数据资源管理平台

1数据资源管理平台设计

1.1需求分析

1.1.1数据需求

1.1.1.1数据分析

XX省水资源管理系统业务涉及的信息资源包括信息采集和信息共享。信息采集按获取方式应分为仪器白动在线监测和非在线监测两种采集范畴。以共享方式获取的其他信息获取（包括水文、水资源保护部门负责采集的实时水雨情、水质监测数据），属于信息共享范畴。

信息采集传输应充分利用现代化科技成果，通过对信息采集和传输基础设施设备的改造和建设，配置适合当地水资源特性的仪器设备。信息采集传输的设备选型与配置应充分考虑当地的水文、气候特征、供电条件和环境安全等因素。

（1）在线监测信息对象

在线监测信息对象包括：水源地、取用水、行政边界河流控制断面、地下水超采区以及水功能区水量水质信息。监测规模、监测手段和监测代价的衡量要应充分考虑当地的经济发展水平、经济承受能力、设站技术可行性和运行维护便捷性。

水源地监测：包括地表水水源地（水库、江河、湖泊等水体）和地下水水源地。应按照先列入水利部公布的全国重要饮用水水源地名录的水源地、大中型水库水源地，后其它饮用水水源地的顺序安

排布设。

取用水监测：包括重点取水口水量水质监测。按照先取水环节后排

水环节、先集中用水户后分散用水户顺序安排；取水量级考虑先重点用水户后一般用水户、同等取水量级先第二、三产业用水户后第一产业用水户顺序安排；同时兼顾设站条件通盘考虑。

水资源管理单元出入断面监测：包括省际、地市际以及县际边界河流控制断面。按照先地市际边界河流控制断面监测后县际边界河流控制断面的监测，水资源管理单元逐级细化、控制能力逐步加强的思路顺序建设。

水功能区监测：按照〈〈XX省水功能区规划》的部署，按照先保护、保留、缓冲、饮用水源等重要水功能区水质监测、后其余水功能区水质监测、入河排污口监测的原则布设。

地下水超采区监测：包括地下水水位、水质监测。按照先禁采区限采区、后地下水集中开采区、先平原区后山丘区的顺序安排布设。

水生态监测：重点区域和水域水生态监测。按照先水利部水生态系统保护与修复试点后其它区域的顺序安排布设。

社会用水户、水源地、水资源管理单元出入断面、水功能区、地下水水量水质监测点的布设应在充分利用既有水文观测站网络的基础上统筹规划，有些观测面监测可通过上下游监测点观测数据内插方式满足，有些可通过既有测站增加观测项的方式满足。

新设监测点的工作方式

新设水量监测点选用应答/白报兼容的工作方式。按照“无人值守、有人看守、定期巡检”的运行维护机制实施信息米集作业。对不适宜设置全白动监测点的地方，亦可按有人值守模式配置设备、设点观测。

1)流量监测

对采用直接流量监测方式的信息采集点，由采集端设备直接采集流量瞬时值，并存储在本地记录单元；对米取水位监测方式的米集点，采集、记录、传输的均是水位信息，并参照水文测验规范定期对采集端实施水位流量关系率定，尤其是平、枯水位流量关系的率定，在信息接收端利用水位流量关系将采集的水位信息转换成时段采集量或过流量信息。采集端设备按照15分钟采集一次瞬时值。

2)水质监测

对新设水质监测点采用定期巡测、人工取用、室内分析化验方式开展监测工作；对已建立水质白动监测设施的监测点，采用增加其报信设施的方式进行汇接和功能升级。对确需要设置白动水质监测点的地方应审慎选择建设白动水质建设设施。水质监测不同采集方式分别规定的监测间隔和记录周期不同。

监测点的采集频次

在正常工作状态下的采集频次按照：

单纯以水资源管理应用需求布设的各类水量信息采集白动站

点，支持旬周期用水调度业务按6小时间隔报信；支持月周期用水调度业务按12小时间隔报信；支持季度周期用水调度业务按24小时间隔报信，人工监测点均按24小时间隔报信。多用途信息米集站点报信间隔超过水资源管理需要的，应比照同站点完成水量信息描述时段的归一化。报信间隔不能满足水资源管理需要的应比照专用站点调整信息报送间隔。

社会用水户取水口、水源地、入河排污口、行政边界河流控制断面、水功能区的水质监测，根据工作规范和实际要求实施采集频次。

突发应急状态下的采集频次按照：

固定站的水量、水质监测报信工作机制均可临时调整为1小时

间隔。在固定观测不能满足要求时，可动态设立移动监测点，对水量、水质进行跟踪监测。

(4)时空基准

系统工作统一采用北京时间作为标准计时基准，日界统一为北京时间8时，水资源信息采集站点每日首次报信时间遵从水文或防汛部门规定的每日首次报信时间即8时为准。

位置描述使用全球定位系统GPS和具有我国白主知识产权的北斗导航定位系统对水资源信息采集站点的坐标定位，统一采用2000地心坐标系统纬度坐标进行位置描述。已有数据应逐步过渡到2000地心坐标系。

绝对高程基准采用1985黄海高程基准，对确需采用地方基准或相对基准进行水位观测的测站，进行地表水水体水位流量关系转换时，应在其预处理环节先行滤除因高程基准不统一导致的测验误

差。

(5)在线监测信息传输方式

在线监测信息传输指将采集站获得的水资源信息通过有线或

无线信道送至系统接收端的传输过程。对于水资源信息采集共用部门采集设施和传输通道的，应遵从既有传输方式和传输路径。在国家防汛抗

旱指挥系统工程已覆盖的信息采集区域的新设站，应加入该系统。对于

其覆盖不到的区域确需新建传输通道的，各省可根据当地公网实际状况

和采集传输系统建设、运行维护的经济性要求综合权衡，在保障信息传输适度安全的前提下，选择适宜的公共通信信道进行信息传输组网。目前可供选择的采集通信资源主要有：中国移动通用无线分组业务(GSM/GPRS); 中国联通无线扩频通

信技术(CDMA);中国移动短消息业务(GSM/SMS);公共电话网(PSTN);北斗通信卫星短消息；同步通信卫星；海事通信卫星短消息；超短波技术：微波技术等。在选择通信方式时，在同一个系统中不宜使用多种通信方式，仅在某些信息米集点首选通信方式不能覆盖时可另选通信方式。

