水文資料整編系統(tǒng)HDP5.0 在咸陽市水文資料整編中的應(yīng)用及探索

馬 康，劉 梅，陳 雪

（咸陽水文水資源勘測中心，陜西 咸陽 712000）

自2002 年后全國恢復(fù)水文年鑒復(fù)刊工作以來，由長江水利委員會(huì)開發(fā)的“南方片水文資料整編系統(tǒng)”一直被用于全省的水文資料整編工作。2019 年，應(yīng)水利部水文司要求全國水文資料采用即時(shí)整編，長江水利委員會(huì)水文局便在單機(jī)版水文資料整編軟件基礎(chǔ)上，將整編軟件升級為網(wǎng)絡(luò)版。經(jīng)過在咸陽市水文資料整編中的實(shí)踐應(yīng)用，通過將使用SHDP2.0版本和使用HDP5.0 版本整編的資料在原始數(shù)據(jù)錄入、整編成果報(bào)表輸出進(jìn)行對比分析，進(jìn)一步確定HDP5.0 版本資料整編程序的安全性、穩(wěn)定性、一致性和實(shí)用性。充分驗(yàn)證了HDP5.0 可以真正實(shí)現(xiàn)水文資料的“日清月結(jié)，即時(shí)整編”，提高整編的時(shí)效性和成果檢查的便捷性。

1 概況

1.1 水文站網(wǎng)基本情況

咸陽市地處陜西關(guān)中平原腹地，東和東北與渭南市、西安市、銅川市接壤，西與寶雞毗連，南和東南與西安市相鄰，北和西北與甘肅省毗鄰?？偯娣e10196 km2，約占全省總面積5%。主要河流有渭河、涇河、漆水河、黑河、三水河、泔河、清河、冶峪河等。轄區(qū)內(nèi)有5 個(gè)基本水文站和112 個(gè)雨量站，水文站主要分布在涇河、黑河、漆水河和冶峪河。張家山、景村、張河和安頭為國家基本站，淳化為省級重要站。其中張家山、景村均為涇河重要控制站，屬一類站。

1.2 水文資料整編工作現(xiàn)狀

目前，咸陽市所轄水文（位）、雨量站點(diǎn)均需進(jìn)行資料整編，多年來一直沿用水文資料整編系統(tǒng)SHDP2.0 版本，該版本在資料整編的功能完備和整編效率上有一定提升，可以輔助人工進(jìn)行資料計(jì)算、歸納和整編，很大程度上節(jié)省了物力和人力，也方便了水文年鑒的刊印工作。但伴隨著2019 年全國水文資料整編工作的全面改革，參與資料整編站點(diǎn)數(shù)量增加、專業(yè)人員短缺和數(shù)據(jù)需求時(shí)效性增強(qiáng)等，水文資料整編系統(tǒng)SHDP2.0 版本已經(jīng)不能滿足當(dāng)前高效的工作需求。為全面提高資料整編工作的質(zhì)量和效率，推出了水文資料整編系統(tǒng)HDP5.0 網(wǎng)絡(luò)版本，即可以實(shí)現(xiàn)本地資料錄入，網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)在線整編。從時(shí)間上和空間上一定程度地解決了資料整編人員工作任務(wù)繁重的問題，同時(shí)也方便了水文測站、分中心和省中心在資料整編工作中的互聯(lián)互通。

2 水文資料整編工作存在的問題

隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強(qiáng)，水文測驗(yàn)先進(jìn)儀器和新技術(shù)廣泛推廣應(yīng)用，水文測驗(yàn)的整體能力進(jìn)一步提高，水文資料整編從20 世紀(jì)50 年代至80 年代的手工計(jì)算整編，到90 年代采用的DOS操作系統(tǒng)下的軟件整編，到近些年使用較為廣泛的SHDP2.0版本，整編軟件已進(jìn)行了多次更新，給水文資料整編工作帶來了極大的便利。但隨著監(jiān)測設(shè)備及采集方法的改進(jìn)，在整編工作流程上仍然存在諸多不足，無法滿足即時(shí)整編的要求。

