（水利水电工程专业论文）基于intranet的水情信息查询系统设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 为了在湖北省水利厅、湖北省防汛抗旱指挥部、省水文水资源局建立起一个快捷、 简便、实用的水雨情查询系统，便于水利工作者查阅水情、雨情等相关信息，为防汛 决策作参考，特此开发“千里眼”水情信息查询系统。 本系统本着实用、安全、可靠、先进、开放的原则，根据防汛的实际工作需求来 开发。采用了b s 结构，在水利厅、防办局域网内依托水文数据库，主体运用了a s p 动态页面技术，同时以v b s c r i p t 编写后台脚本，以v m l 实现过程线的图形显示。动 态地以表格、过程线等方式显示水位、流量、蓄水量等实时水文信息，同时提供对卫 星云图、等雨量图、天气预报等防汛相关信息的查阅本系统的成功开发，极大地提 高了防汛的工作效率，降低了防汛人员的工作强度，提高了水文信息的流通速度，对 水文信息化事业是个极大的促进与提高。 本系统自2 0 0 6 年6 月以来，在主汛期内经受住了考验，使用者普遍认为此系统 安全可靠，信息量大，方便迅捷，贴合使用习惯，为防汛工作提供了极大的便利，具 有向全省水利系统推广的价值。 关键词：局域网，水文数据库查询，a s p ，v b s c d p t ，v m l 华中科技大学硕士学位论文 i n 硎嚣t oe 赋a b l i s ht h ev t t a t 日a n dr a i n f a l li l l q u i r y 野蜘w i l h 舒杭矗筠c o n v e n i e n c e a n dp r a c t i c a l i t yi nh u b e ip r o v i n c i a lw a t e rc o n s e r v a n c yd e p a r t m e n t , h u b e il r o v i n e i a l f l o o da n dd r o u g h tp r c v c n t i o nh e a d q u a r t e r sa n dh u b e ip r o v i n c i a lh y d r o l o g ya n dw a t e r r s a 【茸sb u r e a u , c o n v e n i e n tf o rl o o k i n gu pw a t e ra n dr a i n f a l lf o rh y d r o l o g i c a le n g i n e , t ot a k e 髂r e f e r e n c ef o rf l o o dp r e v e n t i o nd e c i s i o n , t e l e s c o p e w a t e ri n f o r m a t i o ni n q u i r y s y s t e mi sf l y b yd e v e l o l 喊! b a s e do np r a c t i c a l ，s a f e , r e l i a b l e , a d v a n c e d , o p e l lp r i n c i p l e ，w r e l c s e o p e ”w a t e r i n f o r m a t i o ni n q u i r ys y s t e mi sd e v e l o p e da e e o r 4 i n gt ot h ef l o o dp r e v e n t i o nw o r kn e e d s t h es y s t e ml l s e sb ss l r u e t t t r e , r e l y i n g h y d r o l o g i c a ld a t ab a n ki nw a t e rc o n s e r v a n c y d c p a z 恤c n ta n dl a no ff l o o dp r e v e n t i o no 序i c e a p p l y i n gm a i n l ya s p , a tt h es a mt i m e c o m p i l i n gb a c k g r o u n ds c r i p tw i 也v b s e r i p t , r e a l i z i n gt h eg r a p l a i ed i s p l a yo fl a y d r o g r a p h w i t hv m l t h es y s t e md y m m i e a l l yc 舭s h o w sr e a l - l i m eh y d r o l o g i c a li n f o r m a t i o ns u e l a 鹪 w a t e rl e v e l , t h ef l o wa n dw i l i e rs t o r a g ew i t ht h es h e e ta n dt h eh y d r o g r a p h f u r t h e r m o r et h e s