【正文】 不斷拓展服務(wù)領(lǐng)域，大力推進(jìn)水文現(xiàn)代化，以優(yōu)質(zhì)的水文水資源信息支撐水資源的可持續(xù)利用，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，本項(xiàng)目的實(shí)施在各方面都具有良好的可行性，充分具備開發(fā)的必要性和可行性，可以立即投入開發(fā)工作，盡快提供產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品。不間斷電源應(yīng)至少維持供電20min。 ： 環(huán)境溫度 +15℃～ +30℃。 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 6 CPU負(fù)載率：平均值 30%。 ● 3000測站信息等值線繪制時(shí)間時(shí)間 1 s。該系統(tǒng)可以為我國水文信息管理提供水文綜合檢索、大型水庫實(shí)時(shí)信息服務(wù)、電排站實(shí)時(shí)監(jiān)控和防洪工程數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用，可以給包括水文系統(tǒng)在內(nèi)的各行業(yè)提供水文綜合信息服務(wù)，可以大幅提升我國水文綜合信息服務(wù)水平。經(jīng)過項(xiàng)目部全體人員的共同努力， 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 5 線實(shí)施。 2021年，江西省水利廳、南昌大學(xué)、省水文局聯(lián)合組織有關(guān)技術(shù)人員，對(duì)全國水利信息領(lǐng)先的黃河水利委員會(huì)、北京水科院、上海水務(wù)局、河南省水利廳、浙江省水利廳等單位進(jìn)行調(diào)研。水情信息處理技術(shù)得到迅速發(fā)展。 近年來，水文系統(tǒng)不 斷進(jìn)行技術(shù)改革，水文測報(bào)手段和技術(shù)有了較大發(fā)展。江西水文建成了覆蓋全省的實(shí)時(shí)水情計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)了與水利部的互聯(lián)，我省初步實(shí)現(xiàn)了雨量、水位、墑和部分站流量的自動(dòng)采集、傳輸和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)處理，為防汛服務(wù)的報(bào)汛站實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)防汛信息的報(bào)送，建立了遙測數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及部分信息服務(wù)系統(tǒng)，洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，歷史水文整編資料已經(jīng)電子化。 解放以來，江西水文事業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，到目前， 全省 共可用雨量站雨量信息近 8 萬站年，水位信息近 1 萬站年，流量信息年 7 千站年，還收集了大量泥沙、蒸發(fā)、水溫、水質(zhì)及土壤墑情信息。目前，我國水資源主要面臨以下四大問題，一是頻繁的洪澇災(zāi)害威脅著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展；二是水資源緊缺已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要制約因素。水是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性資源，在國計(jì)民生和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有越來越重要的地位。水是生態(tài)系統(tǒng) 的控制性要素，水旱災(zāi)害對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的沖擊和影響。三是水土流失、生態(tài)惡化的趨勢(shì)沒有得到有效遏制。在我省經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。 不斷拓展服務(wù)領(lǐng)域，大力推進(jìn)水文現(xiàn)代化，以優(yōu)質(zhì)的水文水資源信息支撐水資源的可持續(xù)利用，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，是“十一五”全國水文發(fā)展的基本思路。目前長江委、江蘇等水文單位配置了多普勒剖面流速儀和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等技術(shù)先進(jìn)的水文儀器設(shè)備，在太湖等流域建設(shè)了水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)。 80年代以前主要由手工處理水情信息，目前已經(jīng)開發(fā)出實(shí)時(shí)水情信息接收處理系統(tǒng) ,并在全國推廣使用，基本實(shí)現(xiàn)水情電報(bào)翻譯、圖表繪 制、水情信息處理的自動(dòng)化。通過調(diào)研，對(duì)深入了解行業(yè)需求，深化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，起到積極作用。 2021年 12月已通過江西省科技廳組織的科技成果鑒定和江西省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)組織的新產(chǎn)品鑒定，鑒定專家一致認(rèn)定該成果和產(chǎn)品達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 該系統(tǒng)的建設(shè)以水利部 水文局頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，立足江西，面向全國，為各省、各流域、水利部水文局提供具有擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)化的水文信息服務(wù)系統(tǒng)。 ● 復(fù)合業(yè)務(wù)查詢時(shí)延 50 s。 服務(wù)器雙機(jī)月平均運(yùn)行率 %。 相對(duì)濕度 10%～ 75%。 隨著信息技術(shù)的日趨全球化，我國各 種信息化的建設(shè)飛速發(fā)展，其發(fā)展速度和水平已位居世界前列。 水文在歷年的抗洪減災(zāi)工作中，做出了巨大貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年水文防洪減災(zāi)效益超過 800億元，黨和政府對(duì)水文工作給予了高度評(píng)價(jià)。 a) 本企業(yè)是國家級(jí)軟件園 —— 金廬軟件園的骨干企業(yè)，是同時(shí)通過軟件企業(yè)認(rèn)定的企業(yè)（贛 R20210019）。 e) 江 西省水文局已經(jīng)與我們建立了很好的伙伴關(guān)系，在使用和完善本系統(tǒng)方面提供了很好的基礎(chǔ)。 整編資料轉(zhuǎn)儲(chǔ)軟件 江西省有約 50*900 站年的水文資料，約 400 兆數(shù)據(jù)，為減少錄入工作，開發(fā)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，將原有國家基本水文資料 環(huán)境中的水文數(shù)據(jù)現(xiàn)行數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)入新數(shù)據(jù)庫中 。 圖 22 水文綜合信息服務(wù)系統(tǒng)示意圖 業(yè)務(wù)邏輯 數(shù)據(jù)邏輯 水文綜合信息服務(wù)系統(tǒng) 單元數(shù)據(jù)庫 單元數(shù)據(jù)庫 單元數(shù)據(jù)庫 單元數(shù)據(jù)庫群 資料整匯編 水文信息采集系統(tǒng) 應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 10 水文綜合檢索與分析系統(tǒng) 該系統(tǒng)是《水利信息化工程建設(shè)總體設(shè)計(jì)》中的一個(gè)重要組成部分，包含以下四大功能： ①跨越遙測庫、實(shí)時(shí)庫、水文資料數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)多庫共享查詢； ②水文數(shù)據(jù)綜合分析； ③ WEBGIS 實(shí)現(xiàn)測站選擇、水文信息地圖顯示、等值面、等值線等功 能； ○ 4 常用報(bào)表生成、打印。 . 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流 圖 24 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖 . 系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái) 為建立 水文綜合信息服務(wù)系統(tǒng) ， 需要確立統(tǒng)一的運(yùn)行及支撐平臺(tái)，參考《江西省水利信息化工程建設(shè)總體設(shè)計(jì)》，系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)以 J2EE 平臺(tái)為主，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行初期平臺(tái)建設(shè) 作如下選擇： ? 服務(wù)端－操作系統(tǒng)： Unix/Linux 系列 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 12 ? 服務(wù)端－數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： Oracle 9i/Oracle 10g ? GIS 平臺(tái)： ArcInfo ? 服務(wù)端－存儲(chǔ)空間：大于 1T ? 服務(wù)端－應(yīng)用服務(wù)器： JBoss ? 服務(wù)端－ WEB 服務(wù)器： Apache ? 客戶端－操作系統(tǒng)： Windows 系列 (建議 Windows2021 以上操作系統(tǒng) ) ? 客戶端－軟件： IE 以上 (Windows 免費(fèi)提供，建議 IE 以上 ) ? 數(shù)據(jù)建模工具： ER Win ? 開發(fā)工具： PB/Delphi/VC/Eclipse/JBuilder/JRun Studio/JCreater . 關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)與效果論述 技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 1. 水文信息服務(wù)需要解決的問題 A 透明數(shù)據(jù)訪問 目前，水文系統(tǒng)已經(jīng)建成不同類型、不同規(guī)模、功能合理的多個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括水文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，資料庫，實(shí)時(shí)庫，遙測庫，墑情庫等，涉及幾種不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，主要包括： Oracle 9i、 Microsoft SQL Server、 SYBASE、 DBF 文件數(shù)據(jù)庫及各種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等。必須建立高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分析模型，才能較好地解決這個(gè)問題。 優(yōu)點(diǎn)：使用現(xiàn)有產(chǎn)品，減低了開發(fā)量和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) 。