数字水库管理系统.docx
《数字水库管理系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字水库管理系统.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数字水库管理系统
数字水库管理系统
概要设计
学院：
资源与环境学院
专业：
地理信息系统
班级：
2011010班
*******
学号：
*********
概要设计说明书
1.引言
1.1编写
科学的任务是认识和发展规律,工程的任务是解决和实现具体的目标,数字水库!
是把科学和工程两者相结合。
因此,数字水库建设是科学工程,具有更多的开创性、探索性和规律性。
此概要设计说明说的编写是为了说明建设数字水库的主要思想，明确任务和需求，使得软件开发人员知道软件开发流程,软件测试时更有条理。
1.2项目背景
项目名称
数字水库三维系统
项目委托单位
郑州市水利局
项目开发单位
华北水利水电大学
主管部门
郑州市水利部
用户
XXX水电站
运行软件的计算站
XXX水电站
1.3定义
空间分析：
基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
GIS：
在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
SQL：
一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统；同时也是数据库脚本文件的扩展名。
主键：
数据库表中的关键域。
值互不相同。
1.4参考资料
【1】刘湘南，黄方，王平.GIS空间空间分析原理和方法【2版】.北京：
科学出版社，2008
【2】崔伟宏.数字地球.M/.北京:
中国环境科学出版社,1999,157-164
【3】罗云启,罗毅.数字化地理信息系统建设与MapInfo高级应用.M/.北京:
清华大学出版社,2003,127-131
【4】张华,顾士升,马明文等.数字水库防汛调度空间信息技术的应
用.J/.测绘科学,2004,29（4）,31-33
【5】GB/Tl457-1995,软件工程术语[s]
2.任务概述
2.1目标
围绕数字水库实时空间信息获取、更新、管理与应用服务的需求,开展关键技术研究、应用软件开发与系统集成,并进行应用示范,研究、提出、检验、完善数字水库空间信息获取更新、管理与应用服务技术体系,为数字水利建立产业化基地起到引导和支撑作用,为我国数字水库、科学工程的建设提供经验借鉴。
2.2需求概述
（1）能够根据气象预测或数据采集等信息提供直观的水位淹没情况，并根据相应的水文数据提供防洪调度参考方案，为汛期防洪调度提供决策支持。
（2）通过基于GIS三维数字的查询和分析，能提供必需的水库流域空间信息，为水库汛期防洪调度提供基础数据。
（3）与《大坝监测系统》、《水库安全监控系统》、《水文自动测报系统》、《闸门控制系统》、《视频监控系统》等系统数据结合并应用到该系统中形成综合信息展示平台。
（4）可对水资源开发利用现状及存在的主要问题以及未来需求量进行评估和预测。
（5）能对水资源的开发潜力进行分析计算，为合理开发水资源提供决策依据。
（6）建立水库流域历史水文档案及历年各种水情相应的应对方案，并提供查询。
2.3运行环境
操作系统：
Win7操作系统
前台开发工具：
MicrosoftVisualStudio2010
后台数据库管理工具：
SQLServer2008
本系统运行环境：
操作系统：
WindowsXP及以上操作系统。
办公软件：
office2003及以上
浏览器：
InternetExplorer6.0或以上版本或firefox等兼容性较好浏览器。
2.4条件与限制
主要是技术条件不能很好的达到要求。
3.总体设计
3.1基本设计概念
库区数据仓库建设库区数据仓库建设是实施数字水库!
科学工程的核心和基础。
在建设过程中,应遵循项目设计的规范化,完备性,扩充性和实用性原则,充分保证数据的一致性和完整性,充分利用已有数据。
库区数据仓库中应包括基础数据库、数字水库!