y s t e mc a l lp r o v i d et h er e l e v a n ti n f o r m a t i o nr e l a t e dt of l o o dp r e v e n t i o ns u c h 船s a t e l l i t e i m a g e s , i s o l a y e t a lm a pa n dw e a t h e r f o r e c a s t s ”t e l e s c o p e ”w a t e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ，t h ed e v e l o p m e n ts h i f tt h ew o r kt os i m p l i f yt h e p r o c e d u r e sa n d 印dl l pt h ep a c eo f t h ef l o wo fi n f o r m a t i o nh y d r o l o g y , w a t e rh a sb l l x 7 , o l n e 缸i m p o r t a n tt o o lf o rw o r k e r s s u c c e s s f u ld e v e l o p m e n ti n t e l e s c o p e w a t e r i n f o r m a t i o n i n q u i r ys y s t e mh a sg r e a t l yi m p r o v e dt h ee 伍e i e n e yo ft h ef l o o d , e a s i n go p e l d t i n gp r o c e s s o ft h e 触f a s t i n gt h ec i r c u l a t i o nr a p i d i t yo fh y d r o l o g i c a li n f o r m a t i o n , t l n i 】a gi n t ot h e i m p o r t a n ti n s l x u m e n to f t h eh y d r o l o g i c a ls t a f f s i n c ej u n e2 0 0 6t h es y s t e mh a sb e e nw i t h s t o o dd u r i n gm a i nf l o o d 翻冀l s o n t h eu 翻潞 a nc o n c l u d et h a tt h i ss y s t e mi ss a f ea n dr e l i a b l e , i n f o m a a t i v ea n dc o n v e n i e n tt op r o v i d et l a c 窖脚锄帮捌f o rf l o o dp r e v e n t i o nw o r k i t 缸孵釉p o p l i l l l l i z l i l i o no v e tt h ep r o v i n c e s “ t h ew a t e l c o n s e r v a n c ys y s t e m s k e y w o r d l s zl a n ( l o e a a r e an e t w o r k ) ，h y d r o l o g i c a ld a t ab a n kq u e r y ，a s p , v b s e r i p t ，v m l l i 华中科技大学硕士学位论文 刖蟊 湖北素有“千湖之省”之称，3 平方公里以上的湖泊约3 2 0 个。全省境内除长江、 汉江外，另有5 k m 以上河流4 2 2 8 条，河流总长5 9 2 万公里。虽然江汉平原素称“鱼 米之乡0 但是历来湖北的防汛抗旱工作十分严重，1 9 9 8 年的大洪水人们记忆犹新。 鉴于湖北在长江中游承上启下的重要性，各级领导一直非常重视水利建设。1 9 9 9 年湖北就开始了水文信息的数字化工作，历经几年的建设，已有一定的成就。2 0 0 5 年水利部下发了最新的部颁标准，水文信息测站基建、报文格式、转发标准、容错规 则、传输信道的要求、数据库标准、译码规范等各方面都作了详细的规范，形成了行 业性的标准。 本人就职的湖北省水文水资源局信息网络处就新标准的实施展开了一系列的工 作，我负责其中信息查询软件的开发工作从2 0 0 5 年底我开始查阅相关资料，准备 做这套查询系统，虽然我在大学学习的是计算机专业，但是计算机技术日新月异，我 只能从头学习并在实践中摸索。在领导们的关怀下，同志们的帮助下，历经约半年的 开发，终于开发完成了“千里眼”信息查询系统，投入使用后受到同志们的赞许。 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：要超i 一 日期：枷年，厂月6 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存和汇编本学位论文。 