如果說傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重點(diǎn)與項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 14 要求是快速、準(zhǔn)確、安全、可靠地將數(shù)據(jù)存進(jìn)數(shù)據(jù)庫中的話，那么數(shù)據(jù)倉庫的重點(diǎn)與要求就是能夠準(zhǔn)確、安全、可靠地從數(shù)據(jù)庫中取出數(shù)據(jù)，經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換成有規(guī)律信息之后，再供管理人員進(jìn)行分析使用。數(shù)據(jù)倉庫的使用分三大類： 1. 提高數(shù)據(jù)分析 的速度和靈活性； 2. 為訪問和綜合大量數(shù)據(jù)提供集成基礎(chǔ)； 3. 促進(jìn)或再創(chuàng)造商業(yè)過程。中興通訊作為國內(nèi)大型的通訊產(chǎn)品供應(yīng)商，自成立以來，擁有多項(xiàng)專利技術(shù)。 B 多維數(shù)據(jù)分析 分析水文業(yè)務(wù)特點(diǎn)，以數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)了水文多維協(xié)同抽象分析方法來，運(yùn)行水文多維協(xié)同抽象分析方法中建立的模型編寫業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯組件。業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯包括業(yè)務(wù)處理邏輯、模型服務(wù)、已有系統(tǒng)集成支持服務(wù)等。 圖形的表現(xiàn)形式總是比文字更加生動(dòng)、直接，所以地理信息系統(tǒng)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用逐步向深度、廣度發(fā)展，這就需要一個(gè)簡單易用、功能強(qiáng)大、性能完整的地圖解決方案。其提供的 ArcIMS 是一個(gè)基于服務(wù)器的產(chǎn)品，它提供了一個(gè)用于在網(wǎng)頁上發(fā)布 GIS 數(shù)據(jù)和服務(wù)的分層框項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 16 架結(jié)構(gòu)。為降低產(chǎn)品生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)投資者利益，我們?cè)诩夹g(shù)實(shí)現(xiàn)過程中采用 ArcIMS 作為 WebGIS 的服務(wù)平臺(tái) ，再對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)，封裝地圖實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，擴(kuò)展其功能，將業(yè)務(wù)邏輯與技術(shù)實(shí)現(xiàn)分離，降低開發(fā)難度，使業(yè)務(wù)開發(fā)人員無需了解 ArcIMS 相關(guān)技術(shù)，并獲得較好的分析功能。當(dāng)站點(diǎn) 需求增加時(shí)， ArcIMS 可以伸縮配置以滿足服務(wù)器端的要求。 ArcIMS 的體系結(jié)構(gòu)如下圖 26 所示 : 圖 26 ArcIMS的體系結(jié)構(gòu) (1)服務(wù)器端部件 服務(wù)器端由邏輯事務(wù)層的部件組成： ArcIMS 應(yīng)用服務(wù)器連接器，應(yīng)用服務(wù)器，空間服務(wù)器和管理器以及 Web 服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)負(fù)載分發(fā)并跟蹤記錄哪個(gè)地圖服務(wù)運(yùn)行在哪個(gè)空間服務(wù)器上。服務(wù)器提供五種功能：影像表達(dá)，矢量數(shù)據(jù)流，地址匹配，查詢和數(shù)據(jù)提取。它們可以作為 Windows NT 的服務(wù)或者UNIX 的后臺(tái)進(jìn)程存在。 Java Viewer提供更豐富的客戶端的處理能力，支持矢量數(shù)據(jù)流，同時(shí)支持多個(gè)地圖服務(wù)以及在同一窗口加入本地?cái)?shù)據(jù)。它的便捷然而強(qiáng)大的管理構(gòu)架可以幫助你完成建立 Web 服務(wù)以及優(yōu)化站點(diǎn)的工作。它允許用戶將編輯結(jié)果返回給服務(wù)器，并幫助記錄下對(duì)服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫所做的改變。 (5)高質(zhì)量的制圖顯示功能 由于 ArcIMS 支持矢量數(shù)據(jù)流，因此獲得了更 清晰的屏幕顯示效果。 對(duì) ArcIMS 的二次開發(fā) 在項(xiàng)目實(shí)施過程中，我們需要實(shí)現(xiàn)一些基于地理信息系統(tǒng)的分析功能，例如等值線等。 一、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和模式 采用構(gòu)件技術(shù)，基于 ArcIms 進(jìn)行二次封裝。我們將使用 Bean 的模式開發(fā)， ArcIMS 提供了對(duì)地圖操作的類以及 JSP 開發(fā) ArcIMS 的例子。 c 為解決多用戶的問題，為每個(gè)用戶建立一個(gè)地圖對(duì)象，并且開辟一個(gè)工作目錄，用戶的操作如制作等值線、渲染圖等都在自己的目錄下進(jìn)行，彼此不受影響。 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 20 圖 27（ 1）地圖、圖層、元素關(guān)系附屬圖 圖 27（ 2） 地圖類涉及 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 21 地圖套件將雙調(diào) 和方程模型應(yīng)用于等值線生成過程的關(guān)鍵步驟 —— 網(wǎng)格生成 ,從本質(zhì)上克服了以往算法存在的缺點(diǎn)。