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1、基于GIS的水资源实时监控管理系统开发文档基于GIS的水资源实时监控管理系统开发文档版权所有 不得翻印二零一零年五月目录1. 引言51.1. 主要技术标准51.2. 术语51.2.1. 中心站51.2.2. 遥测站51.2.3. 水资源51.2.4. 水库51.2.5. 自报式61.2.6. 查询应答式61.2.7. 混合式62. 概要设计62.1. 任务来源62.2. 开发环境72.2.1. 硬件环境72.2.1.1. 服务器72.2.1.2. 工作站72.2.1.3. 通信设备72.2.1.4. 拓扑图82.2.2. 软件环境82.2.2.1. 服务器82.2.2.2. 工作站82.3.
2、需求定义92.4. 总体方案92.4.1. 系统组成92.4.2. 工作机制102.4.3. 信息流程112.5. 系统设计原则112.5.1. 集成性112.5.2. 开放性122.5.3. 实用性122.5.4. 先进性122.5.5. 整体性122.5.6. 经济性132.5.7. 可扩展性与兼容性132.5.8. 可靠性132.5.9. 通用性133. 详细设计133.1. 功能设计133.1.1. 模块划分及简介133.1.2. 软件启动模块设计153.1.3. 软件登录模块设计163.1.4. 数据访问设计173.1.4.1. 数据查询设计173.1.4.2. 数据存储设计183.
3、1.5. 报警模块设计193.1.6. 电子地图显示模块设计203.1.7. 电子地图操作模块设计213.1.8. 信息查询模块设计223.1.9. 报表输出模块设计233.1.9.1. Excel文件输出设计233.1.9.2. 图形文件输出设计243.1.10. 软件退出模块设计253.2. 数据库设计253.2.1. 水资源测站基本属性表设计253.2.2. 水情测站基本属性表设计273.2.3. 水位流量表设计313.2.4. 降水量表323.2.5. 降水量统计表323.2.6. 水量统计表331. 引言1.1. 主要技术标准 水文基本术语与符号标准(GB/T50095-98) 水文
4、自动测报系统技术规范(SL61-2003) 实时雨水情数据库表结构与标识符标准(SL323-2005) 基础水文数据库表结构与标识符标准(SL324-2005) 水资源监控管理数据库表结构及标识符标准(SL380-2007) 水文测报系统技术规约和协议四川省水文行业的四川省水文技术标准及规定(SCSW008-2008)1.2. 术语1.2.1. 中心站主要包括通信设备、通信控制机、中心计算机、电源和网络设备等。主要负责数据接收、处理、交换及应用等。1.2.2. 遥测站安装RTU遥测终端机，对现场各水资源及水情要素进行采集、存储及发送。1.2.3. 水资源地球表层可供人类利用又可更新的气态液态或
5、固态的水通常指较长时间内保持动态平衡可通过工程措施供人类利用可以恢复和更新的淡水。1.2.4. 水库水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作水库用。有时天然湖泊也称为水库（天然水库）。水库规模通常按库容大小划分。水库规模类型划分如下：水库类型总库容塘 坝总库容小于10万立米小型水库小（二）型10100万立米小（一）型1001000万立米中 型 水 库1000万立米-1亿立米大型水库大（二）型110亿立米大（一）型大于10亿立米1.2.5. 自报式被测要素值发生变化或定时等事件触发，遥测站主动发送数据的工作制式。1.2.6. 查询
6、应答式遥测站响应查询指令，发送数据的工作制式。1.2.7. 混合式包含“自报式”和“查询应答式”两种遥测方式的工作制式。2. 概要设计2.1. 任务来源为了响应我国基于GIS的水资源实时监控管理系统建设的规定，达到统一技术要求，加强系统的规划、设计、施工和运行管理的目的。本软件响应了中国水利部颁布的基于GIS的水资源实时监控管理系统建设技术导则（SLZ349-2006）、水资源监控管理数据库表结构及标识符标准(SL380-2007)等相关标准的规定，满足了基于GIS的水资源实时监控管理系统建设的需求。2.2. 开发环境2.2.1. 硬件环境2.2.1.1. 服务器序号名称要求1CPUIntel
7、（R） CORE（TM）2 ，频率:2200MHz及其以上2内存DDR2，2GB3硬盘SATA 3.0Gb/s硬盘，容量160 GB4显示器19英寸LCD5网卡10/100Base-TX 以太网卡2.2.1.2. 工作站名称要求CPU频率:1.7GHz及其以上内存DDR2，1GB硬盘SATA 3.0Gb/s硬盘，容量160 GB显示器19英寸LCD网卡10/100BaseTX 以太网卡2.2.1.3. 通信设备名称要求数量卫星终端神州天鸿终端YDD-031GPRS/GSM终端MC39i1PSTN终端DA-56901终端服务器YZ55161三层交换机S3952P-E11路由器AR28-401VP