保密口，在 本论文属于 不保密彤 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：j l - 生 日期“年矿月6 日 年解密后适用本授权书。 指导教师签名漱支 日期：矽辟，月i t 日 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 课题来源 湖北素有“千湖之省”之称，但是历来湖北的防汛抗旱工作形势十分严重，1 9 9 8 年的大洪水令人们记忆犹新。鉴于湖北在长江中游承上启下的重要性，各级领导一直 非常重视水利建设。除了工程措施外，防汛的相关“软件”建设也飞速发展。1 9 9 9 年湖北就开始了水文信息的数字化工作，历经几年的建设，已有一定的成就。2 0 0 5 年水利部下发了最新的部颁标准，水文信息测站基建、报文格式、转发标准、容错规 则、传输信道的要求、数据库标准、译码规范等各方面都作了详细的规范，形成了行 业性的标准。幽【2 7 l 嘲 本人就职的湖北省水文水资源局信息网络处就新标准的实施展开了一系列的工 作，包括报文转发、省中心建设、数据库建设等各项工作相继展开我负责其中基于 网络环境下的水文信息查询系统的开发工作。从2 0 0 5 年底我开始查阅相关资料，准 备做这套查询系统，虽然我在大学学习的是计算机专业，但是计算机技术日新月异， 目前的知识我只能从头学习并在实践中摸索。在领导们的关怀下，同志们的帮助下， 历经约半年的开发，终于开发完成了“千里眼”信息查询系统，从2 0 0 6 年5 月开始 投入使用，受到同志们的赞许。 1 2 选题依据 水利部下发的水文数据库标准是一个很严谨的行业标准，以此标准建立的湖北省 实时水文信息数据库涵盖了水位、雨量、蓄水量等一系列重要的水文要素，信息量大， 结构严谨，对于防汛、抗旱等具有极其重要的辅助作用，是领导作决策的参考。 但是封装在数据库内的数据对于普通的水利工作者来说很难直接使用，查阅困 难，人机界面差。因此，防汛抗旱的工作需要一个迅捷、简便、实用的查询系统，让 广大使用者能方便地调阅所需要的实时水文信息。千里眼”水情信息查询系统的开 发，第一时间就摆上了议事日程。 华中科技大学硕士学位论文 1 3 研究的目标和意义 “千里眼”水情信息查询系统建设的目标，就是依托已经建好的局域网和实时水 文信息数据库，按照b s 模式，建立一个快捷、简便、实用的水情信息查询系统，以 分页表格、打印表格、图形等方式满足用户的查阅需求。 对于湖北省水利厅和湖北省防办的水利工作者来说，“千里眼”水情信息查询系 统架起了连接用户和数据之闯的桥梁，简化了操作，提高了自动化程度，降低了运行 成本，减少了信息流转的环节与消耗的时间，提高了信息共享度，提高了工作效率。 1 4 国内外相关研究的现状 在2 0 0 5 版部颁实时水文信息数据库标准之前，水利部曾先后颁发了两套试运行 的数据库标准，我们分别把它们叫做“9 8 版”和“2 0 0 0 版”数据库。依托这两套数 据库，省防办和水文局也开发了几套查询系统，如“湖北省防汛监视与会商系统”、“湖 北省防汛抗旱决策支持系统”等，由于数据库的迁移，新的部颁标准数据库与老的两 个数据库标准相比，结构上有很大不同，原有的系统不再能提供查询的服务。 已建成的几套查询系统在长期的防汛实际工作中做出了极大的贡献，但是同时也 暴露出以下不足之处： 1 、客户端安装繁琐。有的系统采用c s 结构，需要在客户端安装相应的接收软 件，但是这些安装往往极其繁琐，有时还有兼容性闯题，同时也增加了管理员的工作 强度，如有功能扩充或改动，需要管理员去每个客户端安装补丁。 2 、反应速度慢。有的软件的编写有些不合理，查询结果显示很慢。反应速度慢 不仅有查询软件的原因，也有数据库的原因。9 8 版和2 0 0 0 版的数据库都存在一些结 构上的不合理处，因此查询的速度提不上去，让使用者觉得不便。 3 、信息不足。比如水库的出库流量用途，以往在数据库中一直没有相关的字段， 因此也就不能提侠用户参考。 4 、操作繁琐。有的软件功能很齐备，但是操作繁琐，作为防汛的业务部门，又 往往不需要那么多的花哨功能，只需要注意主要的实时水文信息。防办的同志们甚至 总结出“三点击原则”：在三次鼠标点击内，软件必需要显示出所希望看到的查询结 华中科技大学硕士学位论文 果。而以往的软件有的不能做到这点。 5 、结构混乱，实用性差。有的软件虽然提供了丰富的功能，但是结构混乱，如 果不是很熟悉的用户，面对繁琐的操作菜单，很难迅速而准确的找到自己所需要的查 询。 6 、客户端电脑性能要求较高。有的c s 结构的软件，在启动程序后需要导入所 有的预设地理信息，故此对机器性能要求很高，即使这样也需要1 分钟以上才能正常 进入系统使用。 这些不足之处为我开发“千里眼”水情信息查询系统指出了攻关方向，作了很好 的参考意见，在本系统内尽力避免了以上的问题。 1 5 研究思路 为了开发“千里眼”水情信息查询系统，我首先和主管领导及同事们确定本系统 的开发原则和日标。然后去水利厅、防办等业务部门走访了很多系统的未来使用者， 结合用户的反馈意见和需求，做出了系统的需求分析接下来我完成了系统的结构设 计和功能设计进入编码阶段，我除了研究书本的知识外，还向很多专家咨询。最后 进入实际运行阶段，以2 0 0 6 年主汛期的实际防汛工作来检验此系统。 