水文年報(bào)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)

惠 昕，王蓓蓓，韓 寧

（中國(guó)軟件與技術(shù)服務(wù)股份有限公司，北京 100081）

0 引言

水文情況年報(bào)統(tǒng)計(jì)是水文行業(yè)管理中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，隨著水文事業(yè)的發(fā)展，水文科技與現(xiàn)代化建設(shè)的逐年實(shí)施，每年度的水文年報(bào)客觀地反映了水文工作的基本情況，為分析和指導(dǎo)年度水文業(yè)務(wù)和管理工作提供了重要的參考價(jià)值。全國(guó)水文情況年報(bào)系統(tǒng)是提供給各流域機(jī)構(gòu)水文局（處）和各省、自治區(qū)、直轄市水文水資源（勘測(cè)）局（總站）填報(bào)水文情況數(shù)據(jù)，并將匯總報(bào)表展現(xiàn)給公眾的應(yīng)用系統(tǒng)。原水文情況年報(bào)系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用多年，但隨著技術(shù)的不斷更新，每年業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的變化，原系統(tǒng)已經(jīng)不適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境，所以系統(tǒng)面臨全面的技術(shù)改造和自擴(kuò)展的挑戰(zhàn)。

水文年報(bào)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)旨在利用模板[1]和樹(shù)形結(jié)構(gòu)[2]等方法改進(jìn)原有系統(tǒng)的不易維護(hù)、不可擴(kuò)展、不能自定義報(bào)表等缺點(diǎn)。系統(tǒng)采用模板的定制功能，動(dòng)態(tài)增加或刪除地方填寫(xiě)報(bào)文的信息項(xiàng)，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性；采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)顯示不同類型的報(bào)表中的字段，方便用戶根據(jù)需要選擇合計(jì)的字段，自動(dòng)生成報(bào)表表頭，解決原系統(tǒng)不能自定義報(bào)表的問(wèn)題。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

全國(guó)水文情況年報(bào)系統(tǒng)采用4層體系結(jié)構(gòu)[3]構(gòu)建應(yīng)用程序，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1）顯示交互層：封裝組成系統(tǒng)用戶界面的元素，例如，HTML 頁(yè)、JSP 頁(yè)、Excel 表格、Images、電子報(bào)表，由于本系統(tǒng)是通過(guò) Web 方式交互，故也可稱為 Web 顯示交互層。

2）應(yīng)用邏輯層：包括業(yè)務(wù)／域類，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序里的基本域類型。

3）應(yīng)用服務(wù)層：用于提供用以支撐的服務(wù)，主要有持久性類封裝對(duì)持久性存儲(chǔ)的訪問(wèn)，包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、平面文件和對(duì)象庫(kù)。還包括一些對(duì)持久化類進(jìn)行封裝操作的對(duì)象，比如那些“池”。

4）數(shù)據(jù)資源層：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源，主要容納全國(guó)水文年報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)，另外包括系統(tǒng)配置屬性資源。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的功能包括信息填報(bào)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)比對(duì)、信息審核、報(bào)表發(fā)布、報(bào)表查詢與瀏覽、填報(bào)模板定義、報(bào)表模板定義及用戶管理。

1）信息填報(bào)。各流域機(jī)構(gòu)水文局（處）和各省、自治區(qū)、直轄市水文水資源（勘測(cè)）局（總站）每年會(huì)在特定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)本年的水文情況信息進(jìn)行集中信息填報(bào)。系統(tǒng)提供了需要填報(bào)的報(bào)表類型，按照填報(bào)模板中定義的信息生成填報(bào)表格供用戶填寫(xiě)信息。

2）數(shù)據(jù)校驗(yàn)。對(duì)用戶填報(bào)的信息，系統(tǒng)提供2次數(shù)據(jù)校驗(yàn)，一是校驗(yàn)各數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型和長(zhǎng)度等是否合格；二是根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)間的校驗(yàn)規(guī)則判斷填報(bào)信息是否合格。

