注数值的各种（过程线、面积图、柱状图、对比图等）矢量化图像。

3.3水文统计系统

水文统计是进行工程建设、水利开发等的前期重要基础工作，是用户使用最为频繁的功能模块，涵盖了雨量计算、洪量计算和水库反推入库洪水洪量计算、雨水情特征值统计等功能，并能对统计系列做频率分析，基本满足了用户对常用水文项目的统计需求。

该模块设计依据是《水利水电工程设计洪水计算规范》。对以时间、地域、表项三维空间分布的历年水文信息，选择各维度内具体层（年份、测站、表项）中相关数据（时间、摘录值、日值等），通过逐一展开、叠加、取均值、滑动挑选等步骤进行统计。水库还原入库洪水过程系应用水量平衡法原理进行反求推算。

模块核心是一个描述统计方法的SQL构造器，在自动完成数据预处理（分裂、插补、平移等）和合理性检测后，形成系列特征统计的集合，提供进一步分析应用。

4　系统成果质量分析

系统建设和应用研发严格遵循以下国家标准或行业规范是（SL324-2005）《基础水文数据库表结构和标识符标准》、（SL247-1999）《水文资料整编规范》、（SL44-2006）《水利水电工程设计洪水计算规范》、（SL278-2002）《水利水电工程水文计算规范》、（SL 460-2009）《水文年鉴汇编刊印规范》等。

5　系统技术创新和特点

5.1技术创新

1）研制多策略站群选取技术。包括关键字、树形结构、GIS水文站网图三种选站方式。

2）动态构绘矢量化图形。包括关系曲线、对比图、频率曲线等。

3）水文分析计算统计模型的应用设计。包括面雨量、洪量、雨水情、水质及地下水特征值统计等，采用P-III型频率分析技术可直接完成各统计段制的频率分析及适线。

4）动态挂接异种数据库。应用数据库技术解决了多种数据库管理系统的自动挂接问题，即通过创建的连接中心连接注册，各子系统运行时自动定位连接、应用注册数据库。

5）运用OLE技术还原各种表格。

5.2系统特点

1）标准化、规范化程度高。系统严格遵循（SL324-2005）《基础水文数据库表结构和标识符标准》、（SL247-1999）《水文资料整编规范》等相关国家标准或行业规范，达到了系统开发的目标要求。

2）信息深加工程度高。系统以优质服务为导向，以信息深加工为重点。依据对具有时空分布为特征的水文水资源信息的模型剖析和先进的软件开发技术，不仅实现了多策略站群选取方式的信息查询，而且成功地将其作数据源进行深加工，如动态构绘矢量化的过程线、对比图、频率曲线和等值线图；用于水文分析计算和统计的面雨量计算、洪量计算、水库反推入库洪水过程计算；用于水环境评价的水质及地下水特征值统计；还原《水文年鉴》成果表等。体现了系统总体性能高效优质的特色。

3）功能全面、实用性强。系统功能涵盖了用户对水文信息的基本应用方式，系统成果可直接广泛地应用于水利规划、工程设计、设计洪水计算、区域水量平衡计算、水文预报方案修正等领域，适用于流域内水文部门数据库建设、库资源安全保障及基于数据库的全面应用等。

4）设计技术先进，创新多。系统应用开发工具软件Delphi、GIS等，基于SQL方式查询、应用OLE（嵌入）技术，运用类及数据流技术，成功地进行了多项关键技术创新，展现了系统设计的较高水平。

5）软件工程化、模块化设计。系统充分应用了面向对象的设计技术和软件工程化、模块化的设计方法，流程清晰、代码优化、模块封装性好、接口灵活、易于拓展、界面丰富友好，并具有高度的灵活性、可伸缩性、安全性和可靠性。反映了软件规范化、标准化的设计要求。

6）适用于多种数据库系统。系统以C/S（客户机/服务器）体系结构为主体，亦适用该地库运行。应用系统与外部数据库系统相对独立，动态连接，可自由挂接SybaseSQLServer、SybaseSQLAnywhere、MS SQL Server、Oracle、DB2等数据库系统，以充分利用用户现有的应用软件研发成果，对全面推广应用具有重要意义。

6　结语

“松辽流域水文信息系统”研制工作是一项庞大而复杂的系统工程，经过一年的努力攻关，依托科技进步，优质完成了松辽流域水文数据库建设及水文信息系统的研发工作，达到了预期的开发目标。系统的最大价值是把计算机技术、软件设计技术、数据库技术与水利、水文领域内的基本分析应用技术相结合，实现水文业务的信息化。系统的主要特点是大、新、广、深，集中反映工程量大、创新技术多、适用面广、二次加工程度深，信息功能较为完善。下一步攻关目标将继续完善系统功能，将水文信息充分与GIS、WEB技术相结合，尽快将地下水、水质等信息囊括进来，并与遥测数据直接并网，研发适合范围更广、实用性更强的信息服务系统，更加有效地发挥水文信息的应用价值，更快更好地促进松辽流域水文信息化工作发展。

［中图分类号］TP31

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）02－0063－03

［收稿日期］#2015-11-23