1 6 章节安排 本文主要分以下章节： 绪论，简单介绍了系统的来源、选题的依据等内容； 相关的理论基础，介绍了系统运用的有关计算机技术； 系统的设计，介绍了系统的需求分析、功能和结构设计等； 系统的实现，介绍了具体的编程等内容； 结论和展望，介绍了系统运行的实际情况和推广展望等内容。 3 华中科技大学硕士学位论文 2 相关理论基础 2 i 局域网 作为信息技术基础计算机网络( 局域网和远程网) 是当今世界上最为活跃的 技术因素之一。7 0 年代末期出现的计算机局域网( l a n - - l o c a la r e an e t w o r k ) ，在8 0 年代获得了飞速发展和大范围的普及，9 0 年代步入更高速的阶段。 在计算机应用的初期，人们使用的都是大中型计算机，通常简称为主机。需要使用 计算机的人必须向计算机操作人员提交请求，而且在获准上机后，必须等待数小时或几 天才能得到结果。后来，随着电子技术的发展，通过终端连到了主机上，从而人们不必进 入机房，只需从办公室的终端上便可提交请求。再后来又出现了中小型计算机，操作系 统也随之出现这时用户已经能够以交互操作方式向中心机提交请求。然而，计算机 的普及使用只是在7 0 年代出现了个人计算机口c ) 后才得以实现的。 1 9 8 1 年出现的i b mp c 机的处理能力和存储能力已经可同早几年的大型机相媲 美。随着p c 的大量投入市场，人们发现，每台p c 配置一台磁盘驱动器和打印机，当时 在费用上实在难以承受。于是出现了资源共享的方式：磁盘服务器和共享打印机。这是 一种硬件和软件的组合，它可使几个p c 用户很方便地对公共硬盘驱动器进行共享式 访问。第一个磁盘服务器是在c p m 操作系统下运行的。 早期的l a n ，用户对硬盘驱动器的共享访问是经过连到共享驱动器的计算机实现 的。计算机中的软件将公享的硬盘驱动器分成称为“卷”的区域，每个用户一个。在 用户看来，用户分得的“卷”犹如他自己的专用盘驱动器。硬盘通常还包括公用卷，使 用户共享信息。 在目前l a n 中，磁盘服务器已经由文件服务器取代。文件服务器无论在使用户 共享文件方面还是锶叻用户跟踪他们的文件方面都优于磁盘服务器。有些l a n 能支 持多个文件服务器，每个服务器又有多个硬盘驱动器与之相连，从而使l a n 很容易 扩充。 除硬盘驱动器为p c 用户共享外，第二个供p c 用户共享的设备是打印机。目前，每 4 华中科技大学硕士学位论文 g = = = = = ；= = = = ；= = = = = = = = = = ；= = = = = = = = 一一： 种l a n 都能有这种能力，而且在多数情况下，打印服务器已成了整个l a n 软件包的 一部分，而不是一台独立的计算机。 利用l a n 打印服务器，用户仅可使用与一定文件服务器相连的打印机，或使用 与网络上任何用户工作站相连的打印机。l a n 管理器可以限制对一定打印机的访问。 用户也可将几个文件发送到同一个打印机这些特点和其它特点取决于使用的l a n 软件特性。 其它类型的服务器也已出现，如通讯服务器，数据库服务器等需要强调的是，l a n 是通过将一组p c 连接到指定为服务器的机器上来实现的，连接媒体可有多种，如同 轴电缆、双绞线等。 为了完整地给出l a n 的定义，必须使用两种方式：一种是功能性定义，另一种是技 术性定义。前一种将l a n 定义为一组台式计算机和其它设备，在物理地址上彼此相隔 不远，以允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算资源的方式互连 在一起的系统。这种定义适用于办公环境下的l a n 、工厂和研究机构中使用的l a n 。 就l a n 的技术性定义而言，它定义为由特定类型的传输媒体( 如电缆、光缆和无线 媒体) 和网络适配器( 亦称为网卡) 互连在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络 系统。 功能性和技术性定义之间的差别是很明显的，功能性定义强调的是外界行为和服 务；技术性定义强调的则是构成l a n 所需的物质基础和构成的方法。 局域m ( l a n ) 的名字本身就隐含了这种网络地理范围的局域性。由于较小的地理 范围的局限性。由于较小的地理范围，l a n 通常要比广域网( w a n ) 具有高的多的传输 速率。 局域网具有如下特征： 局域网覆盖的地理范围计较小；数据传输率高( 可到1 0 0 0 0 m b p s ) ；传输延时小； 传输质量好误码率低；价格便宜；有规则的拓扑缡撺t 一。_ 般是某一单位组织所拥有； 易扩展；易于管理；安全可靠。 局域网一般由服务器，用户工作站，网卡，传输介质四部分组成。 在现代企业内部建立局域网有其必要性： 华中科技大学硕士学位论文 l 、建立公司内部局域网，充分利用公司现有的硬件资源。比如打印机，扫描仪， 节约公司开支。 2 、提高公司员工的工作效率，由于联成局域网，公司内部的资源都可以共享， 避免了不必要的重复工作。如果公司分布在不同的楼层，这种效率的提高尤为明显。 3 、可以简化电脑的维护管理，节约维护成本。 4 、联成局域网之后，可以在上网方面节约开支，只要有一台电脑上网，其他电 脑都可以上网。便于接受和查看网络信息，提高工作效率。 