二元结构下农田水利建设管理系统设计

2018-11-06万丹

水利科学与寒区工程 2018年10期

万丹

(辽宁省阜新市阜蒙县水利局，辽宁阜新 123100 )

随着现代科学技术的发展，信息技术也在促进着现代农业的发展，人们开始通过建设水利工程等设施抵御自然条件的影响。水利工程的建设有效改善了农业发展受自然气候条件影响的现状，提高了农业生产水平，保障了农业经济收益的稳步前进，提高了农村人口的生活条件和生活质量，也在一定程度上改善了农村地区的生态环境。这一工程建设的优势得到了相关方面的重视，水利建设成为现代农业建设的重要组成部分，进一步促进了社会主义新农村建设。如何开展水利建设，实现水利建设的科学高效应用成为广受关注的重要课题[1]。传统农田水利建设管理系统在设计方面存在缺陷，在实际进行水利建设管理时不能发挥其科学管理的效果。

1 设计二元结构下农田水利建设管理系统

1.1 设置系统搭建环境

为保证系统功能的良好运行，对系统开发环境各项条件进行设置。系统开发环境要求设置如表1所示。

铺设相关网络设施，保证系统数据传输的速度和效率不受网络信号的干扰。

表1 系统开发环境要求设置

1.2 设计系统管理逻辑结构

在设置的系统环境下搭建二元结构下农田水利建设管理系统。本文设计的农田水利建设管理系统基于XML语言，使用J2EE开发平台架构进行设计，这一架构使用B/S分层结构，这样的分层设计能保证各结构功能互相不受影响，在功能实现时更具有灵活性[2]。在数据管理方面使用SQL Server数据库，这一数据库软件能够满足数据大量存储和调用的需求，适合动态化数据管理需求。运用MVC五层框架理念对系统进行分层[3]，将农田水利建设管理系统分为系统环境层、资源层、应用支撑层、业务应用层和界面展现层，系统结构如图1所示。

图1 系统逻辑结构图

整个农田水利建设管理系统的核心和基础就是系统环境层，这一层主要包括系统建设的硬件设施，例如建设系统所需要的主机、服务器、网络基础设施等。通过系统环境对数据资源层进行管理，即对相关信息数据进行存储和调用操作。在数据资源层和应用支撑层的基础上完成业务应用层的相关管理操作，其中应用支撑层主要为配合业务应用层的功能实现而提供一些辅助操作，例如模板管理、数据传输等。而业务应用层负责完成农田水利建设管理系统的主要功能操作，并将管理成果显示在页面展示层，方便用户进行了解和使用。

1.3 搭建管理系统数据库

根据设计的系统管理逻辑结构，搭建农田水利建设管理系统的数据库，农田水利建设管理系统数据库架构如图2所示。

图2 系统数据库架构

由图2可见，系统数据库架构大概包括四部分。其中运行信息数据库中存储数据信息内容包括两部分，一是管理工程的运行现状，二是管理过程的实时监测数据与人工观测数据；空间信息数据库负责存储农田水利建设空间分布的数据信息[4]；行业管理信息数据库负责存储农田水利建设管理中的规划、投资等信息；项目管理信息数据库负责存储项目管理流程数据。

1.4 实现农田水利建设管理功能

通过对数据库中的数据信息进行处理，农田水利建设管理系统在业务应用层实现相关功能和管理效果，构建系统应用功能架构，如图3所示。

图3 系统应用功能架构图

将农田水利建设管理系统分为外部系统和内部系统两个基础模块。外部系统针对外部人员进行查询浏览使用，相关人员将水利建设基本信息发布在系统中，外部人员可以按需查找，同时在水利工程的建设招标问题上，外部系统可以进行资料提供、接收等操作。内部系统主要负责对水利建设的业务管理工作，大体包括蓄水调节、节水灌溉和工程建设等方面的相关管理工作。通过业务应用层的相关操作，实现系统应用功能。

在业务应用层实现相关功能处理之后，将处理结果显示在页面展示层，用户可直接通过页面读取数据信息，也可以直接通过页面发布指令进行相关操作[5]。系统完整结构图如图4所示。

图4 系统结构图

整个系统通过数据监测设备收集数据信息，将数据信息存储进数据库，由中央处理系统对数据库进行调取操作，根据不同需求对数据进行处理，将处理结果显示在显示器上。经过以上步骤，实现了二元结构下农田水利建设管理系统的设计。

2 实验论证分析

为证明本文设计的二元结构下农田水利建设管理系统的有效性，设置仿真实验，通过仿真模型模拟农田水利建设的真实场景，对农田水利规划的作用进行测试。仿真实验选取两片条件相同的实验区域，控制实验变量，分别采用本文设计的农田建设管理系统和传统系统进行测试，通过实验结果分析两种方法存在的优势和弊端。

2.1 数据准备

在搭建好本文设计的农田水利建设管理系统后，分别使用该系统和传统系统对同一规模、同等经济状况、相同自然条件的两片农田进行规划管理，保证两片农田除水利建设外其他条件基本一致，以防止影响实验结果的准确性。

2.2 对比试验结果

为测试本文设计的二元结构下农田水利建设管理系统在规划农田水利方面的有效性，对两片实验农田区域分别进行两种系统下的水利建设管理，分别使用本文设计的城市规划模型和传统方法对实验区域进行城市规划，通过仿真技术模拟在降水量增加和降水量减少时的农田收获状况，将实验后的数据信息同未经过实验的数据信息进行对比，将经过系统管理后的提升效果绘成折线图。实验结果如图5所示。

图5 实验结果对比图

通过图5可以得知，相比传统方式，使用本文设计的二元结构下农田水利建设管理系统对农田水利进行规划，能够减小降水等水文变化对农田经济的损害程度，证明本文设计的水利建设管理系统在科学规划方面的有效性。无论在降水量增加还是减少的情况下，相比未经过管理规划的数据而言，使用本文设计的农田水利建设管理系统所起到的提升效果都远远高于传统方法的数值。而且随着降水量的变化幅度加大，使用传统方法所能起到的提升效果逐渐变弱，说明当水文条件急剧变化时，使用传统方法进行管理的水利建设并不能良好运行，难以适应水文调节的需要。使用本文设计的农田水利建设管理系统的区域水文情况却得到了良好控制，随着降水量变化幅度的加大，设计的管理系统不仅仍然能继续发挥其功效，而且，所起到的提升效果反而有所增强。