SSZC水文数据综合处理系统

赵泽珍，马慧明

( 伊犁水文水资源勘测局，新疆 伊宁835000)

为了提高数据的质量及管理水平，SSZC 水文数据综合处理系统提供了对遥测水位数据自动过滤、对伪数据进行图形修均，以及对录入的各类数据进行合理性检验功能;提供了水情实时报务及逐月月报自动编制功能;提供了降水、蒸发、气温、水位、流量的逐日/逐月整编功能。为提高对数据的管理水平，防止已复校的前月数据被改动，系统提供了屏蔽前月数据的功能;为保证测站工作人员切实履行一录二校职责，系统提供了工作人员上机情况监控记帐功能;为确保测站人员及时掌握测流时机，系统提供了强大的图形支持，取代了繁琐的人工绘图;由于数据采用标准的数据库管理，实现了与全国通用的年终整编软件系统的无缝对接，极大地提高了工作效率。

该系统在VB6．0 环境下开发，以Access、SQL Server 作为数据库平台，由七大功能组成。即:数据录入与处理、查询、整编、水情编报、合理性检验、数据管理、系统管理。

1 数据处理功能

随着计算机技术的普及和信息技术的飞速发展，水文现代化建设使水文信息的采集方式也在发生着改变，传统的人工采集逐渐被水文自动遥测方式所替代。自2000年以来，逐步改造建设的水文遥测信息系统，提高了观测数据的可靠性、准确性和及时性，但目前普遍存在的问题是:自动遥测数据存在大量的重复信息，因而数据量大，数据文件格式不统一，增加了工作难度和工作量，使遥测数据几乎不可能在水文基层测站进行及时地处理、分析和计算，通常是30 d 甚至1 a 才将数据处理成可用的数据文件，直接参与年终资料整编，甚至因数据量庞大、无法满足整编软件对数据总量≤10 000 组的限制条件而不能用于年终整编，造成了资源浪费，极大地限制了其在指导测站测验工作和防洪报汛工作中作用的发挥。

数据处理功能模块主要解决水文自动遥测数据的及时处理、分析计算和入库，同时满足现阶段还普遍采用的人工采集数据的录入、分析计算和入库工作的需求，并通过数据分析和图形分析、检验，检出数据中可能存在的由人工容易忽视的错误信息，最大程度地减少入库原始数据的错误率。

在程序设计中主要采取以下几点:

1)数据处理的范围涵盖了全疆各流域可能采用的测验方法和项目，如水、流、沙、降水、蒸发、气温、水温、蒸发辅助项目、水准测量;人工观测水位、降水量以及遥测数据;畅流期和冰期流量测验，流速仪、浮标及比降面积法，一点和多点法测流;积点、积深和全断面混合法;水位、气温停测以及河(渠)干处理等。

2) 处理、分析计算后的数据按类别存入原始数据库和成果数据库中，其中，成果数据库采用南方整编程序SHDP 的成果数据库，减少了数据库开发的工作量和重复存储所占用的计算机存储空间的浪费，同时避免了SSZC 与SHDP 之间的数据转换程序。

3) 自动遥测水位数据因存在大量重复信息、数据量大，需要进行数据过滤处理，以减少数据冗余量，并能满足整编软件的限制条件。过滤处理满足:水位过程不变形但数据量最少，保留0 时、校核水位(8 时、20 时) 、日极值水位、测流水位和取样时段水位，过滤前后的日平均水位差值＜1 cm。

在满足以上条件的基础上，对数据进行初步过滤，除去重复信息，经过初步过滤其数据量可减少至1/2，做为自动遥测水位原始数据储存入库;第二步，进行综合筛选，首先以能刚刚满足日平均水位差值＜1 cm 为最大数据量，如果不满足，再按斜率法判断是否需要增加选点。

如果满足|A－B| ＞C，则摘录第i 点水位。

式中:A、B、C 分别为i －1 至i +1 时刻、i －1 至i 时刻的斜率、判断i 时刻水位是否摘选的条件。

第二步综合筛选后的数据，减少到原来数据量的1/4 左右，储存入遥测水位数据库中，做为最终应用数据。在基层水文测站报送自动遥测水位数据时，应同时报送经初步筛选后的遥测水位原始数据和经综合筛选后的应用数据，做为水文分局审查分析之用。

2 数据查询功能

查询功能是基于数据处理分析系统必不可少的重要组成部分，可为用户提供一个良好的交互平台，使系统和用户之间建立良好的构通关系。

本系统主要特点为:

1) 在指导水文基层测站测验工作方面，系统提供的大断面分析图，流速分布图，以及逐时水位、含沙、降水、气温过程线图，同时绘制流量、输沙施测点，指导水文测站掌握测流测沙时机、研究河流水情变化规律及特征提供了方便，并将改变人工绘制各类分析图形的传统工作模式。

2) 实测成果查询和组合数据查询，不仅拓展了本系统的应用范围，如在水资源评价、水文咨询服务及防汛抗旱工作中对水文数据库的查询需求，使系统不只仅限于为本软件的数据处理、分析计算和资料整编服务，而且与南方整编成果数据库建立了密切关系，只需应用在本系统数据管理模块中提供的数据加载功能，将所需历年或某一年数据加载进来，既能满足对数据库的查询需求，这使南方整编成果数据库的应用也得到进一步提升，增强了水文数据应用的时效性。