5 、可以规划建设自己的内部企业网，提高办公自动化水平和企业内部应用电子 商务的能力，逐步进入业务级网络应用阶段。 6 、有利于企业内部整体信息管理系统的建立和完善，逐渐进入管理级和运营 在一个企业内部建立局域网后可以实现很多功能； 高速上网。通过l a n 内的服务器，连上宽带，可实现局域网内所有电脑同时高 速上网，花费比每台计算机单独上网要便宜很多。 网络无纸传真。不需要传真机，不需要浪费纸张打印，在网络上的任何一台电脑， 只需轻轻一点，就可以发送传真。并且可以无纸接收传真，即环保，还节省纸张。发 送和接受的传真自动电脑存档，方便管理。而且传真效果更清晰，速度更快。 文件共享互传和联网打印可以省去大量文件互相拷贝的麻烦，随时随地的方便 打印。采用l a n 可实现多台电脑联网，文件传递又快又安全，多人共用一台打印机。 无纸办公。通过安装内部邮件系统，承担企业内部所有邮件、新闻、公用文件夹、 数据共享的管理工作。内部任务的派发和交流轻松安全实现，真正实现无纸办公。 湖北省水利厅、防办从1 9 9 8 年就开始了局域网建设，后来又经过了两次较大规 模的扩建和增容，目前有信息点4 0 0 个左右，采用了星形连接，主干采用多模光纤连 接，中心交换机是c i s c o7 5 0 9 ，有专用的服务器域，速度达到1 0 0 0 m b p s ，有将近l o ，套服务器组成的服务器集群负责各项业务。普通用户采用超五类双绞线麓接，传输速 度达到1 0 0 m b p 皇。由于信息安全方面的考量，水利厅内未建无线传输网络。 6 华中科技大学硕士学位论文 2 2 数据库 数据库( d b ) 技术是管理和处理数据最新和最有效的技术。它起源于6 0 年代末。 4 0 多年来，在理论上、实现技术上都有很大的发展。特别是在p c 机上推出x b a s e 系统d b s 后，使数据库技术走出实验室，从专业人员掌握的特殊工具变为普通用户 手中的一般数据处理工具。现在，d b 已成为m i s 、o a 、c a m 等领域的主要工具之 一 1 9 6 9 年，美国i b m 公司研制了世界上第一个层次数据库管理系统i m s ( i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ) ；同年美国的d b t g ( d a t a b a s et a s kg r o u p ) 小组 发表了d b t g 报告，给出了网状型数据库系统的规范；1 9 7 0 年，i b m 公司的ef c o d d 研究员发表了题为”大型共享数据库数据的关系模型”，提出了关系数据库的模型，从 而奠定了关系数据库的理论。 短短三十年数据库已从第一代的网状、层次数据库系统，第二代支持关系数据模 型的关系数据库系统。发展到第三代以面向对象模型为主要特征的数据库系统。数据 库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等等 互相渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。 从八十年代以来，数据库技术在商业领域的巨大成功刺激了其它领域对数据库技 术需求的迅速增长。另一方面在应用中提出的一些新的数据管理的需求也直接推动了 数据库技术的研究与发展，尤其是面向对象数据库系统( o b j e c to r i e n t e dd a t a b a s e s y s t e m 简称o o d b s ) 的研究与发展。新一代数据库技术的研究和发展导致了众多不 同于第一、二代数据库的系统诞生，构成了当今数据库系统的大家族。这些新的数据 库系统无论它是基于扩展关系数据模型的、还是o o 模型的；是分布式、客户服务器 或混合式体系结构的；是在s m p 还是在m p p 并行机上运行的并行数据库系统；是用 于某一领域( 如工程、统计、g i s ) 的工程数据库、统计数据库、空间数据库，我们 都可以广泛地称之为新一代数据库系统。 数据库技术今后将朝着分布式d b 、智能d b 、数据仓库、数据挖掘、数据分析、 预测、决策支持等技术发展。数据库的应用领域将深入到我们生活的各个方丽。 数据库是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储 华中科技大学硕士学位论文 介质、处理对象和管理系统的集合体。它通常由软件、数据库和数据管理员组成。其 软件主要包括操作系统、各种宿主语言，实用程序以及数据库管理系统。数据库是依 照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。这些数据为多个应用服 务，独立于具体的应用程序。数据库由数据库管理系统统一管理，数据的插入、修改 和检索均要通过数据库管理系统进行。数据库管理系统是一种系统软件，它的主要功 能是维护数据库并有效她访厨数据库中任意部分数据。对数据库的维护包括保持数据 的完整性、一致性和安全性。数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库，使数据 能被任何有权使用的人有效使用。数据库管理员一般是由业务水平较高、资历较深的 人员担任。 