遼寧省水文數(shù)據(jù)庫質(zhì)量管理和控制研究

劉立杰

(綏中縣水資源辦公室， 遼寧 綏中　125200)

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遼寧省水文數(shù)據(jù)庫質(zhì)量管理和控制研究

劉立杰

(綏中縣水資源辦公室， 遼寧 綏中125200)

【摘要】科學(xué)技術(shù)的飛躍式發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的不斷提升，對水旱問題、環(huán)境管理和保護(hù)、水土保持以及水資源的控制等各方面的要求越來越嚴(yán)格，對水文數(shù)據(jù)分析處理、交換、儲存、保護(hù)、信息公開的標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)提高，水文數(shù)據(jù)庫的作用也越來越突出，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量已成為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的主要問題。本文以遼寧省水文數(shù)據(jù)庫為研究對象， 從數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理、準(zhǔn)確性的驗證以及合格率的驗證方面指出了水文數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制存在的關(guān)鍵性問題，并給出了相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】資源； 水文數(shù)據(jù)庫； 數(shù)據(jù)質(zhì)量； 對策； 質(zhì)量控制

1概述

1.1水文數(shù)據(jù)的作用

國家基礎(chǔ)信息資源中非常關(guān)鍵的一個方面就是水文，這方面的信息涉及很多經(jīng)濟(jì)和政治因素，其作用不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)方面，還體現(xiàn)在環(huán)保和國家的正當(dāng)防衛(wèi)等方面。在環(huán)境和財產(chǎn)保護(hù)方面，水文信息不僅可以預(yù)測旱澇災(zāi)害，還能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及時做出應(yīng)對措施，甚至可以對未來經(jīng)濟(jì)建設(shè)和基礎(chǔ)建設(shè)做出規(guī)劃，成為保障安全的一道數(shù)據(jù)防護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

1.2遼寧省水文數(shù)據(jù)庫的發(fā)展

在處理水文信息的方式中，最常利用的是大小地域相互結(jié)合的方式，建立四級不同的防護(hù)保障，從而形成系統(tǒng)有效的整治網(wǎng)絡(luò)。四級為中央流域、省級流域以及省級以下單位的不同流域，遼寧省水文信息處理庫便是其中之一，在這個數(shù)據(jù)庫中不僅保留了從1902年以來的所有重要信息，而且經(jīng)過不斷地發(fā)展，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)初具規(guī)模，出現(xiàn)錯誤信息的情況也越來越少，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家要求，所包含的信息也越來越多，所有的信息經(jīng)過整合和分析沒有重復(fù)，因此遼寧省水文數(shù)據(jù)庫已經(jīng)形成了系統(tǒng)、完整的處理和分析方式，為水文信息的處理提供了很大的便利[1]。

在20世紀(jì)80年代，由于我國特殊的國情和人民生活的基本要求，部分省(自治區(qū)、直轄市)對水文工作進(jìn)行了一定程度的改變和完善。90年代，水文工作經(jīng)過進(jìn)一步更新和發(fā)展，開始利用計算機(jī)和局域網(wǎng)進(jìn)行信息的分析、采用和儲存。

在發(fā)展的初期，由于還沒有全面普及計算機(jī)，一些重要信息的處理是通過職工輸入、檢查，然后經(jīng)過比較復(fù)雜的程序進(jìn)行信息整合、儲存。經(jīng)過長期的改變，目前數(shù)據(jù)庫一共儲存了100多年的水文信息，按照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立了完整的數(shù)據(jù)表，以供查看和分析。例如：在2002年的信息中顯示遼寧省現(xiàn)有水文巡測基地14處，國家基本水文站116處，水位站11處，雨量站560處，墑情站72處，地下水站480處，其中，信息涉及各個方面[2]，多種因素都有完整的記錄，具體情況見表1。因此遼寧省水文數(shù)據(jù)庫在國家發(fā)展方面做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

表1　遼寧省水文站數(shù)量

2數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

2.1數(shù)據(jù)錄入質(zhì)量控制

在人工錄入方式中，必須采用兩組人員，同時錄入相同的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過錄完后的信息比較，對不同的信息采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改正和完善。這種方式能夠在一定程度上避免錯誤，統(tǒng)計學(xué)家判定這種方式可以降低信息錯誤率，因此在水文數(shù)據(jù)庫建立的初期階段大多采用這種人工錄入的方式進(jìn)行信息處理。

