王晶　劉瑩　張鳳華

摘 ? 要：近年來，一些單位相繼用VB、VC等語言研制開發(fā)了各自的整編軟件，但這些軟件涵蓋觀測項目不全，適用范圍較窄，通用性不強(qiáng)，制約了水文整編工作的開展。如果一套應(yīng)用軟件可以適合不同區(qū)域的水文資料處理，那該軟件就必須具備功能全面、操作簡單、多功能配置、結(jié)構(gòu)清晰、容易擴(kuò)展、易學(xué)易會，并保證系統(tǒng)運(yùn)行正常，可長期使用。

關(guān)鍵詞：水文資料 ?整匯編系統(tǒng) ?設(shè)計思路 ?系統(tǒng)設(shè)置

中圖分類號：P337 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0164-02

水文資料是國家開展防汛抗旱、江河治理、水資源保護(hù)和開發(fā)利用、水生態(tài)和環(huán)境保護(hù)修復(fù)等國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展必不可少的非常重要的資源性、基礎(chǔ)性資料。水文資料篇幅浩繁，必須按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，整理成系統(tǒng)的、簡明的圖表，便于使用，工作量非常巨大，必須采用計算機(jī)程序進(jìn)行。由于各個省區(qū)、流域的水文特性都有各自的特點(diǎn)，易造成水文資料處理方法、成果要求、軟件功能需求各不相同。所以，如果要設(shè)計一款適應(yīng)不同區(qū)域水文資料處理的軟件，該軟件在功能上必須能夠?qū)Ω鞣N特性的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，運(yùn)行穩(wěn)定、功能齊備、操作簡單、容易掌握和推廣，這是水文資料整匯編系統(tǒng)設(shè)計的原則，應(yīng)采用最廣泛的面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方案。

1 ?系統(tǒng)需求及功能定位

1.1 需求分析

水文資料主要有水準(zhǔn)、降水、蒸發(fā)、水位、流量、泥沙、顆分、水溫、冰清、地下水、水質(zhì)、水文調(diào)查等，水文資料整匯編系統(tǒng)設(shè)計基本功能應(yīng)滿足水文資料的錄入、整理、存儲、查詢、輸出，并進(jìn)行水文資料的基本分析等需求，同時具備將整編數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出為國家水文數(shù)據(jù)庫要求的庫表結(jié)構(gòu)格式文件的功能。

1.2 功能定位

（1）降蒸部分。提供降水量過程數(shù)據(jù)、蒸發(fā)量數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計等計算功能，能夠自動生成逐日降水量表、逐日蒸發(fā)量表、降水量摘錄表、最大降水量統(tǒng)計表1、表2，能將整編和統(tǒng)計成果轉(zhuǎn)換為匯編刊印要求的格式。

（2）水位部分。提供水位數(shù)據(jù)錄入功能，具備數(shù)據(jù)合理性檢查功能，能夠按照整編規(guī)范要求對錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行整編并生成會看要求的格式文件。

（3）流量部分。能夠根據(jù)不同的水文要素關(guān)系，對河道站、堰閘（水庫）站、潮位站分模塊進(jìn)行流量推算，完成各類逐日表、摘錄表、實(shí)測表，并具備綜合制表功能。

（4）泥沙部分。提供含沙量、輸沙率、實(shí)測懸移質(zhì)顆粒級配數(shù)據(jù)的錄入、處理、指標(biāo)功能，并將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為匯刊格式。

（5）水準(zhǔn)測量。具備水準(zhǔn)點(diǎn)考證、水尺零點(diǎn)考證、實(shí)測大斷面數(shù)據(jù)錄入及成圖功能，并能將斷面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為匯刊格式。

（6）匯刊?？筛鶕?jù)水文年鑒刊印規(guī)范，按照流域劃分，將整編成果輸出成為水文年鑒排版格式，并可通過水文年鑒排版軟件讀取后即可輸出水文年鑒。

（7）數(shù)據(jù)庫。具備數(shù)據(jù)庫檢索及檢索結(jié)果的轉(zhuǎn)換功能;具備原始數(shù)據(jù)入庫、成果數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)庫原始數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)庫成果數(shù)據(jù)庫讀取功能。

1.3 功能擴(kuò)展

擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理和成果分享;擴(kuò)展數(shù)據(jù)檢查功能，可對原始數(shù)據(jù)和計算成果進(jìn)行計算機(jī)校對和程序判斷兩種檢校功能;擴(kuò)展圖形繪制功能，可以進(jìn)行水位、流量、泥沙過程線套繪，斷面、水位面積線套繪，水位流量關(guān)系線繪制等;擴(kuò)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可以對舊版數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入轉(zhuǎn)換為新版數(shù)據(jù)格式;擴(kuò)展制表功能，能夠?qū)⒏黝惓晒砩杀阌谑褂玫腅XCEL格式，并直接打印。