部分重要站点可设计备用传输通道，并考虑突发事件发生时的应急信息传输，满足应急监测的需求。

1.1.1.2数据分类分析

水资源管理系统涉及数据主要包括以下几种：

(1) 在线监测数据

图表1.4-1在线监测数据来源

需建数据库名称

数据来源

说明

城市饮用水水源工程监测数据库

地表水水源地水量来源丁实时水雨情库；地下水水源地水量来源于地下水数据库

本系统

新建数据库

取用水监测数据库

地表水取水口水量，来源丁取水口水量在线监测系统；地表水取水口水质即地表水水源地水质。地下水取水口水量、水质均来源丁生广性地下水井在线米集系统

水功能区监测数据库

入河排污口监测水量，水功能区监测均来源丁入河排污口和水功能区在线监测系统

这些数据均由

XX省水文局管理，直接使用，没有数据库建设任务。

行政边界河流监测数据库

水量来源丁实时水雨情数据库

地下水超采区监测数据库

来源于地下水超米区在线监测系统

旱情监测数据库

来源丁水文部门

实时水雨情数据库

即现有实时水雨情数据库

水质数据库

来源丁水文部门

业务管理数据

对于业务管理和决策分析支持，同一业务管理数据库应存储

省、地市、县三级水资源管理部门产生的业务信息，根据不同的管理层级，业务管理信息不尽相同，同时省、地市、县级信息之间有一定的关系。

根据需求，对水源地数据库相关数据中的城镇地下水水源地进行调查测量，并对城镇地下水水源地开发利用状况进行评价，并录入相应数据库中。具体数据内容为：

1)地形测量

利用已调查的城镇地下水源地资料，确定工作区范围。通过对地

下水源地地形的测量，实现以下两个目的：

测量比例尺确定为1:10000,测量面积为大型水源地30km2，中型水源地为15km2，小型水源地为5km2。测量内容包括区域地形、生产井、监测孔高程、坐标测量等。

2)地下水源地开发利用状况评价

地下水源地开发利用状况评价包括水量、水质现状评价和供水可持续性评价等三个方面。

水量评价

根据地下水源地开采量的大小、水文地质资料完整程度和水文地质条件的复杂程度，采用解析法或数值法对地下水源区的补排量进行计算。进行地下水源区的开发利用程度和供水水量的安全性等方面综合评价。

对于大型的地下水源地，采用数值法进行补排量的平衡计算，并对该水源区进行不同开采量进行模拟预测，对该水源的开发潜力及可能出现的问题进行评价。建立地下水资源管理与规划模型。

对于中、小型地下水源地，采用解析法进行补给量的计算，并根据地下水动态监测资料，对该水源的水量合理性进行评价。

水质评价

利用已有调查资料，进行水源地水质状况评价。

地下水水质评价标准采用国家标准〈〈地下水质量标准》(GB/T14848-93)。采用单项组分评价和综合评价相结合的评价方法。将地下水水源地水质指标分为一般化学指标或细菌学指标、毒理学、放射性指标和地方特定项目4大类。一般理化指标或细菌学指标，对人体健康影响较小或可通过净水厂传统处理方法去除，这一类指标按地下水水质标准的5类进行评价，并将其m类水标准值的上限值确定为地下水水质控制标准。

毒理学和放射性指标作为一类，按生活饮用水卫生标准进行达标评价。

根据现状水质和对地下水源区及其周边环境的调查结果，对地下水源地现状水质安全性进行评价，对地下水源地水质安全趋势进行预测。

供水可持续性评价

在地下水源地用现状评价的基础上，根据区域的水文地质条件及水源地周边地下水开发利用现状，对现状城镇地下水源的可开采量进行分析计算，对地下水源供水可持续性进行研究。

(3)基础数据

基础数据来源如下表所示。

图表1.4-1基础信息数据来源

需建数据库

数据来源

水利工程数据库

防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务

水资源评价数据库

将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入

给排水数据库

将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入

水环境数据库

将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入

水文数据库

来源丁省水文局，直接使用，没有建设任务

气象数据库

防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务

社会经济数据库

防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务

旱灾数据库

防汛抗旱指挥调度系统，直接使用，没有建设任务

水环境灾数据库

将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入

空间数据库、多媒体数据

空间数据库的建设需要购买空间基础数据。 多媒体数据库，将

现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入。

决策支持数据

表1.1-3决策支持库数据

数据库名称

信息来源

决策分析库

需要软件开发

构建式模型库

需要软件开发

预案万条库

将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入

专家知识库

将现有信息资源进行校核、整合、补充、完善，然后导入

1.1.1.3数据流向分析

XX水资源管理系统数据来源复杂，业务管理单位包括省水利厅水资源处、省水文系统、地市水资办、县水资办各级管理单位、全省各市县、相关流域机构及专业水文气象单位等。数据库内容包括了水文监测、综合办公、水情监测、取用水监测以及基础空间信息、视频、图像等各类媒体信息。系统基本数据流向图如下图所示：

水利部、流

域管理机构*

省厅其他业

务科室

厅水资源处

新建监

测站

XX省水资源管理系统数据流向图

1.1.1.4数据量分析

数据量是确定数据存储平台模式与规模的重要依据，通过对整个系统现有数据量、数据增量、数据分布等的分析，最终确定数据存储与管理体系的建设模式、建设规模。

水资源管理系统的各类数据可分为结构化数据（如水雨情数据、供水工程基本信息及水质监测数据等）和非结构化数据（如供水工程监控视频数据、办公文档、电子地图数据等）两类，

水资源管理系统的结构化数据主要包括：水资源管理业务处理数据、水利工程实时监控数据、水文站点维护管理数据、水文监测与预测数据等。对于结构化数据来讲，通过合理的数据库表结构设计，尽可能的消除冗余数据，这类数据占用的存储空间是相对有限的。其具体分析如下。

水文站点监测数据包含测点名称、采样日期、分析日期、水温、

PH值、溶解氧、总硬度、悬浮物、氯化物、氟化物、硫酸盐、高猛酸盐

指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐氮、氧化物、六价铭、粪大肠茵群等内容，确定的水质级别。按照每次采样每条纪录500字节计算，每1天采集一次。全省水文监测站一年的数据量为约为80MB库。再加上人工监测和移动监测的数据，以及评价分析数据，水文监测数据库初始数据量约为 100MB

非结构化数据主要包括：行政管理与办公信息数据、水利工程实时监控视频图像、工程安全监测视频图像、基础空间地理信息等。这类数据的一大特点是所占存储空间很大，一个文件少则几 mb多则

几十M或GB因此这类数据将占居整个数据库的很大一部分空间。

其具体分析如下。

行政管理与办公信息数据主要是大文本数据，大体上可分为邮件、办公文档、档案及其它行政管理。这类数据量在 10G左右。

水利工程监测监控、视频数据主要存储在地市数据库和县级数据库，这部分内容按周期存放，只保留最近三个月的应急监控数据，省级数据量约为1T左右。

基础地理空间数据主要指XX的地理信息数据。地理信息数据包含全省主要河流、城市、水库、水源地、水功能区、排污口、地下水观测点、灌区、交通设施、村庄等基础信息，全省1:25万数字电子地图数据，数据量约为4GB全省1:5万电子地图数据及大比例尺的各类专题图，数据量约100GB地理信息数据年初始总量约为200GB存放于省级水资源管理数据库。

1.1.2功能需求

1.1.2.1数据库管理功能需求

在水资源管理系统数据库中大多为结构化的关系型数据库，数据存储量相对有限。考虑现有数据库运行状况，需在地市和县分别建立数据库系统运行环境。原则上各级业务单位要围绕相应的数据中心建设，统一考虑数据库系统运行环境，充分利用数据中心数据库系统资源，应尽量避免重复建设，并结合应用系统建设需要，配置必要的软硬件系统。

按照数据库管理的要求，数据库管理系统设计应采用支持空间地理信息管理的关系型数据库系统，建立数据库管理系统，所需要的主要功能包括建库管理、数据维护管理、代码维护、数据库用户管理、数据安全管理等功能。同时，宜选用UNIX服务器作为数据库服务器，采用双机热备运行方式，保障数据库系统的运行。

