8 第八章 软件系统设计Word格式.docx
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2、数据输出显示界面设计原则
数据输出显示界面是系统的一个重要组成部分，在进行数据输出显示设计时，应根据系统用户的工作习惯和要求，合理安排屏幕显示信息的画面。
选择显示内容应当考虑的准则包括：
（1）只显示必需的数据，与用户需求无直接关系的一律省略。
（2）在一起使用的数据应显示在一起。
（3）显示数据应与用户处理任务有关。
（4）在一个显示屏幕上的数据量不应超过整个屏幕面积的三分之一。
安排显示结构应当考虑的规则包括：
（1）按照目标或属性等要求来进行数据分组。
（2）按照有益于用户使用的原则来安排数据。
（3）根据一个或多个关键因素将数据分类，然后列表组织数据。
屏幕布局时考虑应当考虑的规则包括：
（1）应尽量少使用代码和缩写。
（2）如果安排了若干个显示画面，最好建立统一的显示格式。
（3）提供明了的标题、栏题以及其它提示信息。
（4）遵循用户的工作习惯。
3、控制界面设计原则
设计控制界面的主要功能在于为用户提供能够很容易地控制系统运行的能力。
控制界面的用途有两个方面的内容：
一是通过控制对话使用户能够访问系统；
二是通过用户与系统间的对话来控制系统功能的选择，实现一个具体的功能。
只有设置了这样的控制界面，用户才有能力按照其决策思路与习惯的工作模式来控制系统的运行。
控制界面的主要方式有：
（1）用控制对话选择操作命令。
（2）用菜单界面进行控制。
（3）用图标表示对象或命令。
8.2系统总控界面及及命名约定
8.2.1系统总控界面
调度运行系统通过下拉式菜单和功能按钮调用系统的各种功能。
1、系统总控菜单设计
系统总控菜单设计如下：
文件
打开工作空间…
保存工作空间
另存工作空间…
打印预览
打印…
退出
电子地图
图层数据加载
图层显示属性设置
标注设置
空间要素查找
矩形框选择查询
圆形区域选择查询
折线选择查询
缓冲区选择查询
点击选择查询
全显
放大
缩小
漫游
默认工具
数据管理
数据库管理
信息查询
雨情信息
时段降雨量及降雨过程
单站多年时段降雨量及多年平均比较
多站当日实时累计雨量
多站时段累计雨量
湖（库）水情信息
湖（库）水位入湖出湖流量过程
湖（库）逐月最高最低水位
逐年和多年平均入湖（库）流量
水闸水情信息
水闸水位流量过程
水闸水位流量过程与历史典型年比较
泵站水情信息
泵站抽水过程
泵站抽水过程与历史典型年比较
河道（含市界断面）站水情信息
河道（含市界断面）站水位流量过程
河道站（含市界断面）水位流量过程与典型年比较
河道（含市界断面）站多站水位流量过程比较
水闸工情信息
泵站工情信息
调度原则信息
模型管理
实时水量调配模型
在线水流仿真模型
调度方案
实时水量调配模型方案管理
在线水流仿真模型方案管理
辅助管理
按供水区段分析实际用水量
按行政区域分析实际用水量
按用水单元分析实际用水量
水费计算
水量组成
用水定额
工程运行分析
财务核算
帮助
操作帮助
关于调度运行系统
2、系统按钮条设计
系统按钮条设计如下：
3、系统的总控界面设计
系统的总控界面包括：
系统标题、系统总控菜单、按钮条、图形窗口及信息提示栏等部分（图8-1）。
图8－1调度运行系统主控界面
8.2.2系统模块及全程变量命名约定
调度运行系统由多个子系统组成，并且由多个开发小组进行开发，为系统能有效集成，对各子系统或模块的全程变量及函数（子程序）作如下命名约定：
专用数据库系统以ZDB_为命名前缀；
实时水量调配模型以SSTMZ_为命名前缀；
在线水流仿真模型以ZSFM_为命名前缀；
系统综合集成部分无命名前缀。
8.3基于GIS的图形操作功能设计
调度运行系统是针对以大运河为主干线的苏北地区进行水资源合理配置的系统工程，工作区内有行政区域、水系、调水工程等，因此需要基于以研究对象区域与实时信息复合叠加为背景地图的图形界面。
这种图形要求能放大、缩小、漫游、导航定位，故调度运行系统需要提供矢量图形显示及基于矢量图形的信息查询功能。
