| 词条 | 小浪底水环境监测信息系统 |
| 释义 | 黄河小浪底工程是一项大型综合开发利用的水利工程，库区淹没涉及晋、豫两省8县（市），工程启用后，区域环境状况和河流水文情势将发生一系列变化，在较大范围内改变区域的环境生态平衡。为了加强对小浪底区域的环境监控，在小浪底水库库区、重要支流、三门峡水库坝下至花园口间的黄河干流建有一定规模的库区监测站网。同时，为配合工程环境监理工作，在工程施工区，移民安置区布设了相应的大气、噪声、生活饮用水和生活废污水监测点，形成了较为完善的环境监测站网，获得了大量监测数据，为XLDEIS建设工作奠定了重要基础。 简介黄河小浪底水水利枢纽工程是国家投资的大型水利建设工程，环境信息系统的建立为水库运行管理提供了手段和决策依据。本文主要介绍了黄河小浪底水环境监测信息系统（XLDEIS）及实现该系统所用到的开发技术。 系统硬件环境系统拓扑结构在本实施方案中采用10Mbps和100Mbps交换式快速以太网技术（网络拓扑结构图参见图1-1），服务器与交换机间采用100Mbps传输速率联接。监测中心站点是主要用户，占用一个100Mbps口。 网络管理与安全XLDEIS网络管理采用基于Internet开发的网络管理协议SNMP。结合网络产品配置的相应网管产品，采用集中管理模式。根据网络特点及安全要求，XLDEIS严格设置访问权限，域内设置网络管理员、账号管理员、数据库管理员等高级用户,分别拥有相应的修改、添加权限，一般用户具有访问网上资源、信息列表等权限，而其它更改和写入权受到严格控制。 为了防止病毒侵害网络，系统采用网络防毒软件NortonAntiVirus5.0 for Windows NT进行预防，客户机安装单机防病毒软件Kill98 Deskpro，并每隔一定时期对这些软件数据通过Internet进行更新升级。同时，对网络用户进行防病毒安全教育、提高忧患意识，使本网免受病毒的侵扰。 考虑网络与外界互联，系统增加Internet防火墙并设置相应的安全策略进行防护。 系统软件环境适用模式及技术路线从网络硬件建设状况看，XLDEIS网络工程是一个典型的企业网模式，实施的是C/S (客户/服务器)体系结构，因此在开发基于网络环境的XLDEIS时，确定以C/S结构为应用开发模式,同时结合适于网络开发的数据库系统及前端开发工具，实施本系统的开发。 开发软件选择数据库系统适用软件的分析确定 数据库系统的结构与性能直接影响到整个系统的运行效率。经过对国内广泛运行的几种主要大型关系数据库系统的比较, 选用Sybase数据库管理系统较为适宜。 前端数据库应用开发工具的确定 为了最大限度地发挥出Sybase数据库系统的性能优势，并提高整个系统的开发效率，开发时选用PowerBuilder作为数据库前端应用开发工具。PowerBuilder被广泛认可的功能强大的数据库应用开发工具，同时它还可与其它开发工具有效地兼容。因此本系统选用PowerBuilder 5.0 作为主要的前端开发工具。 地理图形信息处理工具的选取 在XLDEIS中，除了大量的数据信息需要处理外，还涉及监测站点的布设状况、污染源的区域分布、不同位置的河段水质状况等广泛的空间地理信息以及水系分布、行政区域划分等大量图形信息。这些空间图形信息的处理，是整个系统的重要需求部分。为了最大限度地将数据库中的具有空间属性的数据信息直观、可视地显示出来，选定了擅长处理地图及其属性的地理信息系统 MapInfo Professional，利用桌面地图技术，实现对Sybase数据库的空间查询访问及地理图形信息的加工、显示。 根据XLDEIS的特殊性，利用MapBasic语言进行定制开发，使其更好地满足系统的规划目标。 软件总体设计 按需求规划，整个系统主要包括五个子系统七大功能模块。五个子系统是：数据库子系统、统计分析子系统、动态显示子系统、模型库子系统、信息发布子系统；七大功能模块是：区域概况介绍；数据输入及维护；信息查询；统计及分析；区域环境质量评价；区域水环境质量预测；系统简介及帮助。 系统数据库结构设计系统数据分析 根据对环境信息管理的功能分析，系统基础数据库应包括地面水、生活饮用水、底质、污染源、评价标准、法规条例和水质简报等数据库。在这些基础数据库的基础上，建立水质评价结果数据库，存储水质评价结果，供进一步查询和分析（数据库结构见图2-2）。 索引文件设计 为了提高检索效率，需建立索引文件，建立索引后的查找方式是折半查找法，检索效率比顺序查找法高。 中间数据表和临时表设计 为提高系统运行速度、实现统计报表输出的功能，需要在客户端建立一些中间数据表或临时表，这些表是为了实现系统功能必不可少的，随着使用的结束而失去其价值，为了节省存储空间，每次使用自动覆盖原有数据。 