遼寧省國家基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究

唐雷彬，任 崇，劉蓬勃

（遼寧省水文水資源勘測局，遼寧 沈陽 110003）

1 數(shù)據(jù)錄入

水文數(shù)據(jù)庫建設(shè)是實現(xiàn)水文信息數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的基礎(chǔ)工作，直接影響到水文數(shù)據(jù)在生產(chǎn)實踐中的具體應(yīng)用。目前，遼寧省國家基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫水文數(shù)據(jù)系列長度為107年（1902—2008年），按照最新水文數(shù)據(jù)庫 4.0結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)（SL324—2005），數(shù)據(jù)庫共有46個表，涉及全省123處水文（位）站，558處雨量站的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)錄入使用的年鑒全部統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分類。數(shù)據(jù)的錄入采用單表格雙人同步錄入、計算機交互比對、按比例人工抽校的工作模式，來保障錄入成果的質(zhì)量。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫錄入具有數(shù)據(jù)量大、表格樣式多、數(shù)據(jù)格式多的特點，開發(fā)了數(shù)據(jù)錄入軟件，整個程序分為6個功能模塊：數(shù)據(jù)錄入模塊、交互比對模塊、錯誤改正模塊、錯誤統(tǒng)計模塊、成果匯總模塊和測站情況查詢模塊[1]。針對每一類表格，事前詳細(xì)規(guī)劃，確定最佳錄入方式和錄入模板；計算機比對校核及數(shù)據(jù)修改由經(jīng)驗豐富、工作認(rèn)真并且熟悉水文年鑒的同志共同完成；將修改后的正確數(shù)據(jù)打印輸出，完成人工校核并簽字確認(rèn)存檔。

2 數(shù)據(jù)校對

數(shù)據(jù)校對主要是對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制，是數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中極為重要的一個環(huán)節(jié)。由于水文數(shù)據(jù)庫涉及數(shù)據(jù)量龐大，數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采取科學(xué)、合理、高效的數(shù)據(jù)校對方式，是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵。針對不同的表結(jié)構(gòu)，采取不同的校對方式，可以提高數(shù)據(jù)的校對質(zhì)量，以達到數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量控制要求。

1）針對已入庫的歷史數(shù)據(jù)，采取打印輸出，人工比照年鑒，2人一組，一人閱讀，一人表對修改。

2）根據(jù)數(shù)據(jù)的連續(xù)性、一致性、合法性的原則，開發(fā)合理的數(shù)據(jù)庫檢查軟件，檢出的“可疑性數(shù)據(jù)”，由人工進一步確認(rèn)。

3）在數(shù)據(jù)校對階段，采用和數(shù)據(jù)錄入一樣的模式，雙機平行校對的方式，同一組數(shù)據(jù)校對兩遍，再采用程序平行比對的方法。此法保證了數(shù)據(jù)基本達到數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

3 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換

一直以來，遼寧省國家水文數(shù)據(jù)庫采用的是《全國水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)方案》3.0版。 2005年水利部頒布了《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符標(biāo)準(zhǔn)》4.0版，對3.0結(jié)構(gòu)中不合理的部分進行了優(yōu)化、修改、補充。2008年，結(jié)合遼寧省實際情況，進行了數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)3.0到4.0的轉(zhuǎn)換。

1）3.0 結(jié)構(gòu)“實測懸移質(zhì)斷面平均與相應(yīng)單位水樣顆粒級配成果表”，按照4.0結(jié)構(gòu)要求該表分屬于“實測泥沙顆粒級配”和“實測泥沙特征粒徑”2個表；在3.0結(jié)構(gòu)中，同一時間可以有施測單和施測斷，而4.0結(jié)構(gòu)對該表單、斷沙碼做出了要求：填1時表示斷沙或斷顆，填2時表示單沙、單顆或單個垂線。遼寧省“實測懸移質(zhì)斷面平均與相應(yīng)單位水樣顆粒級配成果表”年鑒中存在一條記錄同時有斷沙及單沙施測號的情況。根據(jù)新結(jié)構(gòu)，對同時有斷沙及單沙施測號的，按“單沙”對待轉(zhuǎn)入新結(jié)構(gòu)庫中。

2）在“實測流量成果表”中，3.0結(jié)構(gòu)“測號CH”是字符型，可以是數(shù)值或者漢字，4.0結(jié)構(gòu)要求“流量施測號數(shù)QOBNO”為數(shù)值型而且不允許為空值。遼寧省年鑒中有些站的部分?jǐn)?shù)據(jù)“流量施測號”為空，有些站為漢字，如“主槽”、“左分流”、“右分流”等，因此無法入庫。對此，采取以特殊字符代替的方法，如用“1111”代表“主槽”等。