数据库系统的个体含义是指一个具体的数据库管理系统软件和用它建立起来的 数据库；它的学科含义是指研究、开发、建立、维护和应用数据库系统所涉及的理论、 方法、技术所构成的学科。在这一含义下，数据库系统是软件研究领域的一个重要分 支，常称为数据库领域。 和文件系统相比，数据库系统有一系列的特点，具体表现在以下几个方面； 数据库系统向用户提供高级的接口在文件系统中，用户要访问数据，必须了解 文件的存储格式、记录的结构等。而在数据库系统中，这一切都不需要了。数据库系 统为用户处理了这些具体的细节，向用户提供非过程化的数据库语言( 即通常所说的 s q l 语言) ，用户只要提出需要什么数据，而不必关心如何获得这些数据。对数据的 管理完全由数据库管理系统( d b m s ：d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 来实现 查询的处理和优化。查询通常指用户向数据库系统提交的一些对数据操作的请 求由于数据库系统向用户提供了非过程化的数据操纵语言，因此对于用户的查询请 求就由d b m s 来完成，查询的优化处理就成了d b m s 的重要任务。 并发控制。文件系统一般不支持并发操作，这样大大的限制了系统资源的有效利 用。在数据库系统中，情况就不一样了。现代的数据库系统都有很强的并发操作机制， 多个用户可以同时访问数据库，甚至可以同时访问同一个表中的不同记录。这样极大 的提高了计算机系统资源的使用效率。 数据的完整性约束。凡是数据都要遵守一定的约束，最简单的一个例子就是数据 8 华中科技大学硕士学位论文 类型，例如定义成整型的数据就不能是浮点数。由于数据库中的数据是持久的和共享 的，因此对于使用这些数据的单位来说，数据的正确行显得非常重要。在关系数据库 系统中，比较重要的完整性约束有实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义 的完整性等。 到目前为止，在世界范围内得到主流应用的是经典的关系数据库系统，比较知名 的如s y b a s e ，o r a c l e ，l n f o r m i x ，s q ls e r v e r ，d b 2 等。 水利行业的数据库一直以来都是采用的s y b a s e 数据库。从1 9 9 8 年开始，水文信 息的数据库分为以下三个数据库；实时水情数据库、整编资料数据库、工情库。实时 库存放的是实测资料，也是与防汛工作结合最紧密的数据库整编库存放的是经过数 据整编后的资料，如年鉴等。工情库存放水利工程的资料。 其间三个数据库的结构都在不断的改进与完善，2 0 0 5 年水利部颁发的就是实时水 情数据库的结构标准，“千里眼”水情信息查询系统的开发就是基于最新的实时水情 数据库。 2 3 a s p a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s 动态服务器主页) 内含于i n t e m e ti n f o r m a t i o n s e r v e r ( i t s ) 当中，提供一个服务器端( s e r v e r - s i d e ) 的s c r i p t i n g 环境，产生和执行动态、 交互式、高效率的站点服务器的应用程序。站点服务器会自动将a c t i v es e r v e r p a g e s 的 程序码，解释为标准h t m l 格式的主页内容，送到用户端的浏览器上显示出来。用户 端只要使用常规可执行h t m l 码的浏览器，即可浏览a c t i v es e r v e rp a g e s 所设计的主 页内容。 s l i g h l 0 1 “1 1 ”1 1 1 3 1 a s p 是服务器端脚本编写环境，使用它可以创建和运行动态、交互的w e b 服务 器应用程序。使用a s p 可以组合h t m l 页、v b s e r i p t 脚本命令和j a v a s e r i p t 脚本命 令等，以创建交互的w e b 页和基于w e b 的功能强大的应用程序。 由于脚本程序是在服务器上丽不是在客户端运行，传送到浏览器上的w e b 页是 在w e b 服务器上生成的。所以不必担心浏览器能否处理脚本：w e b 服务器已经完成 了所有脚本的处理，并将标准的h t m l 页面传输到浏览器。由于只有脚本的结果返 9 华中科技大学硕士学位论文 回到浏览器，所以服务器端脚本不易复制。用户看不到创建他们正在浏览的页的脚本 命令。 a s p 并不是一种语言，它只是提供一个环境来运行你的s c r i p t 程序( 如v b s c r i p t 和j a v a s c r i p t ) ，创建一个a s p 基本的语法规则包括： 首先a s p 文件必须使用a s p 扩展名，并通过h 兀p 协议访问，才可以正常运行显 示。 a s p 使用“ ”和“”标记a s p 程序，中间是s c r i f 代码，产生动态的内 容输出。 a s p 也可以使用 来标志一个a s p 程序 a c t i v es e r v e rp a g e s 的特点是： 一：无须编译：容易产生，无须c o m p i l e 编译或l i n k 链接即可执行。 