8、N防火墙M5100-S-L11工作站M698012.2.1.4. 拓扑图2.2.2. 软件环境2.2.2.1. 服务器名称要求操作系统WINDOWS 2003 server简体中文版数据库Microsoft SQL Server简体中文版地理信息系统SuperMap SDX+SuperMap Objects V6.0SuperMap IS.NET V6.02.2.2.2. 工作站名称要求操作系统Windows XP Professional 简体中文版开发工具Microsoft Visual Studio 2008简体中文版采集软件水情遥测数据接收处理监控软件2.3. 需求定义 基于GIS的水
9、资源实时监控管理系统应具有实时监测、信息服务、业务应用和远程监控等功能。 实时监测应对水情遥测数据接收处理监控软件处理入库的信息进行实时监测，分析及显示。 信息服务应包括信息处理、信息发布、信息检索查询和实时报警等功能。 远程监控包括远程监视和实时控制等功能，通过中心站的对各遥测站的实时信息和工况信息进行分析，可远程监视和控制各测站。2.4. 总体方案2.4.1. 系统组成 基于GIS的水资源实时监控管理系统应由信息采集传输系统、计算机网络系统、辅助决策系统、远程监控系统和监控中心等部分组成。 信息采集传输系统应括水资源监测站、分中心、中心等信息采集与传输部分。信息采集内容包括：降水量、水位、
10、流量、水量等监测信息。 计算机网络系统应包括局域网和广域网设计等部分，涉及监控中心、分中心和有关业务部门的计算机网络，以及与其上级水行政主管部门和当地政府计算机网络的互联等。 辅助决策系统应包括数据库、信息服务、业务应用等部分，利用水资源实时评价、预报、管理和调度模型以及会商机制等制定水资源实时管理和调度方案，为水行政主管部门科学决策提供依据。 远程监控系统应包括远程监视和控制两部分。对河流断面、水源地、净水厂、污水处理厂、渠道、涵闸和取排（退）水口等重要对象，实施远距离的图像、视频等实时监视；采用手工、半自动和自动等手段对重要引水和退水工程设施的闸门、泵等实施控制。 监控中心应包括支撑系统运
11、行的硬件环境和软件环境等，是系统监控信息的最终汇集、数据交换共享、辅助决策和指挥调度的中心，以及支撑系统运行的平台。2.4.2. 工作机制 监测站是水资源信息采集传输的基本单元，自动采集的信息通过传感器传输到数据遥测终端机（RTU）；数据遥测终端机（RTU）根据水资源实时监控的要求，及时报送，并接受分中心及中心的随时查询和召测。 监测数据信息采用混合式遥测和实时在线的方式实时传输到分中心或中心；不能自动采集的信息，通过人工采集等方式实现。 数据采集功能接收、解析数据遥测终端机（RTU）报送的监测数据，并进行分类处理，存储于数据库中。 高级应用功能对水资源进行监视、实时评价、管理、分析、报警、查
12、询及报表等功能。 信息服务功能对处理后水资源信息进行发布。2.4.3. 信息流程2.5. 系统设计原则2.5.1. 集成性各种软件和硬件设备，应当满足将各个分离设备、功能和信息等集成到相互关联、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，需要解决各类设备、子系统之间的接口、协议、系统平台、应用软件等相关的一切面向集成的问题。使系统达到低成本、高效率、性能优化、可扩充和可维护。分中心的设备及应用软件、计算机网络的设备及软件设置和决策支持系统的设备及对应的应用软件等进行集成。2.5.2. 开放性各种软件和硬件设备应支持广泛的开放管理标准，应能够随着网络性能及安全需求的变化而变化，要容易适应、容易修改
13、。系统平台是一个开放平台系统，容易移植和扩展的系统。系统内部的数据传输和信息交换，系统联网与外部进行的信息交换，应按软硬件设备的模块化、接口标准化的原则进行设计和配置，满足通用化要求。在提供数据采集器等数据处理设备时要充分考虑水文要素采集项目的扩充，对各种信道的兼容性，以及信道的灵活组网。要满足信道的变化增减，水文站点（系统）的扩充、扩容，具备一定的前瞻性。2.5.3. 实用性应满足基于GIS的水资源实时监控管理系统的功能需求，并能够产生积极的效果。总体设计中应该有系统信息需求分析和系统内部信息流程以及系统与外部的信息交换。2.5.4. 先进性应采用成熟的、可靠的前沿技术，顺应技术发展的主流方
14、向，确保系统整体技术先进。2.5.5. 整体性应注重整体规划，保证系统各环节指标的协调一致。2.5.6. 经济性应追求最佳性能/价格比，并充分利用已建、在建和后续建设的信息化系统成果，避免重复建设。2.5.7. 可扩展性与兼容性应保障在系统生命周期内能够与其主流技术相兼容，系统功能可扩充，并能够在不同规模、不同档次平台上运行。2.5.8. 可靠性应注重方案设计、设备选型、专业软件研发及实现技术的安全性、协调性和可靠性，确保系统整体运行稳定、安全、可靠。2.5.9. 通用性软硬件应具有通用性，便于维修互换。3. 详细设计3.1. 功能设计3.1.1. 模块划分及简介 信息处理子系统：负责对水资源信息、水情信息进行分类处理，并存入相应的数据库； 信息监测子系统：负责对水资源各要素、水情各要素、工况信息进行实时监测，并为显示输出及报警提供信息来源； 实时报警子系统：负责对出现报警的各监测要素进行报警、处理及显示输出； 信信查询子系统：负责对所有信息按用户指定的条件，进行查询显示； 信息管理子系统：负责对系统基础信息进行管理； 报表