（1）整編軟件的安裝和使用。采用SHDP2.0 進(jìn)行資料整編，其中存在比較普遍的問題就是軟件的安裝和使用。隨著電腦系統(tǒng)從WinXP、Win7、Win8 升級到Win10 系統(tǒng)，當(dāng)前采用的SHDP2.0 需要在系統(tǒng)上安裝SQL Server 數(shù)據(jù)庫，存在諸多兼容性難題和運(yùn)行不穩(wěn)定等因素。

（2）定線。當(dāng)前多采用手工定線，定線人員依然采用曲線條等傳統(tǒng)繪圖工具，根據(jù)測站特性、點(diǎn)子分布繪制出水位-流量、水位-面積和水位-流速等關(guān)系曲線，再通過關(guān)系線人工摘出水位-流量等結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推流計(jì)算。該傳統(tǒng)定線方法工作量大、過程復(fù)雜，存在一定的誤差。

（3）水文資料審查。根據(jù)資料整編工作需要將多站點(diǎn)信息合并匯總至一個(gè)數(shù)據(jù)庫，而測站一欄表及原始測站信息每年都會(huì)有所變動(dòng)，在資料提交審查、復(fù)審和匯編的過程中，需要人工逐一校對，極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

（4）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，水文觀測資料的整編成果都需要經(jīng)過了整編、審查、復(fù)審和匯編等不同階段。而SHDP2.0 依托的本地?cái)?shù)據(jù)庫需要進(jìn)行頻繁的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分離和合并等，且不能實(shí)現(xiàn)資料的實(shí)時(shí)在線查看和修改，更不能滿足當(dāng)下在線整編的工作要求。

3 HDP5.0 水文資料整編系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用

（1）用戶權(quán)限分級管理

通過登錄域名進(jìn)入用戶權(quán)限管理系統(tǒng)界面，管理員需要對系統(tǒng)的使用者分配權(quán)限。用戶權(quán)限管理系統(tǒng)與5.0 系統(tǒng)結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)整編網(wǎng)絡(luò)化。

用戶權(quán)限共分為三級，上一級管理員可授予相應(yīng)的下一級管理員權(quán)限、編輯或查看權(quán)限。編輯權(quán)限每站每年只能授予一個(gè)，具有獨(dú)占性，即只有一個(gè)人能編輯錄入整編資料。

圖1 水文資料整編系統(tǒng)HDP5.0 版組織結(jié)構(gòu)圖

（2）軟件的安裝與登錄

HDP5.0 軟件相比較SHDP2.0 軟件安裝簡單，且不需要依托本地?cái)?shù)據(jù)庫，只依托網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器?？梢栽赪indows 等多個(gè)系統(tǒng)上運(yùn)行計(jì)算，本地不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但支持任意上傳和下載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

（3）軟件界面

為提高資料整編數(shù)據(jù)的安全性，HDP5.0 采用注冊賬號和密碼登錄軟件界面的方式。進(jìn)入操作界面后與SHDP2.0 基本相同，但最大的優(yōu)化是將實(shí)測資料錄入窗口和報(bào)表輸出窗口進(jìn)行左右分開布局，避免在資料錄入和報(bào)表輸出過程中頻繁地在兩個(gè)窗口之間進(jìn)行切換。另外，在SHDP2.0 軟件操作界面的基礎(chǔ)上新增加了顯示窗口的比例放大功能，解決了資料整編過程中操作界面字體過小不易辨識的問題。在數(shù)據(jù)維護(hù)菜單下，基于網(wǎng)絡(luò)版本增加了上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器和下載數(shù)據(jù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫兩項(xiàng)功能。

（4）數(shù)據(jù)的錄入

測站一覽表、降水量觀測場沿革表、原始測站信息一覽表、輸出選項(xiàng)等信息分中心資料整編人員逐一錄入更改為5.0 版統(tǒng)一由省中心管理員進(jìn)行管理，避免單機(jī)版信息不一致的問題。

測驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入。長期以來，水流沙、降蒸等觀測資料需要通過計(jì)算、校對后，人工手動(dòng)錄入至資料整編軟件。而HDP5.0 利用水文測驗(yàn)處理系統(tǒng)將原始測驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和校對，導(dǎo)出為ZOG、POG、XLS、TXT 等多種格式，可直接或編輯后導(dǎo)入至HDP5.0 水文資料整編系統(tǒng)。