3) 信息数据查询，包括对测站编码，监控信息等，已录入( 或导入) 数据信息，经分析计算后得到的各类成果数据的信息，流速仪公式及温度订正数据参数、各类系数，以及数据检验中统计的错情信息等数据的查询。其中，监控信息查询不仅为数据管理提供了方便，更重要的是为勘测局业务部门随时了解和掌握各测站测验任务完成情况、以及本部门工作进展情况和对数据的管理工作提供了快捷方便的管理平台。

3 整编功能

当前使用的各类名目繁多的整编软件，都只适用于年底资料整编工作，系统复杂、控制信息繁多、要求严密，不能满足基层水文测站对所采集的数据进行逐日/逐月整编的要求;随着自动遥测设备的普及，自动采集的数据量十分庞大，尤其是多断面需要流量合成的站，不仅对数据的处理、分析计算工作带来一定的困难，而且往往会影响水情信息的及时发送。

本系统所提供的整编功能，将用户群定位在水文基层测站，整编方法简单，在日常工作中只需要录入整编时间段、整编方法及对应的水位－流量节点等最基本的信息，就能满足逐日/逐月整编的需要，并由每日生成的日报表产生综合月报表，减轻了测站工作压力，提高水情报汛工作质量。

除了实时整编和分期整编外，在站年资料整编工作也是极其重要的一个环节，可以此取代过去在站整编的手工方式。整编模块中还提供了对整编数据的检验功能，主要是对南方整编程序的电算控制信息和源数据进行检验，如检查推流和推沙结束时间是否在水位数据和单沙数据中存在，是否按顺序排列，各时段是否包头，水位流量关系是否存在反曲现象等等。以上错误信息很难由人工进行查找，一旦遇有数据错误会造成程序中断，经过检验后将减少数据错误，有效提高年终整编的工作效率和质量。

4 合理性检验功能

合理性检验主要是对整编成果数据的检验，检验的目的是为了达到整编成果符合本站水流特性以及相似条件下的相邻或上下游站水文气象要素基本一致的自然规律，从而进一步提高整编成果及水文数据库的质量。本系统提供的合理性检验主要出发点在于方便水文基层测站对实时整编、分期整编及年底在站整编成果的检验，同时对南方整编成果的检验起到补充和辅助性的支持作用。

合理性检验主要通过逐月及极值对照表，绘制逐时过程线和逐日过程线图及相关关系图的方式，对本站和上下游站的水位、流量、泥沙、水温、气温、降水量和蒸发量整编成果，按其不同的特点和要求分别进行检查。

5 系统管理功能

主要功能是对本系统进行管理，如设定系统密码、操作权限分配，外部数据接口处理，数据库结构查询，以及系统帮助。

1) 设定系统密码、操作权限分配: 为保证系统运行的稳定性和数据库的安全性，该功能把用户的权限分为系统管理员和一般用户。系统管理员拥有所有的权限，如设定系统密码、操作权限分配、以及对所有数据库进行维护、检索查询和打印、拷贝等;一般用户只能对部分数据库进行维护、检索查询和打印，目的是防止系统管理的混乱，防止数据的毁坏和被盗、丢失，以达到对数据库和本系统的有效管理和保护。

2) 外部数据接口处理:由于遥测终端设备和信道的不断升级、变化，目前已建成投入使用的遥测系统存在多种不同的通讯协议，常用超短波、GSM －SMS、GPRS 等通讯方式，其系统接口、数据库以及数据文件的保存格式各不相同，特定的系统软件应用到其他不符合上述情况的地区时不能兼容工作，给遥测数据的收集、使用带来了不便。为解决这一问题，除了针对已经存在和使用的遥测数据格式编制其特定的处理软件外，还需要编制一种扩展性强、实用、可灵活定制数据结构和读入方式的通用软件，实现导入不同数据格式的自适应能力。

根据当前遥测设备储存数据的格式一般为文本方式，其形式有字段组合、记录与记录之间以空格分隔，字段与字段间以逗号区分，格式有横向连续记录以及纵向记录的方式，按其具体特征建立结构。具体做法是，对某一站遥测数据的存放格式，建立适应导入的结构，第一次导入时其结构一经确定就将被保存下来，以后自动按该格式读取数据。

3) 数据库结构查询、维护: 可以对以上所述所有的数据库，包括原始数据库、成果数据库以及外部数据处理接口数据库的结构进行查询，这里主要是对外部数据处理接口数据库即遥测数据导入结构的查询最为重要，通过查询，了解已经存在的格式，并按需要进行修改。

4)系统帮助:系统帮助包括对本系统的安装要求和方法、系统结构、数据库存放目录以及对程序操作方法的详细说明。

［1］SL 247—1999 水文资料整编规范［S］. 北京: 中国水利水电出版社，1999.

［2］GBJ 138—90 水位观测标准［S］．北京:中国标准出版社，1990.

［3］GB 50179—93 河流流量测验规范［S］．北京: 中国计划出版社，1993.

［4］GB 50159—92 河流悬疑质泥沙测验规范［S］. 北京: 中国计划出版社，1992.

［5］SI 59—93 河流冰情观测规范［S］．北京:中国水利水电出版社，1993.

［6］SL 21—90 降水量观测规范［S］． 北京: 中国水利水电出版社，1990.

［7］SD 265—88 水面蒸发观测规范［S］． 北京: 中国水利水电出版社，1988.

［8］水文测验手册编写组. 水文测验手册［K］．北京:水利电力出版社，1975．

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