2.2不同來源的數(shù)據(jù)相互校驗

由于水文信息錯綜復(fù)雜且來自不同的信息源，很容易出現(xiàn)不同來源的相同數(shù)據(jù)。例如：在某些重點流域，一些重要的水文管理機(jī)構(gòu)已經(jīng)對該流域的水文信息進(jìn)行了完整的分析和處理，但是一些其他的水文機(jī)構(gòu)由于自身的原因可能會對同一個地方進(jìn)行重復(fù)檢測和實地查看，從而也將相關(guān)信息錄入同一個水文數(shù)據(jù)庫中，對于這樣相同的信息，可以通過信息比較來判斷兩個信息的正誤，并通過這種方式提高信息的正確率。

2.3異常值檢驗即一致性檢查

在測量數(shù)據(jù)過程中，由于各種原因不可避免地會出現(xiàn)誤差，而這種誤差在數(shù)據(jù)檢驗的步驟中無法準(zhǔn)確判斷，這種數(shù)據(jù)就被稱為異常值，也是常說的閾值。這種誤差也是一個相對概念，它是相對于正常值來說的，因此這些異常值有可能是正確的卻易被工作人員忽視的數(shù)據(jù)。由于在數(shù)據(jù)處理的整個過程中，每一個環(huán)節(jié)的不當(dāng)操作都會出現(xiàn)這種誤差，因此判斷異常值正確與否的最合適的方法被稱為異常值檢驗法(見表2)，這種方法是通過判斷正常值的誤差范圍來判斷異常值的正誤。

表2　數(shù)據(jù)庫一致性檢查

2.4利用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)規(guī)則校驗

由于錯誤的不可避免性，因此除了上述方法外，在漫長的發(fā)展中，還有另外一種方法——數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)規(guī)則校驗法經(jīng)常被采用。這種方法也能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行完整處理，并且從根本上對信息進(jìn)行判斷。主要是通過雙路輸入后，對信息進(jìn)行分析，通過不同的數(shù)據(jù)規(guī)則，根據(jù)數(shù)據(jù)的不同屬性來檢驗信息的正?；虍惓?。這種方法能在一定程度上降低信息錯誤率，在水文數(shù)據(jù)庫的發(fā)展階段也常常被采用。

2.5數(shù)據(jù)合理性校驗

數(shù)據(jù)校驗也是一種切實可行的檢驗信息正確率的方法，在完成上述步驟之后，可以再利用數(shù)據(jù)合理性校驗的方法來判斷信息(見表3)，這種方法主要按照以下步驟進(jìn)行：

a.日表類數(shù)據(jù)表間校驗。

b.上下對照校驗。

c.相關(guān)水文量值校驗。

d.不同類型相關(guān)表間數(shù)據(jù)校驗。

這種方法可以從細(xì)節(jié)方面檢驗信息，完成信息的上下判斷，從而在正確值的合理誤差范圍內(nèi)剔除掉錯誤信息，提高信息的正確率。

表3　數(shù)據(jù)庫合理性檢查

2.6數(shù)據(jù)打印輸出校核

相關(guān)人員的管理是工作的重點，可以采取以下方法來提高人員的工作效率和正確率：

a.將一些確定正確信息人為地設(shè)置成錯誤數(shù)據(jù)，然后將正確信息保存，打印出錯誤數(shù)據(jù)的紙質(zhì)版信息，然后交給相關(guān)人員進(jìn)行校對。對他們的工作嚴(yán)格把控，在工作結(jié)束后，要求他們對信息的處理結(jié)果拿出三份工作記錄，分別為改錯后的紙質(zhì)版數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)了錯誤的數(shù)據(jù)和年鑒的錯誤數(shù)據(jù)，對他們的工作成果進(jìn)行詳細(xì)檢驗，并進(jìn)行工作成果評定，對于正確率低于一定數(shù)值的要求返工，以此來提高相關(guān)人員的工作效果。

b.對于已經(jīng)初步判定為合格的信息，抽取一定比例，再進(jìn)行詳細(xì)的檢驗，在這一過程中，應(yīng)該首先還原由人為改動的那些錯誤信息，再對抽檢樣本進(jìn)行錯誤率比較，按照相關(guān)的規(guī)定，如果合格則完成工作，反之則要求相關(guān)工作人員再次返工。