要实现数据资源的共享和利用，必须针对XX水资源管理系统的运行特点，建立分布式的统一数据资源管理平台，将数据资源集成在一起，为各类业务人员提供统一的数据资源目录服务，形成统一的可以方便查询与管理的标准化的虚拟数据库，方便不同用户对数据的高效率使用，辅助管理者决策，提高决策的正确率和及时性。

1.1.2.2数据库存储功能需求

随着水资源业务的发展，数据存储容量将会增加很快，主要包括大量的水文监测实时数据；日常办公生成大量的文本、图像、图形、音频、视频等多媒体数据；以及系统的长年运行积累越来越多的历史数据。

这就要求利用先进的、具备高性能和高可用性的、扩展能力强的大容量存储设备和软件，构建功能完善数据存储与管理平台，集中化、智能化、

图形化的存储与管理所有Internet/Intranet重要应用的关键性信息数据；还要考虑提高数据传输能力，提供快速的数据访问服务。

要保证存储系统具备强大的零停机在线扩充升级能力，兼容更先进的存储技术，使存储网络具备灵活的可扩展性，包括存储容量和存储系统性能的扩展，使存储系统可随着应用需求的改变而改变， 不会

造成系统投资的浪费。同时，可以根据应用系统特点，制定合理的存储解决方案，提高系统利用率，降低用户投资成本。

数据存储平台可以实现高性能的数据存取和安全备份，满足大规模用户并发性数据读写的要求，使复杂的数据业务存储网络易于维护和管理，通过完善的备份恢复机制，以确保数据不会丢失，并保证为用户提供7X24小时的连续访问。

1.1.2.3数据库备份容灾需求

水资源管理业务要求全年不间断运转，对系统运行提出很高的要求，需要在建立数据存储系统的同时，建立包括本地备份和远程容灾备份的完备的数据安全保护机制。

要根据设备条件、存储空间和业务需求，定制当前最高效、安全级别最高的备份策略，在保证数据安全的前提下尽可能使数据库的正常服务不受影响，定期或不定期的对数据库进行增量备份或完备备份等功能，实现数据的白动备份，减少维护人员手工操作。并且当灾难发生时可以以在最短的时间内进行恢复，尤其对取用水监测、取水用户管理、水源地监测关键业务数据要优先恢复运行。

同时，为了防止灾难性事故的发生，还需要建立数据远程容灾系统，利用优越的通信专网优势，实现关键业务数据的远程备份和快速恢复。

1.1.3性能需求

对数据库系统的性能需求主要是依据系统业务需求和管理运行

模式，通过对数据分类进行分析，用实体联系的分析方法对数据对象进行分析分解，一般应达到第三范式，在此基础上对数据逻辑结构进行优化设计，使之在满足需求条件的情况下，系统性能达到最佳，使系统开销达到最小。在数据库的实施过程中，要合理使用分区、索引及存档功能，在应用系统软件开发中对恰当编写访问数据的 SQL语

句，并对数据库的响应时间和吞吐量进行权衡，提高数据库的可用性、数据库的访问命中率以及内存的使用效率；今后在数据库运行实施阶段，还要采取操作系统级和数据库级的一些优化措施来使系统性能达至U最佳。

对于数据存储平台的选择条件，首先要具有处理速度高、存取速度快和可扩展性强等特点，同时要具有良好的开放性，应选择带宽性能、I/O性能好，控制器处理能力强，高速缓存容量大的数据存储设备，磁盘存储设备内部结构与运行方式对业务应用服务器性能基本上无影响，可对整个业务系统实现完全的冗余和备份。存储平台架构的建设要求数据的冗余存储，控制和数据通道的冗余配置，保证系统无单点故障发生。还需建设一套高可靠性和高性能的容灾备份方案，以确保业务数据的安全性和业务的连续性和整体可用性。

1.1.4安全需求

数据安全问题对整个调度系统的运行有“牵一发而动全身”的影响，将可能带来涉及和影响各个层次、多方面系统级的威胁、危害，甚至是灾难性的。数据资源管理平台的安全问题，主要涉及数据应用安全与数据存储安全，要保证整个存储系统的安全可靠，必须分析整个数据存储系统面临的安全风险和安全威胁。这些风险和威胁虽然有各种各样的存在形式，但其结果是一致的，都将导致数据的丢失或损坏，影响整个系统的数据服务，破坏整个数据存储系统的正常运行的有效性、可靠性和安全性。

数据存储与管理系统的安全主要涉及到硬件设备、操作系统、数据库、数据存储以及运维管理等层面，同时，还要针对水资源管理具体业务应用来提出数据安全的需求。

在设备上可采用高可用性的硬件配置，在数据库服务器、数据通道、数据存储以及电源、机房空调等设备均需采用冗余的设计。

操作系统安全也称主机安全，首先，通过操作系统的用户名、

口令的机制来识别用户，增强对操作系统的访问控制功能，降低使用人员的误操作；还可采用基于操作系统的入侵探测技术，实时检查和处理系统的审计记录；加强防病毒侵袭的防范措施。

基础数据库的管理要注意数据的安全问题，一般的关系性数

据库都已经提供足够的安全级别管理，所以在进行数据访问时应对访问数据的对象进行访问权限控制保证数据的安全，每个用户都有一定的访问权限。

4-存储安全主要考虑在数据传输通道、操作系统、存储端口分

区、磁盘分区等方面实施有效的策略，同时，还要针对控制专网、业务内

网和业务外网的划分对不同网段的数据实施物理隔离，

确保关键

业务数据的安全。

5.运维管理安全方面，需要建立健全的安全管理制度，明确系统管理人员的职责范围，加强管理人员的培训。

1.2总体方案设计

1.2.1设计原则

1.2.1.1统一标准的原则

建立数据库最重要的是标准化，只有做到统一技术标准，才能实现数据交换和数据共享。信息分类编码和所有的库表采用的标准应当统一，有国家标准或行业标准的必须采用国家标准或行业标准及《XX省水利信息化技术标准体系》，并与水利部水资源司组织编制的“水资源监控管理数据库表结构及标识符标准”的数据库设计保持一致，采用统一的数据库表结构，包括统一的接口、开发工具和管理软件、统一的字段标识符、项目编码等。

1.2.1.2信息共享的原则

数据库建设应充分利用已开发建设的及拟建设的水利系统数

据库，如实时水雨情数据库、工情数据库、水文数据库、 工程数据

库、水环境数据库、旱情数据库、社会经济数据库、空间数据库、水政执法数据库等。同时，本数据库亦应供XX省水行政部门其他业务应用系统及相关行业应用系统使用， 避免重复建设，实现数据

资源最大程度共享。

1.2.1.3安全可靠的原则

数据库是XX省水资源管理系统的信息支撑层和信息基石，必须确保综合数据库安全可靠运行，从系统安全、数据安全、用户安全和应用程序安全等方面进行控制，采用多种安全机制与操作系统相结合，实现数据库的安全保护。

