[doc] 小流域管理信息库系统

[doc] 小流域管理信息库系统 小流域管理信息库系统 一06 小流域管理信息库系统 { /j/?/ 提要奉数据库是根据”模式”健的研完内容和青海省具体工作的需要而提出的.面向 水保管理工作实际.面向一般的基层水保工作人员,简便灵活.维护方便,容易学习,具有很强 的可操作性和可扩充性.旺能满足目前一般管理工作自动化和资料集约化的需要,也为将来更 大系统的开发打下j基础 本文主要介绍7该数据库的拘成,库结构,系统内客和操作过程. 关键词墨J童墨乎统土?般盔\, 一 ,建立小流域管理信息库的意义 我省小流域综合治理蓬勃发展.为改善 生态环境,防治水土流失和贫困地区的税贫 致富创了’条新路.目前我省有已连.在建小 流域二百多条.并陆续有新的小流域马,新 建,在建小流域的管理及小流域骑收后的臀 护和再发展.成为水保管理部门的一项繁甄 的工作.而提高管理水平又是增强小流域清 理的效益和保持其发展势头的重要保证,但 是,由于受技术条件,人员素质和管理系统的 限制.目前这项工作每年不仅耗费省,地,县 各级有关部门大量的人力,物力,财力.而且 数据分散,管理人员,决策人员凭感觉,凭印 象工作,带有很大的主观性,片面性.已不能 适应事业发展的需要.在这种情况下,利用计 算机的高速度大容量则是解决问题的唯一出 路.这一点巳被弟省区的实践所证明.同时 也是改变水保管理工作落后状况的必然趋 势. 建立一套高效能的小流域管理信息库和 辅助决策系统,可向决策者和有关部门及 时准确地提供有关数据及优化的管理,控制 ,为合理利用土地,提高治理的产出及效 益水平提供可靠的依据.同时还可为农林,水 保,土地管理,水利及其他有关部门提供实时 服务.并与兄弟省区实现信息共享,便于科研 及其他方面的应用. 二,资料来源 由于是基于管理方面的数据库.所本 系统的资料数据目前均来源于各级管理部门 的规划,实旖,验收报告和各类报表.尽管这 些资料与现实之间存在着一定的差距,但当 fi1『的管理工作仍是基于这些数据进行的.因 此使用这些资料建库依然实用可行.同时.通 过库资料的宏大性(即各层次的数据同时存 在)和数据运行上的改进,可对这一缺 陷加以弥补,今后,随着数据库的不断完善和 技术条件的提高.资料来源将逐步向实时实 测方向发展. 以资料根据其来源与应用性质,大致 可将其分为十大类: (1)图件包括流域的规划图,各类施工 图,各类现状图及地形图,航片等; (2)社经情况包括行政区属,人口数量 及构成,工副业情况,经济水平等{ (3)水土流失包括坡度组成,流失分 析,侵蚀指标及有关水文资料 (4)自然条件包括流域位置和气象条 件; (5)土壤和地貌特征; 59 —, (6)土地利用情况; (7)治理措施统计资料: (8)效益资料; (9)经济收益; (10)综合效益及其他资料. 三,数据库的建立 (一)运行环境 1,软件环境 由于水土保持工作的特殊性,所建立的 信息库管理的数据量多,面广,计算量大,而 且要求操作简便,灵活,并须有一定的扩充能 力,因此我们选择了目前较快且兼容性强的 数据库系统”汉字FOXBASEPLUS”做为数据 库建立的基本环境,辅之以其他高级语言做 为外围运算及辅助功能. 该环境可兼容所有DBASEl,?所建的 库和所有宏汇编程度及所有交互命令程度, 而且速度快,非常轻便,可以在很多操作系统 (从MS--DOS到UNIX)和硬件(从IBMPC 到VAXI/780)环境下使用,功能强大且较 为齐全.因此不但便于目前一般设备条件下 的普及,而且也能满足将来发展的需要. 2,硬件环境 本系统是在PC/AT机上完成的,适用于 所有内存在640K以上(其中至少360K空闲 内存)的PC机及其以上的各档兼容机至到 VAX11/780的机器.至少一台24针打印机 及其他外围设备. (二)系统功能与结构 为了便于推广应用,使所有未畦触过计 算机的水保工作人员都能在很短的时间内学 会使用.井做到方便灵活,一目了然.本系统 采用完全菜单方式操作(即只需输入简单的 操作提示符即可进行全部的操作). 为便于数据的管理和调甩,本系统采用 树型数据结构.数据流程如图1 同时,为了提高系统的运行效率.本数据 库根据资料的分类.分别建立了十个分库.各 60 图1数据流程 系统运行时根姑需要分区开库,采取区间操 作的方式,大大减少了开闭库和磁盘读写造 成的时间延误,有效地提高了运行速度. 