8.3.1GIS开发环境及工具
客户端GIS开发环境为Windows98和Windows2000操作系统，使用VB6.0作为程序设计开发工具，选用美国ESRI公司的MapObjects作为GIS开发工具，MapObjects是建立在微软的对象链接和嵌入（ActiveX）基础上。
ActiveX是当今得到广泛应用面向目标的软件集成技术。
MapObjects地图控件可以直接插入到许多标准的开发环境中，可以通过属性页操作地图，结合VB6.0图形处理，可以充分发挥MapObjects空间数据处理功能，除实现基本的空间数据查询分析外，还实现了空间属性数据与专用数据库基本数据交互式查询功能。
8.3.2图形操作功能设计
调度运行系统中GIS功能包括工作空间文件操作、图形操作、空间分布式信息查询、空间分布式信息表达等四部分功能。
1、工作空间文件操作功能
在该系统中工作空间文件是指用户通过该系统保存的主界面空间文件信息，包括图层文件名、图层次序信息、各图层显示比例信息以及在主窗口的中心位置信息等等，文件扩展名.wks，有了工作空间文件则可保证GIS工作状态可复现。
在调度运行系统主界面文件菜单中有打开工作空间、保存工作空间、另存工作空间、打印及退出功能，为了界面友好、操作方便，使用方式参照通用软件的文件操作方式。
打开工作空间弹出如下界面，通过该界面可选择所要的工作空间文件，打开后系统主界面出现该文件所对应的GIS工作空间。
保存工作空间功能可实现对当前的工作状态进行保存，保存工作空间的内容直接覆盖当前打开的工作空间文件，与通用软件实现该功能类似。
另存工作空间弹出如下界面，在该界面可对所要保存的工作空间进行文件命名，文件扩展名为.wks。
地图打印操作实现对当前地图窗口进行打印，在弹出的打印窗口中可选择设置打印机，设置纸张、标题、出版单位、打印比例、图例位置等操作，且可对相关的字体设置，打印窗口如下：
2、矢量图形操作处理功能
在调度运行主界面中提供了电子地图菜单，在该下拉菜单中选择相应的菜单项可实现大量图形操作功能，主要包括：
电子地图数据加载、图层属性设置、注记控制、显示图类，空间查询功能中有点查询、拉框查询、圆形区域查询、折线查询、缓冲区查询，以及基本的电子地图漫游功能有电子地图的无级缩放、任意方向的漫游、开窗放大等。
数据加载窗口中将所有可以加载的数据使用列表框显示，对于已经加载的图层在选择标记框中加于区分，图层查询方式有列表和分类，如下图采用列表显示数据加载窗口。
显示属性设置中可以控制每一层的在多大的比例范围内显示或总是显示，对于面状图层可设置填充色、边框色、填充样式、边框宽度等，对于线状图层颜色、样式、线宽等属性，对于点状图层点的样式等，如水文站可选择水文站的常用符号或其他符号。
图层属性设置界面如下：
注记控制用于对面状、线状、点状等图层的标注进行设置，如设置字体、字号、字的颜色、粗体与斜体等。
注记设置界面如下：
点击图例菜单可弹出图例窗口，目前图例有泵站、涵洞、水文站等水利工程，图例窗口如下：
在电子地图的下拉菜单中选择空间要素查找功能可弹出查询界面，在该界面中可实现按图层、字段分类，按字段值查询，图层、字段及字段值均采用下拉列表框，自动显示所有图层及各图层对应的字段，选择字段后字段值列表框中自动列出相应的所有字段值，在字段值框中也可输入文字，采用模糊查询实现选择多条记录，在查询结果中下拉列表显示已选择的结果，如在图层选择江苏大中型水库、字段框中选择名称，字段值中输入“山”字，查询结果有山湖水库、安峰山水库等记录。
在该查询界面中选中缩放到被选要素框，则电子地图显示窗口将该图层放大并将被选中要素居中显示。
在电子地图下拉菜单中的点击点查询菜单，则可采用鼠标点击电子地图实现查询功能，鼠标所点中的各图层的要素在属性浏览列表显示。
点击拉框查询菜单，则可使用鼠标对电子地图进行拉框选择，在方框内的所有要素值均可在属性浏览窗口中显示，点击圆形区域查询菜单，则鼠标所拉出的圆形区域内所有要素值均可在属性浏览窗口中显示，点击折线查询菜单、则鼠标右键单击所描出的折线所经过的要素均可在属性浏览窗口中显示，点击缓冲区查询菜单，再使用鼠标点击电子地图某一要素，则弹出缓冲区输入对话框，输入查询半径，确定后在搜索半径范围内的要素均可在属性浏览窗口中显示。