功能模块设计区域概况介绍模块 本模块以多媒体技术介绍自然地理概况、社会经济概况、水库工程概况；以地理信息技术介绍区域环境质量状况、水体污染趋势演示及监测站网布设状况等图形资料。 数据输入及维护模块 为便于系统数据库的应用和管理，必须设计一个结构合理、使用方便、效率较高的数据录入及维护模块，能够实现对各类信息的适时录入、修改、删除等功能。并且在系统用户对数据进行这些操作时，系统能够辨别用户对数据的操作权限，对未被授权的用户拒绝其操作。 该模块包括各种基础数据的录入，数据的修改、删除。内容上分为库区数据、施工区数据、移民区数据、污染源数据、环境法规条例、环境标准的数据录入及维护。 信息查询模块 XLDEIS将为各种查询提供图形化的查询界面，该界面形象直观，使用简便迅速，并将查询结果组织成专业报表格式。查询内容有：污染源、水质数据、环境法规、标准、水质公报等。 水环境评价模块 水环境评价分为水质评价和污染源评价，这项工作在确定评价标准和评价参数后，选用适当的评价方法进行评价，评价结果存入评价结果库，并形成各类报表提供给有关用户。水质评价按空间范围分为河段（断面）、河流和区域水质评价，本系统主要对库区、施工区和移民安置区的地面水、生活饮用水、废污水水质进行评价，同时对施工区大气和噪声进行评价；按评价时间分为月、水期、季度、全年评价。 统计分析模块 统计分析模块是按照专业要求和格式，对监测数据进行统计分析，形成监测成果表及特征值统计表，提供给管理部门或向社会发布。数据主要统计内容有：库区水质监测断面统计、地面水水质监测成果统计、水质特征值统计、施工区地面水监测成果统计、废污水监测成果统计、生活饮用水水质监测成果统计、大气监测日均值统计和噪声监测结果统计、移民区生活饮用水水质监测成果统计、各县(市)废污水年排放情况统计和各县(市)主要工业污染物调查等。 水质预测模块 水质预测是根据预测目标、对象、内容，预测的特征参数，确定预测方法、预测模型及边界条件进行预测，把预测结果提供给用户。水质预测主要包括、水污染物预测和水环境影响预测。本系统侧重于河流水环境管理，水质模型选用一维河流的输入响应模型。 系统集成在软件结构设计工作中考虑了不同层次用户对使用功能的不同需求，将整个系统面向对象划分为具有针对性的功能相对独立的模块，每个模块均可独立完成特定性质的工作。各个子系统与系统管理维护模块相关联，形成完整的功能体系，由系统主控窗口控制。 区域概况介绍、数据输入及维护、信息查询、统计及分析、区域环境质量评价、区域水环境质量预测、系统维护等七个应用模块安装在系统客户端的微机上，数据及其他多媒体信息元素存储于系统服务器上。安装于系统客户端的各功能模块均以后台数据库为运行基础，通过网络系统与安装于服务器上的远程数据库系统连接，形成网络信息处理系统。 系统特点1. 系统开发基于C/S体系结构设计，服合当前软件开发的趋势。本系统可直接在客户/服务器运行，稍加修改也可在单机运行。可以通过局域网连接运行，或通过拨号上网运行。数据库和软件分别位于服务器和客户机上，实现数据的共享。 2. 面向对象的编程。开发工具中的菜单、窗口、函数、结构等都是对象，可以在各个模块中相互调用，提高了开发效率和软件质量，又极大地减少了开发时间。完全支持第三方控制对象如VBX和C++的访问，还可直接调用WINDOWS的API函数。 3. 主从数据库结构设计。这种数据库结构依据监测频率的不同，将库区水质监测数据表，分为三个相互关联的表，主表中包含常规记录项，操作频率高；非常规记录项设计成一个表，其操作频率低；将一些很少测的项目和未来可能要监测的项目，归入另一个表，作为主表的一种补充。通过主码和外码，在它们之间建立关联。这种数据库设计，有效地避免了资源浪费，提高数据操作性能，大大加快了数据查询速度，是一种优良的关系数据库设计方法。 4. 综合发挥了不同计算机软件开发工具的优势。本系统选择最有利的开发工具和语言。以综合大型网络数据库系统Sybase、数据库开发语言PowerBuilder、地理信息系统MapInfo 各自擅长的开发应用功能，在XLDEIS中实现了多种用户功能需求。 5. 在信息系统开发中运用数学模型技术。本系统在水质预测模块中应用了实用的一维河流输入响应模型，增加了系统的科学和实用性。 作用黄河小浪底监测信息系统的建成，不仅为水库运用方式提供环境方面的决策依据，还为库区下游水资源规划提供建设性意见。在环境监测管理方式方法上，利用先进的计算机技术替代落后的人工管理，缩短了数据生成周期，提高了数据利用率。在XLDEIS的建设过程中，积累了大量的开发经验和计算机处理经验，为以后水环境信息系统的开发建设进行了有益的探索。 |
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