2 ?系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義直接關(guān)系到算法的種類和實(shí)現(xiàn)難度，水文資料面廣量大，必須采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。如一元三點(diǎn)法推流，它的算法為傳遞一個自變量到函數(shù)，然后程序可以根據(jù)自變量在借點(diǎn)集合中利用一元三點(diǎn)法插補(bǔ)出因變量，那么這個算法需要一個自變量和n個節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)集合。因此，在系統(tǒng)中，進(jìn)行程序設(shè)計時，要首先對原始數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)組織形式進(jìn)行分析，再結(jié)合算法、設(shè)計出最優(yōu)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種方法的三個優(yōu)點(diǎn)在：一是程序符合結(jié)構(gòu)設(shè)計原則;二是可以設(shè)計出最優(yōu)化算法;三是程序易讀且易維護(hù)。

3 ?數(shù)據(jù)庫

3.1 系統(tǒng)功能需求分析

水文數(shù)據(jù)量比較大，多流域多年資料更是龐雜，系統(tǒng)軟件設(shè)計必須定位于功能強(qiáng)大、可以支持復(fù)雜SQL語句、安裝操作簡便、數(shù)據(jù)庫遷移方便的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

3.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

當(dāng)前比較流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要有SQL Server、DB2、Oracel等。相比之下SQL Server有顯著的優(yōu)點(diǎn)，如易用性、適合分布式組織的可伸縮性、用于決策支持的數(shù)據(jù)倉庫功能、與其他服務(wù)器關(guān)系良好等。因此，水文資料整匯編系統(tǒng)首先選用SQL Server作為其數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

3.3 數(shù)據(jù)庫連接方式

水文資料整匯編系統(tǒng)軟件適用面較廣，應(yīng)該可以用于網(wǎng)絡(luò)，也可以運(yùn)用在單機(jī)上，因此，數(shù)據(jù)庫連接采用ADO（ActiveX Data Objects）方式。該技術(shù)是一種高性能訪問信息源的策略，可以很方便得整合多種數(shù)據(jù)源，創(chuàng)建易維護(hù)的解決方案。ADO能夠編寫對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問和操作的應(yīng)用程序，并且具有易于使用、高速、低內(nèi)存、小空間的特點(diǎn)，支持用于建立基于客戶端的應(yīng)用程序。

3.4 系統(tǒng)設(shè)計模式

水文資料整匯編系統(tǒng)軟件是一個處理多種類型水文數(shù)據(jù)的集成系統(tǒng)軟件，必須可以同時打開多個應(yīng)用程序，才能使用戶在使用過程中可以不用退出程序，就可以隨時修改原始數(shù)據(jù)。因此，水文資料整匯編系統(tǒng)軟件應(yīng)采用多文檔模式（MFC）。

4 ?系統(tǒng)設(shè)置

4.1 服務(wù)器設(shè)置

水文資料整匯編系統(tǒng)軟件采用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程訪問，需要對服務(wù)器進(jìn)行配置。主要包括指定需要訪問的服務(wù)器地址，指定服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)要連接的數(shù)據(jù)庫名稱，配置數(shù)據(jù)庫訪問賬戶密碼等。

4.2 數(shù)據(jù)存儲設(shè)置

水文資料整匯編軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，為提高訪問性能，防止程序頻繁彈出交互窗體，必須把常用文件保存文職固定，因此，程序訪問文件時要首先確認(rèn)默認(rèn)位置，提高程序性能。常用路徑主要有原始資料導(dǎo)入路徑、文本文件導(dǎo)出路徑、Excel文件路徑、匯編成果路徑、對每一成果表項設(shè)置一個路徑。每個路徑信息需要存放在數(shù)據(jù)庫中。

4.3 系統(tǒng)參數(shù)配置

參數(shù)配置目前主要分水位輸入法設(shè)置、計算參數(shù)設(shè)置、數(shù)值檢查設(shè)置、文件命名規(guī)則設(shè)置、固態(tài)存儲器數(shù)據(jù)格式設(shè)置等。

4.4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理的主要功能是對水文測站基礎(chǔ)信息設(shè)置，還要提供流域、水系、河流、站名等的增刪、修改等功能，該信息直接提供數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)調(diào)用。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理程序采用樹狀視圖模式對基礎(chǔ)信息管理。界面分為兩個，左邊以流域?yàn)楦?、測站編碼為葉子節(jié)點(diǎn)，右邊是樹中所選節(jié)點(diǎn)的葉子信息動態(tài)表，內(nèi)容是樹中節(jié)點(diǎn)級別決定的。測站站別、類型、項目、輸出表項等固定信息都存儲在基本屬性表中。

5 ?結(jié)語

一款廣泛適用的水文資料處理軟件，必須能夠?qū)Ω鞣N特性的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，運(yùn)行穩(wěn)定、功能齊備、操作簡單、容易掌握和推廣，這是水文資料整匯編系統(tǒng)設(shè)計的原則。

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