1.2.1.4实时准确的原则

数据库是水资源业务管理和决策调度的信息支撑，数据的准确性、实时性是否满足要求，直接关系到决策调度的科学性和正确性。在数据库设计和建设过程中，要保证数据的唯一性和完整性，减少应用中数据的转换和误差，字段精度应尽量准确。同时，数据库应及时更新维护，保证数据的实时可用。

1.2.1.5高效利用的原则

数据库为各应用系统和众多用户提供直接共享访问，提高数据库访问速度是数据库设计与建设过程中必需考虑的。应尽量把数据类型不同但关系密切的数据放在同一个表中，在数据查询中应减少关联，提高访问速度和利用效率。

1.2.1.6统一建设、分级管理的原则

为了保证数据库建设的统一性、标准化和数据的准确性，数据库设计和建设由省中心统一负责建设，各分中心负责提供数据资料；各分中心数据库的更新维护管理由各分中心分级负责。

1.2.2.1建设目标

数据资源管理平台的建设目标：以标准体系建设为基础，运用数据库、网络存储、数据备份等技术，建设各类数据库，建成服务于各业务应用的省水资源管理数据中心，建立协调的运行机制和科学的水资源管理模式，形成XX水资源管理系统数据资源管理体系，为应用支撑平台建设及各业务应用数据交换和共享访问提供数据支撑。

1.2.2.2建设任务

1、 根据XX省水资源管理业务需要，通过省水资源管理数据中心和地市、县水资源管理数据中心建设，建立起完善的网络数据存储与管理体系，提高数据管理效率，降低数据管理成本，为业务应用提供数据服务。

2、建设综合数据库和元数据库。通过综合数据库以及元数据库建设，建立覆盖全部水资源管理业务的数据库管理系统和数据更新机制，保证数据的完整性和一致性。

3、 利用具有高可用性、高可靠性、高可扩充性的大容量存储设备和管理软件，建设XX省水资源数据存储平台，建立数据存储管理机制，实现高性能的数据存储管理功能。

4、 建设XX省水资源管理省中心数据存储平台的本地备份系统和异地容灾系统，通过制定合理的备份策略，建立起完备的数据备份机制，为数据安全管理提供可靠的保障。

1.2.3总体方案设计

从水资源管理各类数据的存储与管理的要求出发，

依据“统一

规划、统一标准、统一设计、数据共享”的原则，数据库分为综合数据库和元数据库，根据具体应用需求将综合数据库分成在线监测数据库、业务管理数据库、基础信息数据库、空间数据库、多媒体数据库和决策分析支持库六大类。其中空间数据库采用地理信息系统进行管理，其他数据库由关系型数据库管理系统进行存储管理。

XX水资源管理系统综合数据库的总体结构如图 1.2-1所示。

raonioj?I

在线监测数据库

城市饮用水水源工程监测数据库

水功能区监测数据库

行政边界河流监测数据库

地下水监测数据库

入河排污口监测数据库

基础信息数据库

山东省水资源管理系统综合数据库

炯同精1

! ¥[f监测 1

水利工程数据库 1

——水资源评价数据库

----给排水数据库

了 - 水环境数据库 1

— 水文数据库 1

=[ 气象数据库 1

一 社会经济数据库 —

r- 灾情数据库 1

业务管理数据库空间数据库多媒体库

决策分析支持库

基础地形图

水利工程专题图

供排水工程专题图

节水工程专题图

图形与影像数据库

音、视频数据库

政策法规和标准规范数据库

水源地数据库

地下水超采区数据库一

—水资源论证数据库

取水许可数据库

水资源费征收使用数据库

计划用水与节约用水数据库

水功能区数据库

水生态系统数据库 ，

水资源规划数据库

水资源调度配置数据库

水资源应急管理数据库

水资源公报数据库

水资源年报数据库

!表示本系统

」部份建设数据库

表示本系统

建设数据库

1表示外部接

1入数据库

根据省水利厅的需求及所涉及各种数据的存储和管理要求，数据库系统采用集中式结构。

省水利厅存放与水利业务有关的全省范围数据，新建在线监测站信息直接发送至省水利厅监控中心，原来信号传输到各地市监控中心已建成使用的在线监测站，同时将信号发送至省、市水资源监控中心；各地市存放与各白业务相关的数据。

省水利厅综合数据库用于存储公用数据，省水利厅信息中心

（中心节点）的管理员可以在相应的安全权限下对综合数据库进行统一管理和更新。而地市水利（务）局信息中心（分节点）则存储着本市的专业数据，并通过中心节点提供的应用系统接口建立白身的上层应用系统来完成对中心节点的数据访问。由于水利信息平台的主要作用就是为所有的应用系统提供数据服务，因此必须具备在网络环境下提供数据服务的有关功能，如数据服务标准接口程序、数据访问权限认证、数据压缩传输、数据安全防护等。数据库部署结构如图1.2-2所示。

图1.2-2集中式数据库部署情况图

1.3数据库设计

1.3.1在线监测数据库

本类数据又包括两个子类型，一类是通过白身系统直接采集的，包括对城市饮用水水源工程、取用水工程等的实测数据，一类是其他系统采集，通过数据管理平台交换接入到本系统的，包括旱

情、水文、水质、地下水等方面的数据。

（1） 本系统建立的数据库

1） 取水监测数据库：主要包括取用水户的时段取用水量、瞬时流量等，供水管网主要控制点的流量等实时信息。

2） 城市饮用水水源工程监测数据库：主要包括供水水源地（河道水源地、水库、地下水源地等）供水量、来水量、蓄水量、水位、地下水埋深和水质以及供水工程的供水量等实时信息。

3） 水功能区监测数据库：主要包括水功能区典型断面的水位、流量等信息。

4） 行政边界河流监测数据库：主要包括全省各行政边界河流控制断面的水位、水量信息。

5） 地下水监测数据库：主要包括地下水的水位信息。

6） 排污口监测数据库：主要包括排污口的水量信息。

（2） 通过数据交换建立的数据库

1） 旱情监测数据库：主要包括抗旱工作需要的各类信息，如受旱区域的人口、耕地、作物分布和长势、干旱范围、土壤墙情、灌溉设施以及气象、水文等信息。

2） 实时水雨情数据库：用来存储、管理全省各水情白动测报站（含雨量站、水位站、潮位站、流量站等）白动测报和人工采集的实时

水情信息以及预报信息。主要包括代表性雨量站和蒸发站的降水量、水面蒸发量等气象信息，代表性水文站（点）控制断面的水位、流量等

地表水信息，代表性地下水长观孔水位、水温等地下水信息。

1.3.2基础信息数据库

实现业务处理需要的水资源、生态及经济社会基础数据等，包括水资源评价、基础水文、经济社会、生态环境、水资源工程等水资源管理相关基础信息，这些数据一是通过外部交换的方式提取到本系统中；二是采用人工录入的方式进入本系统。

（1）水资源评价数据库

水资源评价数据库内容包括：水资源数量一评价、水资源质量评价和水资源利用评价及综合评价的相关分析数据和分析评价成果。水资源数量评价的内容包括：降水量评价、地表水资源量评价、地下水资源量评价、水资源总量评价等。