相关界面如下：
基本的电子地图漫游功能菜单有全显、放大、缩小、移动等功能，漫游功能也可通过工具栏中快捷按钮实现。
操作菜单及快捷按钮如下：
3、空间分布式信息查询
空间分布式信息查询：
根据各项水利工程的物理分布以及研究区域的地理范围，以电子地图的方式在屏幕上的相应位置利用鼠标直接获取该工程的有关信息。
查询项目的选择可通过光标在地图上的位置而智能感知。
例如光标移动至一个站点处停下并按鼠标右按钮时，可通过弹出式菜单选择相应的查询项目，菜单内容随移动位置的变化而自动变化（属性自适应菜单），是基于地理位置（电子地图或概化图）直接对某个工程对象（如湖泊、抽水站、水闸、供水区、水文站等）进行信息查询，如光标移动至一个水文站点处停下并按鼠标右按钮，在弹出的菜单中有流量过程线、水位过程线及雨量过程线（在自动搜索范围内有雨量站）和所在行政区（县级）的流量与水量。
查询内容可以是实测的结果，也可以是计算的结果。
主要包括：
各水文站、水位站的水位或流量过程线和数据表格；
各抽水站和水闸的抽水流量和过闸流量，各湖泊的蓄水情况，包括湖泊水位、蓄水量、入湖流量和出湖流量过程线和数据。
窗口中显示电子地图上所对应站点最近一个月的数据系列及过程线，在该窗口中又可通过下拉列表框选择其他站点和不同的时间段进行查询，对过程线可进行放大或缩小显示等操作。
如下图雨量过程及水位过程显示窗口。
4、空间分布式信息表达
空间分布式信息表达是将实测数据中最近数据以文字、图形等方式叠加在电子地图背景上显示的功能。
可以按雨量、河道水位、湖库水位、流量等进行叠加分布式表达。
（1）雨量信息分布式表达
在雨量分布式显示选择雨量站窗口中，可按站码列表选择所要显示的雨量站，在站名上双击鼠标左键可直接将该站列入已选择站列表框中，也可选择多个站后点击添加按钮一次已选择站列表框中。
点击添加所有站点按钮可将可选站点全部列入已选择站列表框中，三中添加方法均保证在已选站列表框中不重复出现，在可选站列表框中不丢失，要从已选站列表框中删除已选站点，可使用单个删除按钮，或删除全部已选站使用全部删除按钮。
点击确定按钮后则所选的雨量站最新降雨情况将在电子地图上分布式显示。
按地区列表选择雨量站对话框中，将雨量站按地级市行政区划分开列表选择显示，添加已选站的方法中还可以使用全部添加功能将该地区内的所有雨量站添加至已选站列表框中。
（2）河道水位信息分布式表达
在河道水位分布式显示选择河道站窗口中，可按站码列表选择所要显示的河道站，添加或删除河道站与
（1）中操作方法类似。
选择了站点后，点击确定按钮则所选的河道站最近水位水位情况将在电子地图上分布式显示。
按地区列表选择河道站对话框中，将河道站按地级市行政区划分开列表选择显示，添加已选站的方法中还可以使用全部添加功能将该地区内的所有河道站添加至已选站列表框中。
（3）湖库水位信息分布式表达
在湖库水位分布式显示选择湖库窗口中，使用两个列表框，一个用于可选湖库列表，另一个是已选的湖库列表框，选择了需要现实的湖库后，点击确定按钮则所选的河道站最近水位情况将在电子地图上分布式显示。
（4）流量信息分布式表达
在流量信息分布式显示选择流量站窗口中，可按站码列表选择所要显示的监测流量的水文站点，添加或删除河道站与
（1）中操作方法类似。
点击确定按钮后则所选的水文站最近流量信息将在电子地图上分布式显示。
按地区列表选择监测流量的水文站对话框中，将水文站按地级市的行政区划分开列表选择显示，添加已选站的方法中还可以使用全部添加功能将该地区内的所有检测流量的水文站添加至已选站列表框中。
8.4信息查询功能设计
为了满足苏北地区供需水形势分析的需要，使调度决策者尽快和更好地掌握与分析苏北地区水资源系统的现状形势及未来变化趋势，系统提供了信息查询功能，它能全面地查询实时水雨情、历史水雨情、调水工程工况等信息。
系统设计按特定的目的需要，定制信息查询显示界面，用户可按菜单命令或按钮或在电子地图上按鼠标右键，快速地查询到所需信息。