二：使用常规文本编辑器，如w i n d o w s 的记事本，即可设计。 三：与浏览器无关( b r o w s e ri n d e p e n d e n c e ) ：用户端只要使用常规的可执行h t m l 的浏览器，即可浏览a c t i v es e r v e rp a g e s 所设计的主页内容，s c r i p t 语言 ( v b s c r i p t ，j s c r i 哟是在站点服务器( s e r v e r 端) 执行，用户不需要执行这些s c r i p t 语言。 四：面向对象( o b j e c t _ o r i e n t ) 五：可通过a c t i v e xs e r v e rc o m p o n e n t s ( a c t i v e x 服务器组件) 来扩充功能。a c t i v e x s e r v e rc o m p o n e n t , 可使用、，i 飘l a lb a s i c , j a v a , v i s u a lc + + ，c o b o l 等语言来实现。 六：a c t i v es e r v e rp a g e s 与任何a c t i v e xs c r i p t i n g 语言兼容。除了可使用v b s c r i p t 或j s a - i p t 语言来设计，并可通过p l u g - i n 的方式，使用由t h i r dp a r t y 所提供的其他譬 如砌强x ，p e r l ，t l 等s t r i n g 语言 七：a c t i v es e r v e r p a g e s 的源程序代码，不会传到用户的浏览器，因此可以保护辛 辛苦苦写出来的源程序不会外泻。传到用户浏览器的是a c t i v es e r v e rp a g e s 执行的结 果的常规h t m l 码。 八：使用t v e r 端s c r i p t 产生c l i e n t 端r i p t 可以使用a s p 程序码，在站点服务 器执行s c r i p t 语言( v b s c r i p t 或j s c r i p t ) ，来产生或更改在c l i e n t 端执行的s c r i p t 语言 在“千里眼”水情信息查询系统中，a s p 技术用来架构查询的主体部分。 1 0 华中科技大学硕士学位论文 2 4v b s c r i p t v b s c r i p t 是一个轻量级源程序语言，它是以v i s u a lb a s i c 语言为基础提供编程功 能，是v 垭m lb a s i c 语言的一个子集，是s 的缺省源程序语言。0 f l ”l i z l 】嘞瞄删 v b s c r i p t 可以在h t m l 网页上操作、控制、处理对象。在最初的设计中，v b s c r i p t 是通过编写事件驱动的脚本来扩大客户端h t m l 功能，编写客户端脚本最大的优点就 在于由浏览器解析执行，不需要增大服务器的负担。随着a s p 技术的出现，v b s c r i p t 将它的功能扩展到服务器上，v b s c r i p t 开发的脚本可以在服务器上解析执行。在服务 器端脚本开发的过程中，使用v b s c r i p t 则没有客户端脚本开发时的局限性，当客户请 求页面时，页面将在服务器上执行，然后再反馈给浏览器，浏览器所获得的只是标准 的h t m l 文件，这样就可以不受浏览器功能的限制。 v b s c r i p t 可以和h t m l 页面完美地结合在一起，运用v b s c r i p t 可以控制h t m l 页面，并对页面中某些事件作出响应。v b s c r i p t 还提供了许多对象，运用这些对象， 可以方便地进行脚本的编写，实现一些其他语言所无法实现的功能v b s c r i p t 既可以 作为客户端编程语言，也可以作为服务器端编程语言。客户端编程语言是可以由浏览 器解释执行的语言。j a v a 和j s c r i p t j j a v a s c r i p t 也可以作为客户端编程语言。当一个以这 些语言中的任意一种编制的程序被下载到一个兼容的浏览器中时，浏览器将自动执行 该程序 客户端编程语言的优点是浏览器完成了所有的工作，这可以减轻服务器的负担。 而且客户端程序运行起来比服务器端程序快得多。当一个浏览器的用户执行了一个操 作时，不必通过网络对其作出响应，客户端程序就可以作出响应。 在“千里眼”水情信息查询系统中，v b s c r i p t 用来架构查询的后台脚本。 2 5 v n 日l v m l 的全称是v e c t o rm a 【l 口叩h 哪i l a 烈矢量可标记语言) ，矢量的图形，意味着 图形可以任意放大缩小而不损失图形的质量，这在制作地图上有很大用途。 v m l 相当于i e 里面的画笔，能实现所想要的图形，而且结合脚本，可以让图形 产生动态的效果。v m l 是微软1 9 9 9 年9 月附带i e 5 0 发布的，在我认为，v m l 其 华中科技大学硕士学位论文 实是w o r d 和h t m l 结合的产物。