水土保持监测点信息化坡面径流场管理系统设计

水土保持监测点信息化坡面径流场管理系统设计

水土保持监测点坡面径流场的监测数据，从月报整编、年报汇编，到监测信息发布，建立信息化管理系统，实现监测数据存储自动化和监测信息查询智能化。系统后台开发使用SQL Server 2008，在业务需求分析的基础上，按照监测中心、监测总站和监测点三层数据模型规划设计；系统前台开发为Access2010平台，通过监测技术法方法总结及数据处理业务流程归纳，完成包括监测数据存储及监测信息查询功能等模块设计。实现监测数据阿里云ECS数据库保存方案，定制客户端应用可满足监测点个性化监测数据管理业务，适合普遍性推广运用。

标签：监测数据；监测信息；SQL Server；Access；数据库；应用程序

前言

广德县水土保持试验站（下文简称广德站）为全国水土保持监测网络和信息系统建设二期工程项目的坡面径流场监测点（水蚀），目前有监测项目包括气象站、径流场等，监测数据主要包括现场纸质原始记录、自动或遥测仪器设备数字记录等，在Excel工作平台下，监测数据通过月报整编、年报汇编形成监测信息。

整编月报为手工或电子表格方式，易发生数据丢失和计算错误；整理计算的结果，并不包括全部原始观测数据，实际存在监测数据保存不完整性；监测数据经过月报整编到年报汇编，实际存在监测信息发布不及时性；整编过程复制粘贴数据情况多，汇编审查时引用数据源可能无法核对。

广德站监测点资料整编汇编使用Access数据库始于97年，依据监测点信息化网络化管理发展方向，广德站监测点数据库管理系统按照SQL+Access方案改造升级，引入面向对象设计概念，对象的数据模型不仅应该提供数据，还对应数据操作的类型和方法。

面象对象数据库建设。采用SQL Server 2008开发平台，存放于阿里云ECS 服务器。依据《水土保持监测点代码（报批稿）》SL-452-2009（下文简称报批稿），归纳规范基本数据内容建立对象表，包括水土保持监测中心管理权限第一层数据模型和水土保持监测总站管理权限对应的第二层数据模型；广德站监测点数据库管理系统当前为Access2010数据库，迁移数据到阿里云ECS服务器，建立第三层数据模型。

面象对象编程设计。本次实践重点为水土保持监测点数据库管理系统客户端设计，包括径流场对象和气象站对象的数据模型对应的功能模块设计，使用开发平台VS2010开发中。当前可用应程序为数据分离后的Access2010客户端，以及按照水土保持资料整编规范要求设计查询模块。

1、基本信息

1.1 监测中心层数据模型

监测中心管理权限固态数据信息，依据或引用报批稿，数据结构设计包括监测网络级别对象表、监测点类型对象表、流域分布对象对、河流颁布对象表、土壤侵蚀类一级分区对象表、土壤侵蚀类型二级分区对象表，行政区划对象表、水土保持监测总站对象表等8个数据模型。

1.2 监测总站层数据模型

监测总站管理权限固态数据信息，依据或引用报批稿，数据结构设计包括水蚀监测点对象表、气象站对象表、径流场对象表、径流小区对象表、监测单位对象表等。

1.3 监测点层数据模型

监测点管理权限固态数据信息，对应监测设施设备参数，不同监测点存在差异，当前广德县监测点数据结构设计包括设施量水池对象表、浑水浊度率定对象表、泥砂比重率定表对象表、器皿桶盒对象表（泥砂测量）、器皿烘杯对象表（浑水测量）等主要数据模型5个。

2、气象站对象表

人工气象站日记对象表，时段干湿球对象；自动气象站包括气象要素平均值对象表、气象要素最大值对象表、气象要素最小值对象表等5个数据模型。

2.1 人工气象

（1）监测设备

SM1型雨量器、蒸发Φ20、百页箱、台称

（2）方法

降水蒸发记录日分界为8时，包括降水量、蒸发原量、蒸发余量；气象要素记录2时（无观测值）、8时、14时、20时观测，日分界为2时。其中2时为前日20时和当日8时平值，绝对相对湿度按公式计算，分三时段记录干球温度、湿球温度、最高温度、最低温度。

（3）数据模型

主要包括日记记录对象、气象要素时段记录对象表。

（4）监测信息查询表

按符合安徽省汇编标准设计包括广德水保试验站坡面径流观测场逐日降水量表整编资料、广德水保试验站坡面径流观测场逐日水面蒸发量表整编资料、广德水保试验站坡面径流观测场逐日气温表整编资料，广德水保试验站坡面径流观测场逐日相对湿度表整编资料，以及日绝对湿度报表、日相对湿度报表、日最低温度报表、日最高温度报表等8个查询报表。

2.2 遥测气象要素

（1）监测设备：风向风速EL15-1C/2C、温度湿度气压PT100/DHC3（百页箱）、地面温度型号PT-100、地表浅层温度PT-100，数据文件类型csv（逗号分隔）。

（2）监测方法：自动生成记录包括：时间、分钟内最大瞬时风速的风向、分钟内最大瞬时风速、气温（百叶箱）、相对湿度（百叶箱）、水汽压（百叶箱）、露点温度、地表温度（铂电阻）、地温5cm、地温10cm、地温15cm、地温20cm 等。

月报：每月下载首记录1日2：00始，至次月1日2：00止，首记录2时为前日值不参与计算，第二个记录开始计算，到2日2：00对应为1日值。日均值：为2＼8＼14＼20四段值中提取；日极值：最小值和最大值在全部采样中提取。

（3）数据模型

自动气象要素均值對象表、自动气象要素最大值对象表、自动气象要素最小值对象表等3个数据模型。

（4）监测信息查询表

按符合安徽省汇编标准设计包括广德水保试验站坡面径流观测场逐日降水量表整编资料、广德水保试验站坡面径流观测场逐日水面蒸发量表整编资料、广德水保试验站坡面径流观测场逐日气温表整编资料，广德水保试验站坡面径流观测场逐日相对湿度表整编资料，广德水保试验站坡面径流观测场逐日平均风速表整编资料、广德水保试验站坡面径流观测场逐日平均地面地温表整编资料，以及日最大相对湿度报表、日最低温度报表、日最高温度报表等9个查询报表。3、径流场对象表

（1）数据模型

径流场包括径流场日记对象表、遥测降雨对象表、坡面日记对象表、浑水测量对象表、泥砂测量对象表，以及浑水取样对象表和泥砂取样等7个数据模型。

（2）监测信息查询表

A6径流小区田间管理表、A7径流小区逐次径流泥沙表、A8径流小区逐年