水资源质量评价的基本参数有水温、酸碱度、电导率、色度、

浑浊度、悬浮固体、可溶性固体、硬度、碱度、总矿化度、总盐量、氨氮、硝酸盐、硫酸盐、氯化物、侵蚀性二氧化碳、溶解氧、化学耗氧量、大肠菌群数、有机污染物，影响氧平衡的生化需氧量和放射性污染物以及评价湖泊（水库）水质富营养化的氨氮和藻类等、评价地下水质量需要考虑氟化物、亚硝酸盐类等。

水资源利用评价及综合评价内容有：对现状水资源供用水情况调查分析、存在问题、水资源开发利用对环境的影响，以及水资源综合评价、水资源价值量评价等内容。

（2）水资源工程数据库

水资源工程数据库主要存储供水工程信息。

供水工程包括：蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程和地下

水取水工程等。

水井工程提水情况主要包括：取水许可证代码、工程名称、水源地点、孔径、井深、日开采量、出水流量等。

提水工程取水情况主要包括：取水许可证代码、工程名称、设计扬程、水泵型号、设备取水能力、水泵台数、设备总取水能力、年取水总量等。

引水工程取水情况主要包括：取水许可证代码、取水建筑物名称、建筑物主要尺寸、设计引水流量、年取水总量等。

蓄水工程取水情况主要包括：取水许可证代码、工程名称、水源名称、集水面积、总库容、正常蓄水位、兴利库容、防洪限制水位、死水位、水库调节方式、设计年供水总量、设计供水保证率等。

1.3.3业务管理数据库

水资源业务数据库服务于水资源管理业务应用，涵盖了供水管理、用水管理、水资源保护、水资源调配和水资源统计管理等各项日常业务处理的相关数据库。

（1）取水许可管理数据库

取水许可数据库包含：水资源论证信息、取水许可证的基本情

况、取水许可基本情况（按行政区划统计和按水资源分区统计）、取水许可监督检查情况（按行政区划统计和水资源分区统计）、许可证变更情况、取水户基本情况、工业产品取用水情况、水井工程提水情况、提水工程取水情况、引水工程取水情况、蓄水工程取水情况、节水和退水情况、取水量年内分配情况、违章行为处理情况、计划用水情况、节约用水情况、典型灌区用水信息、火（核）电厂用水信息、工业企业用水

信息、生活用水信息、区域用水管理情况等内容。

取水许可证的基本情况包括：取水许可证代码（或水资源分区代码）、审批单位、监督管理机关、取水户代码、法人代表、单位类型、行业类别、申请取水起始日期、申请取水终止日期、取水户的通讯地址、取水户所在地的邮政编码、取水单位的联系人、联系人所在的工作部门、联系人的职务（职称）、取水单位的联系电话、取水单位的电子邮箱、年取水总量、水源类型、最大取水流量、取水地点、取水方式、计量方式等。

取水许可基本情况包括：行政区划代码、年份、当年审批通过水资源论证项目数、水资源论证通过可开采水量、当年新批申请数、新批申请批准水量、当年新发许可证数、新发许可证许可水量、年终保有的有效取水许可证总数、年终保有的地热水有效取水许可证数、年终保有的矿泉水有效取水许可证数、年终保有的水力发电有效取水许可证数、年终保有的有效取水许可证地表水许可水量、年终保有的有效取水许可证地下水许可水量、年终保有的有效取水许可证地热水许可水量、年终保有的有效取水许可证矿泉水许可水量、年终保有的有效取水许可证水力发电许可水量等。

取水许可监督检查情况包括：行政区划代码（或水资源分区代码）、年份、年终保有实施监督管理的取水许可证数、取水许可证批准的水量、年审取水许可证数、年审水量、退水水质检测的取水户数、退水水质检测达标率、吊销许可证数、吊销许可证数、因取

水户终止而吊销许可证数、因取水户终止而吊销许可证削减许可水量、因取水户违法而吊销许可证数、因取水户违法而吊销许可证削减许可水量、因取水户违法而吊销许可证削减许可水量、取水标的变更增加许可水量、取水标的变更削减许可水量、计量设施装置数、水平衡测试企业数等。

取水户基本信息内容包括：取水户代码、取水户名称、行政区划代码、水资源分区代码、法人代表、详细地址、联系方式、管理单位、单位类型、行业类别等。

工业产品取用水情况主要包括：取水许可证代码、产品名称、 设

计年产量、产品用水定额等。

节水和退水情况主要包括：取水许可证代码、节水措施、取水计量设施、污废水处理设施、污水处理工艺、退水量、退水地点、退水中主要污染物、退水水质是否符合水功能区标准要求、退水地点水功能区标准要求等。

取水量年内分配情况主要包括：退水地点水功能区标准要求、每一个月约取水量、设计日最大取水量出现月份等。

违章显示处理情况主要包括：取水许可证代码、处理日期、处理情况、监督管理机关等。

计划用水情况主要包括：行政区划代码、工业计划取水量、生活计划取水量、农业计划取水量、地表水计划取水量、地下水计划取水量、地热水计划取水量、矿泉水计划取水量、水力发电计划取水量、工业实际取水量、生活实际取水量、农业实际取水量、地表水实际取水量、地下水实际取水量、地热水实际取水量、矿泉水实际取水量、水力发电实际取水量、工业计划用水率、生活计划用水率、农业计划用水率等。

节约用水情况主要包括：行政区划代码、年份、万元GDP用水量、工业用水重复利用率用系数、工业节水水量、工业万元增加值用水量、农田灌溉水利工业节水主要措施、生活节水水量、生活节水主要措施、农业节水水量、农业节水主要措施等。

典型灌区用水信息主要包括：灌区代码、年份、配套灌溉面积、灌区用水总量、亩均净灌溉用水量、渠系水利用系数、粮食作物水价、经济作物水价、农作物综合水价等。

火(核)电厂用水信息主要包括：取水户代码、年份、装机容量、年发电量、工业产值、工业增加值、取用的新水量、重复利用水量、冷却水排放量、冷却方式、单位发电量耗水量等。

工业企业用水信息主要包括：取水户代码、年份、工业产值、工业增加值、取用的新水量、重复利用水量、工业用水总量、工业用水重复利用率、企业产品产量、单位产品用水量等。

生活用水信息主要包括：取水户代码、年份、生活用水量等。

区域用水管理情况主要包括：行政区划代码、年份、人口、国内生产总值、管网漏损率、节水器具普及率、计划用水率、综合水价、污水处理费、居民生活水价、工业水价、行政事业水价、经营服务业水价、特殊行业水价等。

水资源费征收使用管理数据库水资源费征收及使用管理数据库主要包括：水资源费征收标准、

水资源费征收情况、水资源费缴纳情况和水资源费使用情况等信息。

水资源费征收使用管理内容包括：行政区划代码、年份、征收工业水资源费、征收农业水资源费、征收生活水资源费、征收水力发电水资源费、征收火力发电水资源费、征收地表水水资源费、征收地下水水资源费、征收地热水水资源费、征收矿泉水水资源费、水资源费支出管理费用、水资源费支出基础工作费用、水资源费支出科研费用、水资源费支出设备费用、水资源费支出其他费用等。