设计要求信息查询响应速度快、表达形象直观、清晰简洁、图文并茂。
查询的方式分为两种，一种是面向对象的查询，即直接在底图上点击查询对象（如水文站、水位站、雨量站、水闸工程、泵站工程、湖（库）等）进行查询；
另一种是菜单命令或按钮式面向条件的查询，用于对某种类别（如“河道水情”，又如“水闸信息”等）中的各种设定条件（时间范围、站名等）进行查询。
图为信息查询处理流程。
图8－28信息查询处理流程图
查询内容主要包括：
（1）雨情：
调度运行系统所涉及范围内各雨量站点的降雨过程直方图和数据表。
（2）湖（库）水情：
工程系统中各湖泊任意时间段的蓄水情况，包括湖泊水位、入湖流量和出湖流量过程和数据表。
（3）水闸水情：
工程系统中各主要水闸任意时间段的闸上、闸下水位和过闸流量，表示为过程线和数据表。
（4）泵站水情：
工程系统中各主要泵站任意时间段的上、下游水位和抽水流量，表示为过程线和数据表。
（5）河道水情：
工程系统中各水文站或水位站的水位或流量过程线和数据表。
（6）水闸工情：
工程系统中主要水闸当前的工程设备状况，包括：
闸门总扇数、可投入运行的闸门扇数及闸门的基本参数等。
（7）泵站工情：
工程系统中主要泵站当前的工程设备状况，包括：
泵站机组总数、可投入运行的机组总数及泵站的基本参数等。
（8）调度原则：
江水北调工程系统的湖泊水源调度原则；
水利枢纽运行规则；
江、淮、沂水联合调度原则；
洪水期各湖泊洪水调度原则。
8.4.1雨情信息查询
当年的雨情数据从实时水雨情数据库中读取，往年的雨情数据从历史水文数据库中读取。
当年实时的雨情数据从实时水雨情数据库的时段降雨表（ST_RNFL_R）中读取,实时水雨情数据库以报汛站码为关键字进行查询（5位码）。
往年的雨情数据从历史水文数据库的逐日降雨量表（ST_DAYP_H）中读取，历史水文数据库以测站编码为关键字进行查询（8位码）。
系统中可供查询雨量信息的测站见表8－1。
表8－1调度运行系统雨量站报汛站码和8位测站编码。
序号
雨量站名
报汛站码
测站编码（8位码）
1
2
3
（1）时段降雨量及降雨过程信息查询。
实现对任何指定雨量站任何指定时段内降雨总量、最大日降雨量、最小日降雨量和日降雨过程的信息查询，数据源为日降雨数据。
如查询当年数据则从实时水雨情数据库的时段降雨表（ST_RNFL_R）中取数据，如查询往年数据则从历史水文数据库的时逐日降雨量表（ST_DAYP_H）中取数据，结果以数据报表和柱状图形式输出（图8－29）。
图8－29时段降雨量及降雨过程信息查询
（2）单站多年时段降雨量及多年平均比较信息查询。
实现对任何指定雨量站任何指定时段内当年降雨总量、逐年同期降雨总量、同期多年平均降雨量的信息查询，数据源为日降雨数据。
当年数据从实时水雨情数据库的时段降雨表（ST_RNFL_R）中读取，往年数据从历史水文数据库的逐日降雨量表（ST_DAYP_H）中读取，结果以数据报表和柱状图形式输出（图8－30）。
图8－30单站多年时段降雨量及多年平均比较信息查询界面
（3）多站当日实时累计雨量信息查询。
实现对任何指定的多个雨量站从当日8时至此后的任何指定时刻（小时）内实时累计雨量信息的查询。
多个雨量站可按流域、水系或区域进行选择，数据源为时段降雨数据，从实时水雨情数据库的时段降雨表（ST_RNFL_R）中读取，结果以数据表形式输出（图8－31）。
图8－31多站当日实时累计雨量信息查询界面
（4）多站时段累计雨量信息查询。
实现对任何指定的多个雨量站任何指定时段内累计雨量信息的查询。
多个雨量站可按流域、水系或区域进行选择，数据源为日降雨数据。
当年数据从实时水雨情数据库的时段降雨表（ST_RNFL_R）中读取，往年数据从历史水文数据库的逐日降雨量表（ST_DAYP_H）中读取，结果以数据报表形式输出（图8－32）。
图8－32多站时段累计雨量信息查询界面
8.4.2湖（库）水情信息查询
根据调度运行系统工作分阶段的安排，本阶段考虑洪泽湖、骆马湖有关信息的查询。
当年的湖（库）水情数据从实时水雨情数据库中读取，往年的湖（库）水情数据从历史水文数据库中读取。