3）數(shù)據(jù)比對(duì)。數(shù)據(jù)比對(duì)功能是系統(tǒng)提供給用戶查看當(dāng)年填報(bào)的數(shù)據(jù)與過(guò)去4a 填報(bào)數(shù)據(jù)的差別，方便校核數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)及時(shí)修改。

4）信息審核。系統(tǒng)為管理員提供對(duì)填報(bào)數(shù)據(jù)審核的功能，審核狀態(tài)分為通過(guò)和不通過(guò)，通過(guò)的數(shù)據(jù)上報(bào)用戶不能再次修改，不通過(guò)的數(shù)據(jù)管理員需要填寫(xiě)原因，并打回給上報(bào)用戶修改后重新審核。

5）報(bào)表發(fā)布。已審核的填報(bào)數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)布到當(dāng)年的報(bào)表中，即公眾可以查看到已發(fā)布的報(bào)表數(shù)據(jù)，管理員對(duì)報(bào)表里的數(shù)據(jù)可以做數(shù)據(jù)導(dǎo)出，方便后期的數(shù)據(jù)整理。

6）報(bào)表查詢與瀏覽。提供年份和報(bào)表名稱即可查詢到對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表和匯總報(bào)表數(shù)據(jù)，管理員還可以導(dǎo)出報(bào)表數(shù)據(jù)或查看匹配的復(fù)雜圖表。

7）自定義報(bào)表。自定義報(bào)表是整個(gè)系統(tǒng)自擴(kuò)展的核心功能，原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)填報(bào)項(xiàng)是固定的，即如果填報(bào)項(xiàng)有變化，系統(tǒng)必須修改后才能支持，而新系統(tǒng)的填報(bào)定義提供給管理員一個(gè)工具，可以自行設(shè)計(jì)某類信息對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)、展示的位置和填報(bào)時(shí)需要的數(shù)據(jù)校驗(yàn)。除了填報(bào)表格，系統(tǒng)還支持對(duì)統(tǒng)計(jì)和匯總表格的自定義。統(tǒng)計(jì)表格是在單一填報(bào)表格的字段上附加統(tǒng)計(jì)字段形成，匯總表格是匯總各填報(bào)表格及統(tǒng)計(jì)字段形成的，附加的字段和現(xiàn)實(shí)位置都支持自定義。

8）用戶管理。系統(tǒng)提供給管理員對(duì)所有用戶信息進(jìn)行瀏覽、增加、修改和刪除操作的權(quán)限；普通用戶只能對(duì)本用戶的信息進(jìn)行修改和刪除。

2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 總體設(shè)計(jì)思想

系統(tǒng)采用J2EE 架構(gòu)體系[4]設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)具有良好的移植性；采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，并確保系統(tǒng)具有一定的前瞻性；提供便捷的系統(tǒng)管理方式，簡(jiǎn)化維護(hù)工作的復(fù)雜性，使得系統(tǒng)管理員日后能夠輕松地完成系統(tǒng)的日常管理維護(hù)工作；界面設(shè)計(jì)沿用用戶已有的使用習(xí)慣，便于縮短系統(tǒng)的適應(yīng)期等。

2.2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

2.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)模塊設(shè)計(jì)

本模塊用于封裝對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作，簡(jiǎn)化其他模塊訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作方式，便于系統(tǒng)改造和升級(jí)；同時(shí)采用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的方式管理數(shù)據(jù)庫(kù)連接。

3.2.2 模板設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中提供的模板包括填報(bào)、統(tǒng)計(jì)和圖形報(bào)表3種模板。

1）填報(bào)模板。提供界面用于維護(hù)填報(bào)模板。模板設(shè)計(jì)的填報(bào)字段不受深度級(jí)別限制，加強(qiáng)了字段與字段之間的靈活性，能夠任意調(diào)整字段的位置及相關(guān)的信息。