专业数据库和其它数据库。
基础数据库中又包括基础地形数据库、专题图件数据库、DEM数据库以及遥感影像数据库等。
在基础数据库中,有些数据库可以在数字地球框架下,以共享方式从国家公用数据库中获取。
水库三维展示和可视信息查询系统。
本系统的主要研究内容是:
三维库区漫游。
给用户以全景式的空间漫游,可在整个水库三维模型上进行自主可控漫游,并可深入至建筑物内部或地下等进行漫游,便于用户对水库的概括介绍和全景仿真式描述。
三维水库查询。
可在三维中对水库的各种建筑物实体进行点击查询,并可由数据库查询实体,方便用户的查询操作,可了解全局性的基本信息。
地上水工建筑物查询。
在三维中进行水工建筑物的信息查询,并可对各建筑物进行细部查询,对其不同组成部分的信息进行深入查询,涉及所有地上建筑物实体,使用户在上一功能中有了宏观了解后,可针对某一部分进行微观信息管理。
∋实时信息查询。
利用各测站得到的实时数据,直接在图上显示,实现实时传输,直观的反映于各控制站点位置,使用户更好的掌握实际情况,并可针对用户需要进行专项分析。
（水库概况。
利用文档资料、音像资料多种形式,对水库进行全面的介绍。
3.2总体结构与模块外部设计
根据数字水库建设目标和主要内容,对库区范围建筑物进行三维建模;建立数字水库的空间数据库、影像数据库和属性数据库;建立数字水库!
地面遥测、遥控网;研制模型组件、开发应用系统。
最后,根据数字水库的具体情况和要求进行系统组件集成,综合应用,使应用系统个性化、人性化。
同时,组织数字水库试运行,并通过应用检验完善系统的功能和性能,对数字水库进行理论和技术总结,提出数字水库科学工程产业化发展模式和数字水库科学工程的组织实施程序。
（1）数据录入模块。
用于系统中空间和属性数据的获取与更新。
空间和属性数据可通过键盘、扫描仪及数字化仪等输入设备录入计算机，也可从其它系统直接将数据转入本系统，同时这一模块还提供对数据的适时更改和补充功能。
（2）预测分析模块。
通过对气象预测和数据采集来预测水位变化，从而做出防洪调度决策。
（3）检索与查询模块。
提供属性-空间的逻辑查询和空间-属性的空间查询功能。
由于GIS三维数字系统中数据同地图中点、线、面相对应，这两种操作实际结果是一致的。
数据库的操作能及时反映在地图上，而对地图的操作也能在数据库中表现出来。
（4）统计分析模块。
包括对查询结果的统计分析、对空间分析结果的统计分析以及对水文、土壤、人口、经济等监测数据的统计分析。
统计的范围可由用户自行设定，如通过矩形、圆形或多边形工具来确定范围大小。
同时，这种统计分析功能既可进行一项数据的统计分析，也可对多项数据同时进行统计分析查询，查询结果可通过报表、地图、表格或文字说明的形式打印输出。
（4）空间分析模块。
负责对图形进行地形分析、缓冲区分析、空间叠置分析等操作，并能将分析结果进行汇总，以各种专题图表及统计图表的形式输出。
（5）辅助决策分析模块。
主要包括水量计算模型、水质模型、水资源供需分析及预测模型、决策支持系统模型等。
以上模型可对一项或多项数据进行预测或评价，从而了解流域或特定地区水资源开发利用情况及发展趋势。
同时，通过模型模拟出各个候选方案的实施效果后，可利用决策支持系统模型优化出水资源合理开发利用和管理的最佳方案，为最终的水资源管理和规划决策提供直接的依据。
（6）数据输出模块。
可将统计、分析和决策的结果以文本、报表或图形的形式输出。
（7）可视化漫游模块。
可以对数字水库进行可视化三维漫游操作。
3.2功能与程序结构关系
水文信息
监测
统计分析
水文预报
空间分析
信息查询
水位监测
√
库容量管理
√
来水预报
√
水质参数
分析
√
三维水库
漫游
√
三维水库
查询
√
实时信息
查询分析
√
基本GIS
功能
√
4.接口设计
4.1外部接口
4.1.1用户页面