实时水雨情数据库以报汛站码为关键字进行查询（5位码），历史水文数据库以测站编码为关键字进行查询（8位码）。
洪泽湖水位的代表站为蒋坝站，洪泽湖入湖流量为7个流量站流量的总和，洪泽湖出湖流量为4个流量站流量的总和。
具体为（括号中为报汛站码、数据源在实时水雨情数据库中的表标识、测站编码、数据源在历史水文数据库中的表标识）：
_DAYZ_H）。
洪泽湖入湖流量站（7个）：
蚌埠（51078、ST_RIVER_R，、ST_DAYQ_H）。
明光（52956、ST_RIVER_R，、ST_DAYQ_H）。
洪泽湖出湖流量站（4个）：
骆马湖水位的代表站为杨河滩闸（闸上）站，骆马湖入湖流量为3个流量站流量的总和，骆马湖出湖流量为3个流量站流量的总和。
具体为（括号中为报汛站码、数据源在实时水雨情数据库中表标识、测站编码、数据源在历史水文数据库中的表标识）：
ST_DAYZ_H）？
。
骆马湖入湖流量站（4个）：
港上（54827、ST_RIVER_R，51125（1？
）800、ST_DAYQ_H）。
刘集地涵（、ST_RIVER_R，、ST_DAYQ_H）。
骆马湖出湖流量站（4个）：
（1）湖（库）水位、入湖、出湖流量信息查询。
实现对任意指定时段内洪泽湖、骆马湖的湖（库）水位、入湖（库）流量、出湖（库）流量的查询，并可与任何指定的历史年份（一个或多个）相同时段湖（库）水位、入湖（库）流量、出湖（库）流量的比较，结果以报表和过程线形式输出（图8－33），并具有图形缩放功能。
图8－33湖（库）水位流量过程信息查询界面
（2）湖（库）逐月最高最低水位信息查询。
实现对洪泽湖、骆马湖逐月最高最低水位信息的查询，并可与任何指定的历史年份逐月最高最低水位进行比较。
结果以报表和过程线形式输出（图8－34）。
图8－34湖（库）逐月最高最低水位信息查询界面
（3）逐年和多年平均入湖（库）流量信息查询。
实现对洪泽湖、骆马湖任意指定时段内逐年和多年平均入湖（库）流量信息的统计计算与查询，并与当年同时段平均入湖（库）流量进行比较。
逐年从1980年开始至当年的上一年为止，多年平均入湖（库）流量以水平线方式表示。
结果以柱状图和数据报表形式输出（图8－35）。
图8－35逐年和多年平均入湖（库）流量信息查询界面
8.4.3水闸水情信息查询
当年的水闸水情数据从实时水雨情数据库中读取，往年的水闸水情数据从历史水文数据库中读取。
当年实时的闸上、闸下水位从实时水雨情数据库的闸坝水情表（ST_DAM_R）中读取,当年实时的过闸流量从实时水雨情数据库的河道水情表（ST_RIVER_R）中读取。
实时水雨情数据库以报汛站码为关键字进行查询（5位码）。
往年的闸上、闸下水位从历史水文数据库的逐日水位表（ST_DAYZ_H）中读取，往年的过闸流量从历史水文数据库的逐日流量表（ST_DAYQ_H）中读取。
历史水文数据库以测站编码为关键字进行查询（8位码）。
表8－2为可供查询的水闸的报汛站码和测站编码。
表8－2可供查询的水闸的报汛站码和测站编码
水闸名
闸上水位8位码
闸下水位8位码
过闸流量8位码
芒稻闸
53084
江都西闸
江都东闸
53616
4
南运西闸
53612
5
北运西闸
6
淮安大引江闸
53609
－
7
泗阳闸
55921
8
刘老涧闸
55919
9
刘老涧新闸
10
宿迁闸
55917
11
皂河闸
55913
12
刘山闸
55908
13
解台闸
55906
14
沙庄引江闸
15
锁湖闸
16
嶂山闸
54701
17
洋河滩闸
18
运西电站节制闸
19
运东闸
53032
20
二河闸
53019
21
三河闸
53010
22
高良涧闸
53030
23
杨庄闸
53021
24
盐河闸
54722
25
淮阴闸
53026
26
淮涟闸
27
蔺家坝闸
55904
（1）水闸水位流量过程信息查询。
实现对指定水闸任何指定时段内的闸上水位、闸下水位、过闸流量及其组合信息的查询。
结果以数据报表和过程
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