3）在“水庫水文要素摘錄表”中，4.0結(jié)構(gòu)要求設(shè)置“站碼”和“時間”為主鍵，這樣就不允許“站碼”與“時間”相同的數(shù)據(jù)入庫，避免數(shù)據(jù)庫中重復(fù)數(shù)據(jù)的錄入。 針對“水庫水文要素摘錄表”年鑒中存在相同時間不同出庫流量的數(shù)據(jù)，在第2次相同的時間上加1分鐘，第3次相同的時間上加2分鐘，以此類推。

4）3.0 結(jié)構(gòu)“實測大斷面成果表”轉(zhuǎn)換4.0結(jié)構(gòu)時，要分2部分存儲于：“實測大斷面成果表”，“大斷面參數(shù)及引用情況表”中。其中“大斷面參數(shù)及引用情況表”測次說明OBNONT的字符長度大于4.0結(jié)構(gòu)的長度，超出部分無法入庫。因此，對表結(jié)構(gòu)進行修改，使“測次說明”字段符合4.0結(jié)構(gòu)規(guī)定。

5）在“實測流量成果表”中，遼寧省早期年鑒中分洪水期實測流量成果表和平水期實測流量成果表，在平水期實測流量成果表中，沒有起始時分和終止時分，只有平均時分。為使其符合4.0結(jié)構(gòu)，對起始時分錄入“8888”，終止時分按照平均時分處理。

4 數(shù)據(jù)入庫

1）手工入庫。要求入庫數(shù)據(jù)格式必須符合遼寧水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)要求。主要針對補錄部分的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)補錄時嚴(yán)格按照庫表結(jié)構(gòu)規(guī)定錄入。

2）軟件轉(zhuǎn)換入庫。對入庫數(shù)據(jù)格式不符合要求的，需用軟件將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為庫表結(jié)構(gòu)要求的格式后入庫。主要針對資料整編以來以EXCEL表格形式保存的表結(jié)構(gòu)，及《水文年鑒》表結(jié)構(gòu)相同的數(shù)據(jù)?！端哪觇b》表結(jié)構(gòu)中一般將日、月、年表結(jié)合在一個表中，另外很多表一般都省略相同水位的整數(shù)部分，大部分表都省略相同的月、日。由于《水文年鑒》表結(jié)構(gòu)與遼寧水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)不同，因此需要軟件轉(zhuǎn)換。

整編后的資料存儲于EXCEL表格之中，以年鑒格式保存。要將這些數(shù)據(jù)存儲于基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫中需進行格式轉(zhuǎn)換。例如：日表、月表、年表的拆分，水位整數(shù)位省略的填補等。

5 查詢軟件開發(fā)

遼寧省水文信息查詢系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)采用C/S和B/S共2種體系結(jié)構(gòu)開發(fā)。C/S結(jié)構(gòu)為客戶機和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它是隨著 Internet技術(shù)的興起，對C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（Server）實現(xiàn)，這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷，減輕了系統(tǒng)維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。以目前的技術(shù)看，局域網(wǎng)建立B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，并通過Internet/Intranet模式下數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，相對易于把握、成本也較低。但是，應(yīng)用服務(wù)器運行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重?；?種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，水文數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)針對不同用戶選擇不同結(jié)構(gòu)，即兩種結(jié)構(gòu)并存。

1）選擇C/S結(jié)構(gòu)。依據(jù)用戶對國家水文數(shù)據(jù)庫通常的應(yīng)用方式、統(tǒng)計模型、圖形構(gòu)造以及數(shù)據(jù)庫建設(shè)、庫資源安全管理等需求，系統(tǒng)應(yīng)該由以下功能模塊組成：數(shù)據(jù)錄入裝載模塊、瀏覽還原模塊、分析應(yīng)用模塊 、水文統(tǒng)計模塊、安全主控模塊。系統(tǒng)在Win95/98/2000/Xp系列操作系統(tǒng)平臺上運行?？伸`活采用本地（Native）或公用接口（ODBC）方式動態(tài)連接客戶機與服務(wù)器，亦可在單機上良好運行；可自由掛接MS SQL Server，Sybase SQL Server，Oracle等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

2）針對社會公眾選擇B/S結(jié)構(gòu)。社會公眾不同于科研、設(shè)計單位，該系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)方式來選擇河流上的主要水文、水位站、雨量站、蒸發(fā)站。用戶可根據(jù)需要進行選擇，選擇某站后，相應(yīng)的特征值資料即可列表顯示，用戶也可在本系統(tǒng)中查詢出遼寧省水文數(shù)據(jù)的全部索引資料。

［1］宋景峰.水文數(shù)據(jù)庫錄入比對程序功能設(shè)計探討［J］.吉林水利，2009，（2）.