污水处理费征收统计内容有：排水户代码、年份、应征额、实征额、拖欠额等。

水资源费使用范围包括：调水、补源、水源工程等重点水利设施建设；水资源综合考察、调查评价、监测、规划；节约用水技术研究、推广及节水项目的补贴；水资源保护、管理及奖励等。

（3） 水资源保护数据库

水资源保护数据库存储内容主要包括：水功能区管理、入河排污口管理、水生态系统保护与修复管理的相关数据。

1）入河排污口管理信息

入河排污口的基本信息包括：入河排污口代码、入河排污口名称、建成时间、详细地址、经纬度、水资源分区代码、水功能区代码、设计排污能力、排入水体名称、排污口平面图、入河排污口设置单位、排污口运用情况（已登记、在用、废弃、审核中和其他）、管理单位、审批单位、监测单位等。

入河排污口的基本情况包括：年份、服务面积、服务人口、排放方式、入河方式、排污口大小、污水类型、有无监测、是否达标、处理

方式、主要污染物、主要排污单位等。

入河排污口管理信息包括：行政区划代码、年份、设置工业单位个数、设置市政单位个数、单位个数合计、上年工业排污口个数、上年市政排污口个数、上年排污口合计、新设工业排污口个数、新设市政排污口个数、新设排污口合计、减少工业排污口个数、减少市政排污口个数、减少排污口合计、本年排污口个数合计、达标率等。

2）水生态系统保护与修复管理数据

水生态系统保护与修复管理数据包括：水生态系统基本信息、水生态系统保护与修复动态信息、保护与修复工程信息、保护与修复评估以及评估体系建设管理信息、保护与修复保障措施、水生态系统保护和修复的计划和规划、水生态系统的保护与修复工程信息、水生态系统监测和评价信息、水生态系统保护和修复典型案例和研究成果等。

（4）水功能区管理数据库

水功能区管理数据库包括：水功能区的基本信息、污染物纳污总量控制信息和水体纳污容量控制方案等信息。

水功能区基本信息包括：水功能区划代码、水功能区名称、水功能区起始断面名称、水功能区终止断面名称、流域名称、水系名称、河流名称、行政区划码、水功能区长度、水功能区面积、水功能区水质目标、水功能区功能排序等。

水功能区管理信息包括：年份、评价时段、评价方法、水功能区测站总数、水功能区达标测站个数、水功能区总评价河长、水功能区达标河长、水功能区总评价面积、水功能区达标面积、水功能区水质达标率等。

水域纳污能力及污染物限制排放量信息包括水功能区代码、年份、废污水限制排放总量、COD限排总量、氨氮限排总量、总磷限排总量、总氮限排总量、BOD限排总量、挥发酚限排总量等。

（5）水源地管理数据库

水源地管理数据库的存储内容主要包括：集中供水水源地 （水

库、湖泊、江河和地下水水源地等）的基本信息、水源地保护方案管理相关数据、水源地应急处理预案管理相关数据等。

水库、湖泊、江河等地表水源地基本信息内容包括：地表水取水口代码、地表水取水口名称、水源地代码、经纬度、水资源分区代码、行政区划代码、水功能区代码、取水建筑物型式、设计年取水量、设计流量、设计枯水位保证率、取水口距库（河）水体底部距离、取水用途（老口径）、取水用途（新口径）、降水量、平均流量、蓄水量、供水范围、供水量、受益人口、灌溉面积、牲畜数量、管理单位等。

地下水水源井基本信息内容包括：地下水源井代码、地下水源井名称、水源地代码、经纬度、地形、水资源分区代码、行政区划代码、水功能区代码、孔径、井深、凿井日期、运行状况、水泵型号、设计年取水量、设计流量、静水位、动水位、除铁除猛装置、水质情况、蓄水量、供水范围、供水量、受益人口、灌溉面积、牲畜数量、管理单位等。

（6）水资源论证数据库建设项目水资源论证包括：建设项目概况、取水水源论证、用水合理性论证、退(排)水情况及其对水环境影响分析、对其他用水户权益

的影响分析、水资源保护措施、影响其他用水户权益的补偿方案、水资源论证结论，以及评审专家基本信息等。

建设项目概况包括：建设项目名称、项目性质；项目建设地点、占地面积和土地利用情况；项目建设规模及分期实施意见，职工人数与生活区建设情况；主要产品及用水工艺建设项目用水保证率及水位、水量、水质、水温等要求信息；取水地点，水源类型，取水口设置情况建设项目废污水浓度、排放方式、排放总量、排污口设置情况。

建设项目所在流域或区域水资源开发利用现状内容包括：地表水、地下水及水资源总量时空分布特征，地表、地下水质概述；现状供水工程系统，现状供用水情况及开发利用程度；水资源开发利用中存在的主要问题。

建设项目取水水源论证包括：地表水源论证、地下水源论证。

建设项目用水量合理性分析内容包括：建设项目用水过程及水

平衡分析；产品用水定额、生活区生活用水定额及用水水平分析；节水措施与节水潜力分析。

建设项目退水情况及其对水环境影响分析包括：退水系统及其组成概况；污染物排放浓度、总量及达标情况；污染物排放时间变化情况对附近河段环境的影响；论证排污口设置是否合理。

评审专家基本信息包括：姓名、学位、职务、专业、职称、评审业绩工作单位、联络电话、住址、获奖情况等。

水调业务数据库

水调业务数据库存储水资源规划管理和水资源调度业务处理相关的信息和数据。

水资源规划管理的数据内容包括：水资源综合规划、区域规划、

城市规划、水中长期供求计划、水资源保护规划、节水规划、地下水开发利用规划等文档和专家信息。

水资源调度业务的数据内容包括：年调度、月调度、旬调度、实时凋度和应急调度等的日常文档、用水计划、水调日报、水调旬报、水调月报、水调年报以及调度方案等。

1.3.4空间数据库

空间数据主要包括行政区划、城镇与农村居民点、地形、河流、水系等国家基础地理信息以及包括水资源分区、 取水口、输水线路、

供水水厂、入河排污口、用水户、监测站点、水资源工程、机构分布等水资源专用地理信息。

空间数据库的建设要按照区域水资源管理以及防汛抗旱指挥和水务管理工作用图标准建立各种不同比例尺的水利专题图和数字高程地图，并根据具体业务要求进行基于级别和类型的更细化分层，同时分别列出不同的工程属性。专题图层要与各个综合数据库相联系，将地图的基本要素与水利各专业的需要相联系，为水利各项业务活动提供基础信息。

针对不同层次和业务人员，将空间数据库的建设内容划分为基础电子地图、水利基础电子地图及专题电子地图。所有空间数据采用图

层的方式进行管理。图层划分的依据主要参照国家及行业有关规定和约

定，按照以下原则进行:

能明显区分空间地理特征的类别，方便数据显示、数据查询、要素选择等操作。

应尽量与地理学分类一致。如白然地理特征和社会地理特征通常应分在不同的数据层中。

应考虑到数据的采集、要素间拓扑关系处理、数据显示和传递等因素。

应考虑软件平台的某些限制，应尽量避免将点特征和多边形特征放在同一数据层。

分层应具有唯一性。

所有属性数据在系统中用关系型数据库系统统一管理，数据以表的形式进行存储，空间地物及其属性通过唯一的标识码相互连接，获取对应记录。

空间数据库建设过程中，要以国家制定的不同比例尺、不同来源的数据规范为基准，参考有关空间数据标准和规范，在建设过程中统一按要求进行。

国家基础地理空间信息由国家测绘局或省测绘局提供；水利基础空间地理信息由水利部下发。水资源专题地理空间数据库在此基础上生成取水口、排污口、水厂、大用水户等专题图层，在业务管理工作中生成由水资源属性数据和水资源空间数据复合而成的空间信息等。