（5）軟件定線

水位流量關(guān)系曲線圖形處理在SHDP2.0 應(yīng)用不是很好，而HDP5.0 水文資料整編中的定線模塊解決了系統(tǒng)諸多問題，使用起來更加簡捷。當(dāng)數(shù)據(jù)Z0G01～Z0G09 等表項(xiàng)及實(shí)測流量成果表錄入后，涉及部分表格時(shí)間和水位等信息需要重置完整格式，即可打開“圖形”，進(jìn)入關(guān)系曲線定線模塊。

采用成熟的定線模塊是HDP5.0 在實(shí)踐應(yīng)用中的一個(gè)巨大優(yōu)勢特點(diǎn)：①對于穩(wěn)定的水位流量關(guān)系，可以利用軟件自動(dòng)生成一條單一的水位流量關(guān)系曲線；②對于受河床沖淤、洪水漲落、變動(dòng)回水、結(jié)冰和水生植物等因素影響難以用一條單一曲線表示的不穩(wěn)定水位流量關(guān)系，可靈活運(yùn)用鼠標(biāo)完全代替“曲線條、大刀”等傳統(tǒng)繪圖工具分析確定相對穩(wěn)定推流時(shí)段和關(guān)系點(diǎn)分組，分別定出各穩(wěn)定時(shí)段內(nèi)的水位流量關(guān)系曲線，通過曲線時(shí)段編輯窗口錄入曲線推流時(shí)段信息；③水位流量關(guān)系曲線繪制后，其相對應(yīng)的曲線結(jié)點(diǎn)將會(huì)自動(dòng)生成，可保存至原始數(shù)據(jù)庫用于推流計(jì)算；④如需調(diào)整線條可通過改線、移動(dòng)、結(jié)點(diǎn)微調(diào)、結(jié)點(diǎn)增加或結(jié)點(diǎn)加密等方式進(jìn)行編輯；⑤定線模塊還具有曲線合并、曲線拆分、部分重疊等功能，并提供輔助定線窗體，顯示相關(guān)輔助曲線，能實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算并顯示實(shí)測點(diǎn)相對誤差、Q-A-V 相關(guān)性檢查、三種檢驗(yàn)誤差、相關(guān)計(jì)算誤差、結(jié)點(diǎn)、實(shí)測點(diǎn)和關(guān)系線等信息，供定線操作參考；⑥圖形輸出。根據(jù)資料整編需要，可以輸出任意比例、任意圖幅大小的pdf 和dxf 圖形文件，利用AutoCAD 圖形管理平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)dxf 文件的顯示、二次編輯和圖形打印。

（6）資料審查

利用HDP5.0 實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)在線的特點(diǎn)，上級管理員授權(quán)下一級管理員的任意查看權(quán)限，可以真正實(shí)現(xiàn)無紙化、無接觸的現(xiàn)代化水文資料審查模式，進(jìn)一步提高了資料審查質(zhì)量和審查時(shí)效。如2021 年，因受疫情影響咸陽市所有基本水文站資料均采用了HDP5.0 在線整編，網(wǎng)絡(luò)交互審查。

（7）資料匯編

資料匯編取代了以往需要分離數(shù)據(jù)庫、合并數(shù)據(jù)庫、修改一覽表和原始測站信息表等多重復(fù)雜操作，省中心數(shù)據(jù)管理員有權(quán)限下載所有下一級管理員的原始數(shù)據(jù)和成果文件，這樣既保證了紙質(zhì)和電子文檔數(shù)據(jù)庫一致，也確保了數(shù)據(jù)庫中成果為最終成果。

4 結(jié)語

通過實(shí)踐應(yīng)用和數(shù)據(jù)對比分析，HDP5.0 可以在軟件安裝、數(shù)據(jù)錄入計(jì)算、軟件定線、成果輸出、資料審查、資料匯編等各個(gè)步驟和環(huán)節(jié)上均優(yōu)于當(dāng)前普遍使用的南方片水文資料整編系統(tǒng)SHDP2.0。充分說明了借助HDP5.0 可以實(shí)現(xiàn)在線整編、校對和審查，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與管理，可以真正實(shí)現(xiàn)水文資料的“日清月結(jié)，即時(shí)整編”，提高整編的時(shí)效性和成果檢查的便捷性。目前，采用HDP5.0 進(jìn)行水文資料整編已經(jīng)在全省推廣應(yīng)用。