人們?yōu)檠芯科渥兓?guī)律，得到形象的全局概念，將繪制等值線作為重要的手段之一。與三角網(wǎng)格相比，正方形網(wǎng)格更為直觀，直接與直角坐標(biāo)對(duì)應(yīng)，生成的正方形網(wǎng)格除了可用于生成等值線，還可方便地用于其它數(shù)據(jù)分析，如生成渲染圖等。 本地圖套件引入雙調(diào)和方程模型生成三維網(wǎng)格的方法，不僅徹底解決了代數(shù)插值的弊端，而且有以下的優(yōu)點(diǎn)：得到的偏微分方程解為多階可微的連續(xù)函數(shù)，具有極佳的光滑性；可在任意坐標(biāo)點(diǎn)上生成數(shù)據(jù)，使得網(wǎng)格的密度和區(qū)域劃分具有靈活的可控性。 對(duì)于一維和二維雙調(diào)和方程，都有明確的物理意義。 同樣，可將 (7)式寫成矩陣形式 Wgyx I?),(? (12) 其中格林函數(shù)矢量 ),( 21 NI gggg ?? ),( iii yyxxGg ??? i=1,2 … N （ 13） 由 (12)式所得函數(shù) ),( yx? 既是曲面擬合函數(shù)，由 ),( yx? 可在任意坐標(biāo)點(diǎn)插值，從而生成正方形網(wǎng)格。 B/S 結(jié)構(gòu)利用不斷成熟和普及的瀏覽器技術(shù)實(shí) 現(xiàn)原來需要復(fù)雜專用軟件才能實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。 在顯示層（用戶瀏覽器端）存在很多復(fù)雜的報(bào)表、圖形等在 WEB 上難以實(shí)現(xiàn)的元素，為了保證系統(tǒng)功能的完整性和可操作性，在系統(tǒng)中大量運(yùn)用了 Applet、ActiveX 等在客戶端運(yùn)行的控件。但可以簡單地說，網(wǎng)格是一種信息社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的 互聯(lián)互通，包括計(jì)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 26 算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等。正如電力網(wǎng)為千家萬戶供電一樣，網(wǎng)格計(jì)算的核心是實(shí)現(xiàn)跨部門、企業(yè)和政府資源的虛擬共享、管理和訪問，無論這些資源的運(yùn)行特點(diǎn)如何，用戶也無需關(guān)心這些資源在哪里。 2 分布式計(jì)算 網(wǎng)格是一種分布式計(jì)算模式，這種模式可獲得負(fù)載平衡，避免網(wǎng)絡(luò)的擁堵和宕機(jī)，把數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)，還可容錯(cuò)容災(zāi)，就近服務(wù)。在網(wǎng)格調(diào)度中，還需要考慮移植性、擴(kuò)展性、效率、可重復(fù)性以及網(wǎng)格調(diào)度和本地調(diào)度的結(jié)合等一系列問題。網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中的用戶數(shù)量、資源數(shù)量都很大且動(dòng)態(tài)可變，一個(gè)計(jì)算過程中的多個(gè)進(jìn)程間存在不同的通信機(jī)制，資源支持不同的認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制且可以屬于多個(gè)組織。通過“水文信息服務(wù)平臺(tái)”針對(duì) 不同的數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)，提出獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫請(qǐng)求。 當(dāng)前，多數(shù)的軟件項(xiàng)目面對(duì)的問題不是技術(shù)而是領(lǐng)域本身。在模型驅(qū)動(dòng)的開發(fā)過程中，同敏捷編程相似，采用以下基本要求： 1 迭代開發(fā)； 2 開發(fā)人員和領(lǐng)域?qū)＜倚枰o密聯(lián)系。它不包括處理業(yè)務(wù)規(guī)則或知識(shí)，只是給下一層中相互協(xié)作的領(lǐng)域?qū)ο髤f(xié)調(diào)任務(wù)、委托工作。通過架構(gòu)框架，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層還可以支持這四層之間的交互模式 本軟件系統(tǒng)在開發(fā)過程中，軟件設(shè)計(jì)人員面對(duì)較為復(fù)雜的水利行業(yè)領(lǐng)域，包括特殊的行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、特別的行業(yè)應(yīng)用邏輯以及標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)術(shù)語和規(guī)范。軟件開發(fā)過程中，按照領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法和理論，使用迭代開發(fā)，整個(gè)開發(fā)過程被分為兩個(gè)大的階段：初始開發(fā)版本（ ）和最終開發(fā)版本 ()，在兩個(gè)版本的開發(fā)過程中不斷迭代，最終實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)順利成功完成。同時(shí)，灰色理論建立的是生成數(shù)據(jù)模型，不是原始數(shù)據(jù)模型。 灰色預(yù)測一般 有四種類型。 （ 2）災(zāi)變預(yù)測。對(duì)系統(tǒng)中眾多變量間相互協(xié)調(diào)關(guān)系的發(fā)展變化所進(jìn)行的預(yù)測稱為系統(tǒng)預(yù)測。 一般情況下，通過下面六步建立一個(gè)灰色預(yù)測模型： （ 1）建模機(jī)理 ； （ 2）把原始數(shù)據(jù)加工成生