各比例尺图形数据库(包括DLC,DEM、遥感影像地图)建设将统一按新经纬度坐标系(1985黄海高程系)标准进行，各比例尺图形、图像

均采用国家标准分幅。对以往在旧经纬度坐标系（1954北京坐标系、1956黄海高程系）基础上已完成的数据库建设成果，可通过逐幅非系统坐标变换、拓扑重构的方式完成新旧坐标系统之间的遗产数据转换。

1.3.5多媒体数据库

多媒体数据库包括：图形与影像数据库、音频数据库、视频数据库，分别存储和管理运行管理中产生的图形图像、音频、视频等多媒体数据。

多媒体数据库存储内容包括智能图像采集系统采集的图像、视频信息水资源应急事件监测和处理过程中产生的多媒体信息；水资源管理工作方面保存下来的图片、影像、声音等多媒体数据以及视频会商、会议、领导视察等相关多媒体信息。

多媒体数据库对要存入的数据不限制媒体类型，但是限制存入数据库的媒体文件的大小，并且所存储的数据可以相互关联。

工程的基础图形图像宜存储在基础工情数据库中，运行管理中产生的图形图像、音频、视频等信息存储在图形图像、音频、视频数据库。

1.3.6决策分析支持库

决策分析支持库用于提供与决策支持系统相关的各种决策支

持信息，主要由决策分析数据库、构件式模型库、预案方案库以及专家知识库组成。

1）技术设计

决策支持系统为了更有效地实现对决策过程的支持，需要掌握充分的信息，从而经常需要访问大量的、不同数据源的、当前或历史的数据。即使得到所需的数据，还需要对其中具体的、细节的数据进行综合、总结、概括，并要求数据库不仅能存储一般数据，而且要求能存储中间结果。

采用传统的数据库技术服务于决策支持系统则会出现“蜘蛛

网”、“缺乏数据可信性”等问题，而采用数据仓库技术（即“数据析取技术”）则可以很好地解决这个问题。

数据仓库技术以基础数据库为源数据库，按一定的规则进行数据抽取、清洗、聚集和转换后进入决策分析数据库。

我们称将源数据库的数据通过数据转换而形成决策分析数据

库的过程为“数据析取”。

“数据析取”往往是一系列复杂的转换过程，图1・3-1为决策

分析数据库的建立过程:

析取后数据

1

[

—-j

t ' 数据描述

1 1

基础数据库

1 1 数据集聚

.1

SSI

—

X

f 、

数据清洗

1

1

1

数据转换

1 1

f

1

1 I

一1 !

图1.3-1数据析取过程示意图

源数据

数据析取

DSS数据库］

DSS数据库

抗旱DSS数据库

||

数据描述完成数据字典的功能，即分别对源数据库和决策分析数据

库进行描述；数据集聚完成对字段或记录的选择、连接和计算分析；数据清洗从源数据库中选择字段或记录进行数据或逻辑运算；数据转换包括格式转换和数据类型变换。

采用数据析取技术获得的DSS数据库数据可以显著减少再编程时间和向海量基础数据库存取数据的次数，因而可以大大节约运转费用，并减少使用和维护人员的费用。

数据析取技术要面向主题，以实现对决策支持系统的无缝数据支持。因而，决策分析数据库的设计采用面向主题的白顶向下的设计方法。即首先确定主题及分析具体应用主题的需求。所谓主题是一个在较高层次将数据归类的标准，每一个主题对应一个宏观的分

析领域，针对具体决策需求可细化为多个主题表，具体来说就是确定决策涉及的范围和所要解决的问题。再选择合理的数据源，通过定制的规

则从不同数据源中进行数据的抽取和转换。

通过对不同时

间、不同类型数据的整合以及进行一定程度的数据分析后获得面向主题

的数据集合。

决策分析数据库的主要内容包括防汛DSS数据库、抗旱DSS数据

库、水资源DSS数据库以及水土流失DSS数据库。

2）水资源DSS数据库

表1.3-1水资源DSS数据库

分类

数据

水资源量

评价结果

评价时间、评价单兀、多年平均降雨量、多年平均径流量、典型年地表水资源量（丰水年、平水年、枯水年、特枯年）、各区可利用地表水资源量、多年平均及典型年地下水资源量

（丰、平、枯、特枯年）、各区可利用地下水资源量、水面蒸发量、陆地蒸发量等

需水预测

结果

农业人口、城市人口、农村工业产值、城市工业广值、耕地面积、有效灌溉面积、牲畜数量、公用事业耗水量及预测得出的农业人口需水量、城市人口需水量、工业用水量、牲畜需水量、农业灌溉用水量、农作物不同生长期的需水量及同期降水量、农业生态灌溉需水量

分类

数据

等

河道来水

预测

预测断面、预测时间、预测流量

水资源平

衡分析结果

分析年份、总需水量、可供水量等

水质评价

成果

评价时间、评价位置、评价等级等

水质预测

结果

预测位置、预测时间、预测水质情况等

(2)构件

式模型库

模型库是水利信息化系统的核心，要求建立具有实际效用的模型

库，完善水资源分析评价模型、水资源配置调度模型等，提高预测预报的精度和预见期，使水资源管理更加规划化、智能化。

构件式模型库采用构件化的方式组织各种决策分析模型，灵活为决策支持系统提供各种专业模型支持。

1)设计原则

根据XX省水利信息化系统建设的需求，整个模型库的设计要遵循以下原则：

高可靠性

高可靠性是指决策模型库中的模型均具有较高的可靠性和成熟度，并切合XX省的实际情况，具有很高的精度。

方便管理

方便管理是指决策模型库的结构合理，对模型的管理方便易行。

良好扩展性

良好扩展性是指模型库将非常方便进行新模型的扩充。

高度整合性

高度整合性是指要对现有专业模型进行调查分析，努力进行整合，充分利用现有资源，避免重复建设，减少投资。

2）模型库结构

采用面向对象的模型库组织结构，具体如下：

模型组件化。采用组件模型概念，将复杂的洪水预报及调度模型分解为不同的单元模块，封装模型计算过程，形成单元模型组件。这样在以后的系统集成中，可以根据不同的单元模型，形成不同计算模式的模型组合。

接口标准化。对各单元模型统一定义输入输出标准接口，统一定义初始和边界条件，以便于今后模型的调用和组合。

统一建库。根据单元模型和标准接口，研究建立模型组件库和模型参数库，对已建立的模型统一入库管理。

组件化管理。按照标准化接口，可以由使用人员白行定义单元模型组件，并纳入模型组建库。

采用面向对象方法开发模型管理系统实现对模型的管理，其优点如下：

面向对象方法的封装机制能够将模型及其对应的方法封装起来，以类的形式提供给用户，把属性及其对应的方法封装在一起，形成一个统一实体。如把面雨量计算模型的属性及其对应的方法，

