馬 康,劉 梅,陳 雪
(咸陽(yáng)水文水資源勘測(cè)中心,陜西 咸陽(yáng) 712000)
自2002 年后全國(guó)恢復(fù)水文年鑒復(fù)刊工作以來(lái),由長(zhǎng)江水利委員會(huì)開(kāi)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(guó)水文資料采用即時(shí)整編,長(zhǎng)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(jí)為網(wǎng)絡(luò)版。經(jīng)過(guò)在咸陽(yáng)市水文資料整編中的實(shí)踐應(yīng)用,通過(guò)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(duì)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。
咸陽(yáng)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(guó)家基本站,淳化為省級(jí)重要站。其中張家山、景村均為涇河重要控制站,屬一類(lèi)站。
目前,咸陽(yáng)市所轄水文(位)、雨量站點(diǎn)均需進(jìn)行資料整編,多年來(lái)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(guó)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(zhuān)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(mǎn)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(xiàn)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(wèn)題,同時(shí)也方便了水文測(cè)站、分中心和省中心在資料整編工作中的互聯(lián)互通。
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(cè)驗(yàn)先進(jìn)儀器和新技術(shù)廣泛推廣應(yīng)用,水文測(cè)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(lái)了極大的便利。但隨著監(jiān)測(cè)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(wú)法滿(mǎn)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(wèn)題就是軟件的安裝和使用。隨著電腦系統(tǒng)從WinXP、Win7、Win8 升級(jí)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(kù),存在諸多兼容性難題和運(yùn)行不穩(wěn)定等因素。
(2)定線(xiàn)。當(dāng)前多采用手工定線(xiàn),定線(xiàn)人員依然采用曲線(xiàn)條等傳統(tǒng)繪圖工具,根據(jù)測(cè)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(xiàn),再通過(guò)關(guān)系線(xiàn)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(xiàn)方法工作量大、過(guò)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(kù),而測(cè)站一欄表及原始測(cè)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(guò)程中,需要人工逐一校對(duì),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(guān)測(cè)資料的整編成果都需要經(jīng)過(guò)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(kù)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(xiàn)查看和修改,更不能滿(mǎn)足當(dāng)下在線(xiàn)整編的工作要求。
(1)用戶(hù)權(quán)限分級(jí)管理
通過(guò)登錄域名進(jìn)入用戶(hù)權(quán)限管理系統(tǒng)界面,管理員需要對(duì)系統(tǒng)的使用者分配權(quán)限。用戶(hù)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(hù)權(quán)限共分為三級(jí),上一級(jí)管理員可授予相應(yīng)的下一級(jí)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(jiǎn)單,且不需要依托本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù),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(cè)賬號(hào)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(cè)資料錄入窗口和報(bào)表輸出窗口進(jìn)行左右分開(kāi)布局,避免在資料錄入和報(bào)表輸出過(guò)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(guò)程中操作界面字體過(guò)小不易辨識(shí)的問(wèn)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(kù)兩項(xiàng)功能。
(4)數(shù)據(jù)的錄入
測(cè)站一覽表、降水量觀(guān)測(cè)場(chǎng)沿革表、原始測(cè)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(wèn)題。
測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入。長(zhǎng)期以來(lái),水流沙、降蒸等觀(guān)測(cè)資料需要通過(guò)計(jì)算、校對(duì)后,人工手動(dòng)錄入至資料整編軟件。而HDP5.0 利用水文測(cè)驗(yàn)處理系統(tǒng)將原始測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和校對(duì),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(xiàn)
水位流量關(guān)系曲線(xiàn)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(xiàn)模塊解決了系統(tǒng)諸多問(wèn)題,使用起來(lái)更加簡(jiǎn)捷。當(dāng)數(shù)據(jù)Z0G01~Z0G09 等表項(xiàng)及實(shí)測(cè)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(kāi)“圖形”,進(jìn)入關(guān)系曲線(xiàn)定線(xiàn)模塊。
采用成熟的定線(xiàn)模塊是HDP5.0 在實(shí)踐應(yīng)用中的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)特點(diǎn):①對(duì)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(xiàn);②對(duì)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(xiàn)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(xiàn)條、大刀”等傳統(tǒng)繪圖工具分析確定相對(duì)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(xiàn),通過(guò)曲線(xiàn)時(shí)段編輯窗口錄入曲線(xiàn)推流時(shí)段信息;③水位流量關(guān)系曲線(xiàn)繪制后,其相對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)結(jié)點(diǎn)將會(huì)自動(dòng)生成,可保存至原始數(shù)據(jù)庫(kù)用于推流計(jì)算;④如需調(diào)整線(xiàn)條可通過(guò)改線(xiàn)、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(xiàn)模塊還具有曲線(xiàn)合并、曲線(xiàn)拆分、部分重疊等功能,并提供輔助定線(xiàn)窗體,顯示相關(guān)輔助曲線(xiàn),能實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算并顯示實(shí)測(cè)點(diǎn)相對(duì)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(cè)點(diǎn)和關(guān)系線(xiàn)等信息,供定線(xiàn)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(xiàn)的特點(diǎn),上級(jí)管理員授權(quán)下一級(jí)管理員的任意查看權(quán)限,可以真正實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化、無(wú)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(yáng)市所有基本水文站資料均采用了HDP5.0 在線(xiàn)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(kù)、合并數(shù)據(jù)庫(kù)、修改一覽表和原始測(cè)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(jí)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(kù)一致,也確保了數(shù)據(jù)庫(kù)中成果為最終成果。
通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用和數(shù)據(jù)對(duì)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(xiàn)、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(shuō)明了借助HDP5.0 可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)整編、校對(duì)和審查,并對(duì)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。