这十个分库分别是: 1,图形库 2,社经情况数据库 3,水土流失数据库 4,自然条件数据库 5,土壤和地貌特征数据库 6,土地利用数据库 7,效益分析资料库 8,治理措旌统计数据库 9,经济收益数据库 1O,综合效益及其他情况资料数据库 以上库均是标准的DBASE库,包含了小 流域管理中计划,各类报表,规划调查,总结 验收等各方面的各类指标二百多项,并且可 以随时扩充耨的指标加入.同时.利用记录编 号上的一个特殊约定.使同一流域的同一层 次不同时间及同一时段不同层次的数据在库 中同时共存.极大地方便了数据管理;此外, ]一圉件扫描输入,一????川??????儿-I一数据库扩充一 T一确定使用权一一儿丁一数据删除一 一?一数据修改一 丁一数据录入一 r一库的建立一 为了便于使用,数据的操作均在两个层次上 进行,即库操作层(数据写入,检索,扩充,修 改等面向库)和对象层(数据的输入输出,面 向操作者). 由于目前技术和设备条件的限制.图形 库中仅存图件的有关文字和数据资料,具体 图件都相关代号标准三号图输入的.TIF 文件形式单独存贮. 系统的1二作流程如图2. 罕 厂,_..IL —_l r———————————————————l一一 L一— 回 图2系统工作流程 l在外部汉字环境的支持下.启动本信息库 系统; 2,经由主菜单进入各子系统; 3,各子系统运行,进行各项操作; 4,输出操作结果,返回主菜单; ,运行结束,回外部环境. (三)运行模块及操作简介 l,主程序 主程序由主菜单和包括各子系统在内的 一 个多向分支程序组成主菜单形式如图3. 在汉字操作系统支持下,启动本系统,即 出现主菜单.输入所要进行的某子系统的顺 序号,系统进入下一级菜单. 主菜单所示内容,基本上体现了本数据 库系统的大致内容. 2,库维护 海省小流域管理信息库 1. 3. 5. 7. 9. 1I 库维护2.数据查询 通用报表输入d.报表统计输出 数据预处理6.应用程序 图件检索8.预测 退出lm图件扫描输入 提供帮助l2.专家系统 图3主菜单 数据库维护系统包含以F功能: (1)增加新流域:用于新的小流域的输 入主要是流域名,编号和零散数据的输入, 成批数据的输入宜用”通用报表输入”更为方 便简捷.在库中后输入的小流域排在先输入 的之后,但每进行一次操作后,系统都将自动 以流域名为关键字重新建立索引文件,以提 高库运算效率. (2)修改流域名,若已有流域名改动.将 根据所输入的原有名和新名进行成批快速修 改,并重建索引文件; (3)修改项目,增加项目,删除项目:’这三 个模块用于库中已有的某一流域或符合条件 的一批流域的数据修改,删除和增添空白数 据. (4)删除流域:将某已有流域除名.此项 操作必须是具有相当等级的操作者方可进 入. .()使用权等级:该功能用于对某些流域 或某项操作设置加密,也可修改加密等级.这 是为保证数据和系统的安全特设的功能模 块. 在系统中使用权分三个等级,即: I)A级(普遍级):不做任何加密; ?)13级(操作员级):某些特殊流域或操 作的一般性加密,只有具备操作权的操作者 方可进行; ?)c级(程序员级),即只有程序员方可 6】 进行的某些操作操作时,系统都要首先审查操作者的使用权. 在打开一些特殊的流域或进行某特殊库维护系统的程序框图见图4. [夏 图4库维护程序框 3,数据查询 本系统为输出端口,用于对库中已有数 据的查询,检索及搜索库中符台条件的流 域.有如下三个子系统: (1)流域检索 用于检查某流域是否在库.也可用于检 测某范围内的在库流域(某县全部的或以某 字打头的全部流域). (2)项目检索 用于检索某已知在库的流域的某一方面 的项目内容和数据 (3)条件检索 用于检索符合条件的小流域(或达标流 域).该条件只需是数据库中存在的项目,个 82 返回 数不限.但由于每次运行只能检出满足一个 条件的流域.所输入的条件越多.系统运行 的时间越长每次运行后筛选出的流域,通过 排序再筛选.即得满足多个条件的小流域出 现(一个或一批). 本系统中的三个子系统.通过一个特殊 命令,可以相互联接.