每份填報(bào)模板可以利用樹(shù)形結(jié)構(gòu)定義自己的校驗(yàn)規(guī)則。

填報(bào)模板缺省是未發(fā)布狀態(tài)，管理員可以任意修改其中的填報(bào)字段并保存，發(fā)布后的填報(bào)模板能被登錄用戶看見(jiàn)并接受數(shù)據(jù)填報(bào)；進(jìn)入下一個(gè)填報(bào)周期的時(shí)候，管理員可以選擇繼續(xù)沿用此表格或在此表格上延伸定義新的填報(bào)表格。

系統(tǒng)為填報(bào)模板設(shè)計(jì)了版本管理功能，每一版發(fā)布的數(shù)據(jù)模板都可隨時(shí)被管理員檢索瀏覽。

2）統(tǒng)計(jì)模板。提供界面用于維護(hù)統(tǒng)計(jì)模板。統(tǒng)計(jì)模板對(duì)應(yīng)于填報(bào)模板，即只有在生產(chǎn)填報(bào)模板的基礎(chǔ)上才能創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)模板。統(tǒng)計(jì)模板中的字段根據(jù)填報(bào)模板中存在的字段進(jìn)行選擇，創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)模板需要的合計(jì)字段，創(chuàng)建過(guò)程利用樹(shù)形結(jié)構(gòu)選擇對(duì)應(yīng)填報(bào)模板的字段，詳細(xì)設(shè)計(jì)同匯總字段的形成。

3）圖形報(bào)表模板。圖形報(bào)表模板維護(hù)是為了支持以圖形方式表現(xiàn)數(shù)據(jù)而創(chuàng)建的模塊。圖形的表現(xiàn)方式支持柱狀圖、餅圖和組成圖，系統(tǒng)以 Excel 模板的方式創(chuàng)建及存儲(chǔ)圖形模板。如需要擴(kuò)展圖形模板，只需要添加對(duì)應(yīng)的 Excel 模板文件即可。

2.3 樹(shù)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中涉及到樹(shù)形結(jié)構(gòu)的模塊有匯總和校驗(yàn)規(guī)則2種模塊。

2.3.1 匯總模塊

支持定義一種匯總模板，匯總報(bào)表模板中的數(shù)據(jù)項(xiàng)來(lái)自于各個(gè)已發(fā)布的填報(bào)模板，根據(jù)如圖2所示的樹(shù)形結(jié)構(gòu)顯示選擇的填報(bào)模板中的數(shù)字類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)，管理員可以把各填報(bào)模板中的數(shù)據(jù)項(xiàng)按需根據(jù)運(yùn)算公式合并為1個(gè)匯總模板中需要的數(shù)據(jù)項(xiàng)。

圖2 樹(shù)形結(jié)構(gòu)

2.3.2 校驗(yàn)規(guī)則模塊

此模塊是為驗(yàn)證信息填報(bào)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)是否合格，規(guī)則是根據(jù)實(shí)際需求而定義的，如：水文站 + 水位站 > 雨量站。從圖2所示的樹(shù)形結(jié)構(gòu)中選擇定義規(guī)則的字段，按照運(yùn)算法則創(chuàng)建校驗(yàn)規(guī)則。校驗(yàn)規(guī)則與填報(bào)模板中的字段密切關(guān)聯(lián)，若刪除填報(bào)模板中的字段，則系統(tǒng)會(huì)刪除包含該字段的所有規(guī)則。

水文情況年報(bào)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的所有功能都已實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用到全國(guó)水文工作的填報(bào)中。

4 結(jié)語(yǔ)

水文情況年報(bào)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是采用了自主開(kāi)發(fā)的模板和樹(shù)形結(jié)構(gòu)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)填報(bào)、報(bào)表匯總等工作。主要有以下特點(diǎn)：1）軟件具有較好的可移植性；2）基于數(shù)據(jù)的狀態(tài)自動(dòng)發(fā)布；3）自定義報(bào)表格式滿足系統(tǒng)的可擴(kuò)展需求；4）自定義校驗(yàn)規(guī)則自動(dòng)屏蔽不合格數(shù)據(jù)，提高工作效率；5）支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，便于后期的數(shù)據(jù)匯總整編。

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