3結(jié)果分析

針對所描述的質(zhì)量控制方法，采用2015年整編水文數(shù)據(jù)作為質(zhì)量檢查的實驗數(shù)據(jù)，對隨機(jī)選取的水文測站分別進(jìn)行各類要素的完整性、合理性和一致性檢查。質(zhì)量控制的程序界面如圖1所示，完整性、合理性和一致性檢查的部分結(jié)果如圖2～圖4所示，圖2和圖4利用餅圖分別統(tǒng)計所選測站歷史水文記錄中完整和一致的記錄所占的百分比；圖3和圖4分別利用趨勢圖和一致性圖描繪所選測站水文要素的變化情況，檢查數(shù)據(jù)的合理性。

圖1　質(zhì)量控制程序界面

圖2　某測站2015年記錄完整性檢查結(jié)果統(tǒng)計

圖3　某測站2015年蒸發(fā)量合理性檢查趨勢

圖4　某測站2015年記錄一致性檢查結(jié)果統(tǒng)計圖

從圖2～圖4可以看出，水文質(zhì)量的控制方面受數(shù)據(jù)不合理、不一致的影響很大，也存在由于某些水文要素在一定時期內(nèi)變化的不規(guī)律或不連續(xù)而導(dǎo)致的不合理。因此，對入庫的水文數(shù)據(jù)資料進(jìn)行完整性、合理性和一致性質(zhì)量檢查十分必要。

4遼寧省在數(shù)據(jù)庫方面存在的主要問題

a.數(shù)據(jù)庫所涉及的范圍不足，比如：中小河流防洪基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，防御中小河流暴雨洪水災(zāi)害能力差，對其進(jìn)行的研究較少，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容涉及的較少。

b.中小型河流設(shè)定的網(wǎng)站點較少，數(shù)據(jù)資源較少。

c.對水文數(shù)據(jù)的監(jiān)測設(shè)備比較簡單，不能夠完全達(dá)到信息化水平，并且獲得的數(shù)據(jù)資源準(zhǔn)確性不能保證。

5對策與建議

現(xiàn)有測站建設(shè)時間較長，設(shè)施設(shè)備陳舊落后，不能更好地滿足防洪要求，要對測站進(jìn)行改造、更新?lián)Q代，配備先進(jìn)的水文儀器，以適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展，用現(xiàn)代化的水文測報手段，更好地為社會經(jīng)濟(jì)服務(wù)。水文站的改建項目見表4。

表4　水文站的改建項目

續(xù)表

6結(jié)語

綜上所述，建設(shè)好遼寧省水文數(shù)據(jù)庫，需要對河流數(shù)據(jù)資源的獲取方式做出一定的改變，整頓監(jiān)測設(shè)備，避免一些落后的設(shè)備造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，逐漸實現(xiàn)信息的準(zhǔn)確性、快速性，為遼寧省的水文質(zhì)量檢測提供最高的水準(zhǔn)。要根據(jù)實際情況研究討論，對一些容易忽視的地區(qū)要加強(qiáng)水資源的管理和控制，要使水文資源數(shù)據(jù)庫內(nèi)容全面，避免出現(xiàn)一些不必要的損失和破壞。

參考文獻(xiàn)

[1]張鐵楠.柳河流域生態(tài)建設(shè)對河流水沙變化的影響[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2010(6):25-26,46.

[2]董婷婷,于燕,黨如童.遼寧省旱情監(jiān)測預(yù)警與評估系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2014(6):43- 46.

Research on hydrological database quality management and control in Liaoning Province

LIU Lijie

(SuizhongCountyWaterResourcesOffice,Suizhong125200,China)

Abstract：With the speedy development of science and technology, and constant improvement of people’s material life level, higher and higher requirements are proposed in terms of flood and drought problem, environmental management and protection, soil and water conservation, water resource control, etc. Hydrological data analysis processing, exchange, storage, protection and information disclosure standards are also correspondingly improved. The function of hydrological database is increasingly outstanding. Improving data quality has become the main problem in database application. In the paper, hydrological database in Liaoning is adopted as the research object. Critical problems in hydrological database quality control are proposed in the aspects of data quality management, accuracy verification and compliance validation, and corresponding solutions are given.

Key words：resources; hydrological database; data quality; countermeasures; quality control

中圖分類號：TV12

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1005- 4774(2016)01-0061-04

DOI:10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.01.017