水庫資料開發應用論文

時間:2022-07-02 10:27:00

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水庫資料開發應用論文

水庫資料管理系統》是我省首套適用于水庫資料管理工作的數據庫管理系統軟件,軟件的開發工作全部由我市水利系統內人員利用業余時間完成。該軟件緊貼工作實際,采用了當今流行的面向對象的可視化編程技術進行開發,具有良好的模塊結構和較為理想的數據處理能力與運行速度,充分發揮計算機數據更新迅速、查詢快捷、管理靈活的優勢,實現對文字、數據、圖紙、照片等資料的輸入、維護、查詢、統計、計算、轉儲和打印等功能。系統采用實用的多級用戶結構,能很好地滿足地市級、縣(市、區)級、水管單位級用戶的使用需要。

一、軟件開發的背景

隨著人類社會的進步和科學技術的飛速發展,先進的計算機技術正以空前的速度深入到社會生活的各個領域,將人類推向一個全新的信息時代。現在整個社會都離不開信息,信息一詞不僅家喻戶曉,而且其含義也不斷擴展,并與材料、能源一起被列為社會發展的三大科學支柱。對信息的利用程度,已成為現代社會文明和科學技術發展的重要標志之一。管理信息系統是一個由人和計算機等組成的旨在進行信息的收集、加工、儲存、傳遞、維護和使用的系統。而數據庫是信息系統的核心和基礎,它把信息系統中大量的數據按一定的模型組織起來,提供存儲、維護、檢索數據的功能,使信息系統可以方便、及時、準確地從數據庫中獲取所需的信息。

數據庫技術作為計算機科學的一個分支,近年來發展得十分迅速,數據庫管理系統也從專用的應用程序包發展成為通用的系統軟件。由于數據庫具有數據結構化、最低冗余度、較高的程序與數據獨立性、易于編制應用程序等優點,人們在總結信息資源開發、管理和服務的各種手段時,認為最有效的就是數據庫技術,各種信息管理系統幾乎都是建立在數據庫基礎之上。數據庫技術所研究的問題就是如何科學地組織和存儲數據,如何高效地獲取和處理數據。隨著數據庫技術的日益成熟,數據庫管理系統越來越豐富,性能越來越好,功能越來越強,廣泛地應用到企業管理、交通運輸、情報檢索、軍事指揮、政府管理和輔助決策等各個方面,深入到人類生產生活的各個領域。

襄樊市水利局負責全市845座大中小型水庫的管理工作,由于水庫數量眾多,管理工作所需的各種數據資料也十分繁雜。長期以來,對水庫資料的管理所采用的方式是全市統一組織開展整編工作,先由各縣、市、區水利局分別對所屬水庫測量核實有關數據資料,完成后將資料上報市水利局,市局審核后統一刊印成冊下發。各單位使用的水庫數據均以此為依據。由于資料整編的工作量大,全市已有十年未統一開展這項工作,隨著水庫工程的運行和除險加固項目的建設,許多水庫的數據資料已發生了較大變化,現有的資料手冊中十年前的數據已失去使用價值。但由于目前在工作中還沒有引入相應的數據庫管理系統,數據更新不便,查詢不易,統計計算等工作全部靠人工筆紙作業完成,工作量大,效率極低并且常有遺漏發生。隨著水庫管理工作水平的不斷提高,原有的數據管理方式已越來越不能適應現代化辦公的需要,而將數據庫技術引入到水庫數據資料的管理之中將很好地解決上述矛盾,大大提高辦公效率。目前,我市及省內尚無相關的數據庫系統,結合工作需要,1999年開始,市水利局組織開展了《水庫資料管理系統》的開發工作,編制一套用于水利部門對水庫數據資料進行數據庫管理的應用軟件。

二、軟件的基本結構及主要功能

㈠軟件結構設計

系統采用了模塊化的軟件結構設計方式,根據系統運行時所需完成的功能,劃分為7大模塊:

1、“系統維護”模塊:負責整個系統的初始化設定工作,包括代碼系統維護、使用單位設定、系統數據重置、密碼修改4個子模塊;

2、“數據處理”模塊:該模塊完成對水庫基本數據資料的輸入、修改、查詢、計算、統計等工作。包括“數據輸入修改”、“數據瀏覽查詢”和“數據統計”3個子模塊;

3、“報表打印”模塊:用于打印出各種報表并進行相關的打印設定。包括“打印設置”、“打印空表”、“單個打印”和“集體打印”4個子模塊。

4、“本地數據維護”模塊:對當前用戶的數據文件進行維護。包括“備份上報”和“數據導入”兩個子模塊;