例如检索出小流域后可 以不返回主菜单即直接成批查询流域的各个 项目数据资料 数据查询系统的程序框图见图5 4,通用报表输入 为了避免库运行后输入数据时对原始数 据进行标准输入的再整理的麻烦和便于从未 接触过lf’算机的水保工作人员方便地使用本 r流域梧索I r!1 I县I字} I苎_j堕J 列有关流域 清单 数蚕1 ,流域’缸 ———————— 一一 i _-_f壹I ‘ 匝i _面一c遥《 图5.数据查询程序框图 数据库.特设置此输入端口. 进八法系统后.通过通用报表类型菜单 和表格选择菜单选择所需的标准表格类型. 根据具体表格的内容,各工作区开相关项目 的岸;唰时,输入即将输入的流域名称.系统 检索出相关流域的编号列出清单(若无相关 流域则列出库中最未五个记录的编号清单). 按照有关流域编号的约定.对新流域编号并 先输入编号和名称;最后,以屏幕显示的标准 表格形式.进行数据的录入;经检查无误.写 库,存盘,返回 — ,报表统计输出. 该系统用于有关项目的统计,计算和报 表输出. 进入该系统后,首先选择报表类型.根据 类型进入各自的计算系统;然后选择输出类 型.若为标准报表格式.则选择标准报表形 式,以具体报表的项目内容分区开库.检索, 计算,输出;若为自制输出报表.则按提示输 入各项表格要素及项目.按项目分区开库,检 索,计算,输出. 报表统计输出的程序框图见图7. 63 一一嘲,”振一教书革 图9应用程序程序框图 由于技术上的原因,目前本数据库中具 体图件的存贮和输入输出尚不能与DBASE 的库相兼容,因此特设此系统. 我们将水保上的图件分成四类:即流域 图(各类现状图,规划图,措施布设和成果图 等),航片,地形图和图(含施工图),其中 流域图的编号约定及具体编号相同并对应于 数据库中相应的流域编号,航片,地形图和工 程图则仍用其原有的图号.这些图号,图名, 编号及有关说明由一个单独的DBASE的库 图10图件检索程序框图 (即图形库)来管理,该子系统的运行也是在 此库的基础上进行的. 图件检索系统的程序框图见图lO. 9,预测 在水保管理工作中,经常有这样的问题: 按照目前的投入产出情况,如要按期完成治 理,今后几年应如何投入?按照当前的治理进 度,五年后的治理情况如何?以及小流域验收 时.效益评估等等.以往工作中解决这些问 题都是靠经验评估或简单的推算,现在,则可 以利用计算机的高速度用更精确,客观的方 法来方便地计算这些问题,这便是预测系统 的功用. 进入该系统后,根据提示输入所要预测 的项目和选择数据的条件,进行数据的预处 理.可选择的预测方式目前有:一元线性回归 (多种线型),多元线性回归和GM(n,1)模型 等几种.选择后即运算,输出. 预测系统的程序框图见图11. [——— 豆 方霎Ir l 圆 图11预测程序框图 10,退出 工作完毕后,可直接返回到操作系统下. 11,图件扫描输入 该系统必须由经过培训的操作员操作. 此外,该系统的建立和运行同样也是基于图 65 形库的基础上的. 除前面所述四类图件外,较为大型的文 字文本,原迹等.都可通过本系统以图件的形 式建库存贮. 图件扫描程序框图见图12. 开库 圈 图12图件扫描程序清单 12,提供帮助 该系统用于对初次使用或不熟悉本系统 的工作人员提供学习帮助和使用指导. 13,专家系统 该系统甘前以我省的技术力量尚难以开 发.仅在此留一接口.以便于将来开发后并入 本管理系统. 四,数据库的应用 该数据库的最大存贮极限是l0亿条小 流域,因此.可望利用该库来建立全省的各类 小流域资料库.使有关资料,数据能够实现集 约化,自动化管理.对于地区,县一级的数据 库,可以根据本区的实际情况,完全移植本数 据库的结构和系统模块.实现自己的数据库. 若将来随着经济,技术的发展,能够实现全省 水保管理部门的计算机联网,则该系统可望 成为水土保持管理工作的基础 该系统是面向一般的水保工作人员开发 的,完全菜单式操作,简便灵活,维护方便,容 易学习,因而便于推广如果辅之以财务管理 和人事管理系统,则可实现县一级水保站的 管理自动化. 按照1990年底的市场价格和本系统的 最低配置,只需投资8000元至10000元人民 币的硬件投资,即可建立起本系统.因此,本 系统是经济,实用的. 根据工作发展的需要,将来可在该系统 的基础上继续开发完成小流域治理专家系统 (辅助决策系统),并髓着经济力量的改善和 技术条件的提高,进行国土地理信息库的建 立.使流域管理工作迈上一个更新的台阶. 黑