可以将w o r d 文档另存为h t m l ，其中的文本和图 片可以很容易的转换，但如果是手绘制的图形在以往的i e 里面就无法解决了，如果 都转换成图形文件又不太现实。于是微软把w o r d 里面的图形控件结合到i e 里面，使 m 也具备了绘图功能。p 唧1 脾删 只需要在页面的开头进行申明，本页面使用了v m l i 吾言( 申明的源代码见附录1 ) 要使用v m l 语言在网页上绘制图形十分简单，例如： 嘲泐帆瞻鼬炉嚆垂搴。- 静嘲矿筇l 峨l 测l l 缈刚矽蛐；咖耐哪，咖k 。c o l a b l ”r 胁 就可以绘制一条折线，经过( 5 ，5 ) 、0 0 0 ，l o o ) 、( 2 0 0 ，1 0 0 ) 三个点。坐标原点为页面 的左上角。 。在“千里眼”水情信息查询系统中，v m l 用来绘制过程线。 华中科技大学硕士学位论文 3 系统的设计 3 1 设计的原则 湖北省“千里眼”水情信息查询系统的设计以技术先进、安全、可扩展、易操作、 可维护、稳定、准确、开放为总的原则，从业务和技术两方面均给予了充分的保证。 系统的建设应该遵循以下原则： 3 1 1 实用性 系统建设将充分考虑实用性，以实际需求为出发点，使系统充分满足使用方便、 管理方便的原则；以湖北省水文水资源局多年形成的良好管理机制、工作流程和积累 的水雨情查询宝贵经验为基础进行系统建设，使系统具有良好的实用性。 3 1 2 先进性 充分利用现代信息技术的最新成果，采用主流技术，使系统具有定的先进性和 较长的生命周期。系统的先进性还体现在系统的体系结构、系统界面、业务处理方法、 系统运行机制等方面。 3 1 3 安全性 用户只有查看权限，无权修改数据库，只允许局域网内的用户浏览使用，服务器 端安装防病毒软件及防火墙等，保证数据的安全。 3 1 4 开放性 系统结合了实际需求，同时充分考虑了现有结构，在对现有系统影响尽可能小的 情况下注重高效和灵活的特性，充分利用系统现有资源和其它系统提供的资源及未来 可预见的国家公共资源。 3 1 5 扩展性 切合水情信息中心的实际工作情况，符合水情防汛行业的发展趋势；有良好的人 机接口与多样的展现方式。强调系统总体功能的完备性、实用性和总体性能的先进性， 1 3 华中科技大学硕士学位论文 而不刻意追求局部最优。 3 1 6 可靠性 防汛用的软件，其可靠性必须达到相当高的程度，否则在汛期一旦出现停机等故 障，带来的损失难以想象。本软件设计采用先进的手段，采用多重保护措施防止程序 运行紊乱、死机等。按照人机工程学的方法设计系统的人机界面，选择适当的、统一 的菜单形式。良好的菜单系统是改善用户友好性的重要途径。软件的质量控制主要依 赖长期的动态检验考核。 3 2 需求分析 作为湖北省防汛的主管部本，省水利厅和防办迫切需要一个能提供快速查阅实时 水文信息的系统，根据与用户的探讨，这套系统应该完成以下的各项功能： l 、客户端在局域网内任意节点，通过通用的浏览器即可实现测览，无须安装插 件或程序。 2 、操作简单，易于理解。 3 、显示查询结果快速。 4 、信息量大，能显示绝大多数实时水文信息，包括雨情、河道、水库、闸坝等。 5 、能通过分页、翻页来显示查询结果。 6 、能提供日常使用的表格的自动填写和打印。 7 、能提供过程线和雨量的柱状图显示。 8 、能快速连接到其他已建成的系统。 3 3 结构设计 3 3 1 实时水文信息的流向 水文信息指的是水文溯站( 如水文站、水位站、雨量站等勘测站或者勘测队) 通过 监测得到的一系列水文数据( 如水位、流量、降水量、蓄水量、蒸发量等) ，这些数据 和防汛抗旱工作息息相关。水文信息首先由基层测站采集，有人工观测、仪器遥测等 多种方式，然后传送至各地市州的水情分中心，水情分中心再传送至省中心由省中心 1 4 华中科技大学硕士学位论文 把信息分捡，省中心再传到国家防总。 数据流程图如图3 1 ： 图3 1 实时水情信息流向图 举例说明，宜昌水情分中心需要四川的寸滩水文站的水位数据用来做水位预报， 那么“2 0 0 6 年8 月2 日8 时寸滩水文站水位1 1 8 7 3 米，水势涨，流量1 2 2 0 0 立方米 秒”这么一份水文情报的流向就是：寸滩水文站专宣宾分中心专四川省中心专国家防 总专湖北省中心专宜昌分中心。 通过这几年的信息化建设，一般这样的数据在3 0 分钟内就可以完成传递。 省内的信息传送简单些，比如宜昌需要襄樊的丹江口水库的信息，直接由省中心 分拣的信息即可，信息流：丹江口水库专襄樊分中心省中心专宜昌分中心。 3 3 2 省中心的信息拓扑 湖北省分中心的信息处理，有两台收发工作站，分别处理省内和省际的接收和转 发，收到的信息转到信息处理服务器上。信息首先由处理服务器分拣，把需要转发的 信息发还给收发工作站发送，然后把所有收到的信息进行翻译、处理，写入数据库服 务器的实时水情数据库里面，数据库服务器兼做w e b 服务器，提供信息给局域网内 的省水利厅、省防办、省水文局等用户查阅。 如图3 2 所示： 华中科技大学硕士学位论文 图3 2 省信息中心的实时水文信息拓扑图 3 3 3 系统的数据流向 “千里眼”水情信息查询系统采用b s 结构。b s 结构( b r o w s e r s e r v e r 结构) 结 构即测览器和服务器结构。它是随着i n t c r n c 吐技术的兴起，对c s 结构的一种变化或 者改进的结构