5、“上下數據交流”模塊:用于地級用戶和縣級用戶之間的數據交流。包括“接收匯總”和“生成下級文件”兩個子模塊;數據,可以指定接收哪個地區的數據以及接收數據所在路徑。

6、“水庫工程分布圖”模塊:用于瀏覽襄樊市大、中型水庫工程分布圖,用戶可以調節圖象的顯示比例,查看整體或局部的圖象。

7、“系統簡介”模塊:介紹軟件名稱、版本、開發時間等有關內容。

上述各模塊及其子模塊的功能實現通過軟件的菜單系統調用來完成,用戶使用軟件時的主界面為一包含此菜單系統的窗口,各模塊也以窗口的形式運行,和Windows下的其它應用程序保持一致。

㈡數據庫結構的設計

為滿足軟件安全運行的需要,數據庫系統分為兩部分:系統數據部分和用戶數據部分。系統數據部分存放系統正常運行所需的一些核心庫文件。用戶數據部分根據用戶的使用情況保存不同的水庫數據。

1、系統數據庫部分:

⑴標準數據庫:11個數據庫文件,用以保存標準的庫結構,通過它們來統一用戶數據庫的庫結構。

⑵代碼系統:包括地區代碼表(保存各縣、市、區代碼及所屬各種類型水庫的座數,并用來生成相應的水庫代碼表);水庫代碼表(保存水庫名稱、水庫代碼等基本信息,用來生成用戶的水庫數據文件中相應的水庫記錄)。

⑶輔助庫文件:為配合程序某些功能的實現,還需設置用于保存系統密碼、程序界面信息和使用單位及水庫類型的若干個數據庫。

2、用戶數據庫部分:

通過對現有水庫數據資料的分析,結合日常管理工作的實際需要,確定了系統管理的數據范圍,并按照內容劃分為11個水庫數據表,即:

⑴水庫概況表:存儲工程概況文字說明及反映工程面貌的圖片存儲路徑。

⑵水庫基本情況表:存儲水文特性、水庫特性、建設情況、三大建筑物、工程效益、下游、庫區、管理情況、工程運用、大壩監測、地質情況、安全狀況等數據。

⑶水庫水位、庫容、面積、泄量關系表:存儲各水位下水庫的庫容、面積及泄水建筑物泄量數據。

⑷水庫雨量站表:存儲水庫各雨量站名及控制面積數據。

⑸水庫歷年最大一天(三天)雨量表:存儲水庫歷年最大一天或三天的雨量、最大雨量發生的日期等數據。

⑹水庫多年各月平均降雨量表:存儲水庫多年各月降雨量及多年年平均降雨量數據

⑺、水庫水文特性表:存儲工程所在水文區;1、6、24小時多年降雨平均值;1、6、24小時Cv值;點面關系;洪水匯流歷時等數據。

⑻、水庫各種頻率洪水有關參數:存儲各頻率下雨量、洪峰、洪量、泄水建筑物下泄量、庫水位等數據。

⑼水庫抗洪能力表:存儲各水位下的相應庫容;至起調水位、設計洪水位、校核洪水位的可抗雨量及還可攔蓄水量;正常溢洪道下泄量等數據。

⑽、歷年實測洪水情況表:存儲實測日期、降雨量、起調水位、入庫洪峰、入庫洪量、最大下泄量、最高洪水位等數據。

⑾水庫工程圖:存儲水庫平面布置圖、工程橫斷面圖的存儲路徑數據。

用戶使用的水庫數據庫文件均由系統根據標準庫文件的庫結構和水庫代碼表中的水庫記錄生成,不同的使用單位使用不同的一套文件保存數據。

三、軟件開發及推廣應用過程

軟件的開發工作從1999年7月開始至2000年6月結束,歷時12個月,分為以下三個階段:

㈠1999年7~9月:廣泛征求各級水庫管理單位對軟件開發的建議。多次召開專題會議,研究布置有關工作。設計人員熟悉開發軟件的基本操作和編程方法,作好軟件開發的前期準備工作,確定處理的數據范圍,構造相應的數據庫機構,完成軟件的功能模塊的劃分及總體結構設計,對各個模塊的實現形成明確可行的設計思路。

㈡1999年10月~2000年3月:系統主界面及菜單的設計,各模塊的編制及組裝調試。此階段結束后,軟件已能運行,并且各種功能基本得到實現。

㈢2000年4月~6月:反復調試,小范圍試用,解決存在的問題,不斷完善系統功能,完成全部設計任務和設計文檔的編寫。

2000年7月,市水利局組織召開《水庫資料數據庫管理系統》培訓班,對各縣(市)區水庫管理部門和市直水庫管理單位的相關人員進行了為期3天的軟件操作培訓,全面推廣應用該軟件。2001年4月,根據各地反饋意見對軟件進行了升級和功能擴充。