如算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法等封装在一起，形成一*个独立的模型类。

可以通过创建模型类的实例来实现模型的重用。

面向对象方法的继承机制能够实现代码的共享。如可利用已有

的蓄满产流模型继承得到改进后的蓄满产流模型。

面向对象方法的多态性支持模型之间的连接。如将特定的产流模

型、汇流模型、演算模型连接后，即可得到某特定地区的洪水预报模型。

3）模型库内容

表1.3-2模型库内容

数据

分类

水资源量评价模型构件（大气降雨量、

地表水资源量、地下水资源量的评价）、水资

水资源与

源星预测分析模型构件、需水星预测模型构

水环境模型库

件、水资源优化配置调度模型构件、水质评

价模型构件、水质模拟预测模型构件、水环

境容量分析模型构件及水质规划 模型构件等。

4）模型字典

模型字典用来存放有关模型的描述信息（如限制、约束、参数等）

和模型进行数据存取的说明。其内容主要包括:

模型组件的适用范围

模型组件的注册标示符

模型组件的属性变量（即输入端口和输出端口）类型及维数说明

模型组件的方法（即模型功能）用途说明

模型组件的消息（即模型之间联系）使用说明

模型组件的作者、创建时间说明

（3）预案方案库

表1.3-3预案方案库

数据

分类

水资源调配预

全省范围内的各种供水引水工程

案库

的水资源调配预案

（4）专家知识库~

知识库用于存储各种知识，这些知识包括概念、事实与规则， 组

织、管理和维护数据库的方法。

预先把决策者的知识存储于知识库中，当在决策过程中遇到需要与人交互的环节时，应先访问该智能部件，若能解决系统提出的问题，或满足系统提出的要求，则不再与人交互而由系统白行解决。

只有当智能部件不能解决时，才需要由决策者来回答问题，并将结果存储于知识库中。

在设计知识库时应定义有良好的接口与模型库和数据库交互。在智能型的决策支持系统中，常常由智能部件来驱动模型的运行、数据库的操作和控制决策任务的完成。

面向水资源实时监控管理系统的专家知识库要依据对象区域水资

源的实际状况，将与水资源实时预报、管理和调度等有关的知识加以提

炼，存入数据库中供水资源决策支持系统调用。这些知识包括水资源概念知识、水资源事实知识、水资源规则知识、水资源规律知识等，这些知识在相应数据库系统管理维护下均可进行增、删、修改等操作。

1） 水资源概念知识。将与水资源有关的定义、概念性知识提炼成概念知识记录，存入数据库中，为水资源决策支持系统提供概念知识支持。如降水量、径流量、地下水资源量、水资源总量、供水量、用水量和水污染、COD值等。

2） 水资源事实知识。将与水资源有关的事实性知识提炼成事实知识记录。存入数据库中，为水资源决策支持系统提供事实知识支持。

3） 水资源规则知识。将与水资源有关的推理规则性知识提炼成规则知识记录，存入数据库中，为水资源决策支持系统提供规则知识支持。

4） 水资源规律知识。将与水资源有关的规律性知识提炼成规则知识记录，存入数据库中，为水资源决策支持系统提供规律性知识支持。

1.3.7元数据库

元数据是用于描述数据内容、定义、空间参照、质量和地理数据集管理等方面的数据，用于说明数据或数据集的内容、质量、特性和适用范围，向用户提供所需数据是否存在和怎样得到这些数据的途径、方法等方面的信息，帮助用户了解、使用数据。元数据在空间数据的对外共享服务中具有重要意义，可以方便用户对其空间数据库进行浏览、检索和研究；利用元数据库对其数据如空间数据进行质量控制；元数据库在数据集成中的一

系列处理中，例如数据空间匹配、属性一致化处理、数据在各平台之间的转换使用是必须的；通过元数据建立的逻辑数据索引可以高效查询检索分布式数据库中任何物理存储的数据，避免数据的重复存储，由于数据库的建设和管理费用是数据库整体性能的反映，通过元数据可以实现数据库的设计和系统资源的利用方面开支的合理分配，数据库许多功能（如数据库检索、数据转换、数据分析等）的实现是靠系统资源的开发来实现的，因而这类元数据的开发和利用将大大增强数据库的功能并降低数据库的建设费用。

元数据及其技术在分散数据资源管理中的巨大优势，使其成为网络数据资源共享的关键。元数据管理系统功能就是通过集中管理的元数据，实现对异构、异地数据资源的分布式管理与服务。

元数据管理XX省水资源管理系统大量的数据信息，使数据资源在各业务应用之间进行畅通无阻的交换及对数据资源的快速检索和查询，实现XX省水资源管理系统网络数据交换和共享访问。

在系统建设中，元数据应尽量采用国际国内标准，如满足ISO或OGC标准，并可以根据水资源管理的具体应用要求进行扩展。元数据应采用开放的、灵活的XML进行表达。GIS软件应提供空间元数据管理工具，即用来录入、修改、检索、浏览、维护空间信息管理平台元数据的软件系统，并能集成到整个元数据存储与管理系统中。

XX省水资源管理系统的元数据包含图形数据元数据和属性数据元数据，图形数据（即数字影像图、数字高程模型、数字线划图）元数据有具体的国家规范，其主要包括有关数据源、数据分层、成果归属、空间参考

系、数据质量（包含数据精度和数据评价）、数据更新、图幅接边等方面的信息；属性数据元数据（即渠道工程数据、多媒体数据、社会经济与水资源、生态环境）到目前为止还没有国家规范，它主要参照图形数据元数据的国家规范设计，其主要包含有关数据源、数据分类、成果归属、数据质量、数据更新等方面的信息。

1.4数据库管理系统设计

1.4.1综合数据库管理系统

1.4.1.1系统功能总体结构

在“水资源管理系统”数据存储与管理体系中，数据库分布在省、市数据中心，因数据库存储管理的数据内容基本相同， 采用的数据库

管理系统也应尽可能的一致。对于已经建设水资源管理数据库的地市、县来说，保持现有数据库管理体系，在现有数据库管理体系作进一步开发，作好省市数据库管理系统与已有数据库管理系统的借口与数据交换功能，数据库管理系统的主要功能包括建库管理、数据输入、数据查询输出、数据维护管理、代码维护、数据库安全管理、数据库备份恢复、数据库外部接口等，是数据更新、数据库建立和维护的主要工具，也是在系统运行过程中进行原始数据处理和查询的主要手段。数据库系统设计采用实体主导型，数据库维护管理系统开发可采用WEB或C/S方式，其中数据库的外部数据接口可在后期根据应用需求情况完成。

对各级水资源管理单位而言，数据库管理系统的主要功能是一样的，

因此，数据库管理系统的主要功能要统一设计。对于数据输入、查询等功能模块，由于可为各级业务管理系统所共用，要避免重复开发。其功能如下图所示。

敬据库管理系统

市一且数据

外部系统1

1

1_

数据库外部

数据接口

敬据访问侦

交换

图表1.4-1综合数据库管理系统功能结构

1.4.1.2系统功能设计

数据库建库管理

数据库的建库管理主要是针对数