本《水庫資料管理系統》的開發歷時12個月,主要利用工作之余進行,總工作時間約600小時,共完成了19個數據庫表、45個表單、16個報表、9個程序段、1個菜單系統的設計任務,系統大小模塊48個(不含重復調用),各種源程序文件147個,10.5M,編寫代碼7000余行,生成可執行文件1個3.12M,生成安裝軟盤4張(不含用戶數據)。

四、軟件應用效果評價

《水庫資料管理系統》采用了當今流行的面向對象的可視化編程技術,結構設計較為合理,同時具有較為理想的數據處理能力和運行速度,較好的實現了設計任務。系統可以對水庫的數據、文字、圖片資料,進行輸入修改、瀏覽查詢、統計計算、數據維護交流、報表打印等功能,較好的滿足了日常管理工作需要。系統通過密碼設定、數據重置、備份、導入等功能,具有較好的數據保護和恢復功能,確保了用戶的數據安全。系統還可對使用單位和處理的水庫范圍進行設定,使其適用于地、縣兩級不同的管理單位,同時通過生成下級數據和接收數據的操作,方便的進行上下級間數據文件的上報和下發工作;系統具有較為強大的查詢統計功能,并可將查詢結果輸出,使用其他編輯軟件(如:Excel)進行處理。系統界面具有Windows應用程序的統一特征,加入了音效和動畫,美觀生動,同時用戶還可根據自己的喜好選擇不同的程序背景圖片,使其更具個人特色。

1、數據存儲合理。采用標準庫文件保存統一的數據庫結構,單座水庫入庫管理的數據共269項,數據類型包括文字、數字、圖像等,基本覆蓋了水庫管理工作所涉及的各個方面。同時不同地區的用戶使用不同的用戶數據庫文件保存數據,互不影響。

2、數據處理安全。系統根據用戶選擇的處理范圍生成相應的臨時庫文件,用戶對數據的所有操作都直接作用于臨時庫文件,不僅范圍以外的水庫數據不受用戶操作的影響,在操作時原數據文件也得到了有效保護。

3、有效的密碼控制。為保證系統和數據的安全,在系統進入、數據修改和重置時加入了有口令限制,非法用戶不能進入,合法用戶則可隨時修改口令密碼。同時密碼的保存采用加密算法,使其具有較高的安全特性。

4、較高的容錯性。為盡量避免用戶的誤操作,系統在設計時加入了一定的輔助功能,幫助用戶完成相應操作,如幫助用戶輸入查詢字段名等,同時充分考慮到諸如磁盤空間不足、數據文件丟失等可能影響系統正常運行的情況,加入了必要的檢查程序提前對用戶進行提醒。

5、較好的系統恢復功能。用戶可利用系統提供的相關功能隨時對數據進行備份。當用戶數據庫受到破壞時,可通過重置功能恢復完整的庫結構和對應的記錄空間,丟失的數據也可從備份文件中恢復。

6、界面設計較為美觀生動。系統加入了音效、動畫,并可讓用戶選擇自己喜歡的程序背景圖片。

7、實用的多級用戶結構。該系統可通過使用單位設定方便的服務于地級和縣級用戶,同時系統具備了較好的數據生成導出和接收匯總功能,方便地實現了上下級之間的數據交流。

8、靈活的模塊設置。為方便用戶的使用,系統在模塊的設置上進行了穿插,比如用戶在輸入時可以查詢,在瀏覽時可以打印,同時用戶也可以在不同的水庫或同一水庫的不同數據庫之間進行靈活跳轉,大大方便了用戶的操作。

9、強大的報表打印功能,可滿足用戶的不同需要。

10、完整的安裝程序,方便了該軟件的推廣使用。

該水庫資料管理系統將計算機數據庫技術引入到日常水庫管理工作當中,充分發揮了計算機數據更新迅速、查詢快捷、管理靈活的優勢,可以迅速地完成對水庫數據的搜索查詢和統計計算等工作,適用于水庫管理單位及部門對大中小型水庫的基本數據資料實現計算機數據庫管理,通過在全市的推廣使用,大大提高了我市水庫管理工作的自動化程度和管理水平。目前全市水庫資料整編工作在該軟件的配合下順利完成,水庫基本資料全部實現了數據庫管理。