在用户界面部分，根据需求分析的结果，用户需要一个用户友善界面。
在界面设计上，应做到简单明了，易于操作，并且要注意到界面的布局，应突出的显示重要以及出错信息。
外观上也要做到合理化，考虑到用户多对WINDOW风格较熟悉，应尽量向这一方向靠拢。
在设计语言上，已决定使用MSVISUALC++进行编程，在界面上可使用VISUALC++所提供的可视化组件，向WINDOWS风格靠近。
其中服务器程序界面要做到操作简单，易于管理。
在设计上采用下拉式菜单方式，在出错显示上可调用VISUALC++库中的错误提示函数。
总的来说，系统的用户界面应作到可靠性、简单性、易学习和使用。
4.1.2软件接口
服务器程序可使用VISUALC++提供的对SQLSERVER的接口，进行对数据库的所有访问。
服务器程序上可使用SQLSERVER的对数据库的备分命
以做到对数据的保存。
在网络软件接口方面，使用一种无差错的传输协议，采用
动窗口方式对数据进行网络传输及接收。
4.1.3硬件接口
在输入方面，对于键盘、鼠标的输入，可用VISUALC++的
准输入/输出，对输入进行处理。
在输出方面，打印机的连接及使用，也可用VISUALC++的
准输入/输出对其进行处理。
在网络传输部分，在网络硬件部分，为了实现高速传输，将使用高速ATM。
4.2内部接口
内部接口方面，各模块之间采用函数调用、参数传递、返
回值的方式进行信息传递。
具体参数的结构将在下面数据结构设计的内容中说明。
接口传递的信息将是以数据结构封装了的数据，以参数传递或返回值的形式在各模块间传输。
5.数据结构设计
5.1数据库结构设计
同时建立空间数据库，影像数据库和属性数据库，系统各模块与数据库之间通过ADO.Net来实现。
ADO.Net用于和数据源进行交互的面向对象类库。
集合了所有用于数据处理的类。
为了解脱关系数据库的约束，提供非关系数据库访问的模型，Microsoft开始建立能够使用COM的数据访问说明，使之能够用于任何结构化的数源。
5.2物理数据结构设计
基本信息表：
字段名
类型
长度
允许空
主/外键
用户名
Varchar
8
NotNULL
主
水质合格
标准
char
4
NotNULL
信息查询
许可
boolean
8
NotNULL
库容量
Varchar
20
5.3数据结构与程序的关系
系统的数据结构由标准数据库语言SQL生成。
物理数据结构主要用于各模块之间函数的信息传递。
接口传递的信息将是以数据结构封装了的数据，以参数传递或返回值的形式在各模块间传输。
6.运行设计
6.1运行模块的组合
客户机程序在有输入时启动接收数据模块，通过各模块之间的调用，读入并对输入进行格式化。
在接收数据模块得到充分的数据时，将调用网络传输模块，将数据通过网络送到服务器，并等待接收服务器返回的信息。
接收到返回信息后随即调用数据输出模块，对信息进行处理，产生相应的输出。
服务器程序的接收网络数据模块必须始终处于活动状态。
接收到数据后，调用数据处理/查询模块对数据库进行访问，完成后调用网络发送模块，将信息返回客户机。
6.2运行控制
运行控制将严格按照各模块间函数调用关系来实现。
在各事务中心模块中，需对运行控制进行正确的判断，选择正确的运行控制路径。
6.3运行时间
在软体的需求分析中，对运行时间的要求为必须对作出的操作有较快的反应。
在数字水库管理系统中，在对水位检测分析等各个功能的处理中，能尽快得出正确的结果。
7.出错处理设计
7.1出错信息
程序在运行时主要会出现两种错误：
1：
由于输入信息，
无法满足要求时产生的错误，称为软错误。
2、由于其他问题，如数据传输超时等，产生的问题，称为硬错误。
7.2出错处理对策
在硬件方面要选择较可靠、稳定的服务器机种，保证系统运
行时的可靠性。
准备处理应急系统，防止突发情况导致数据的丢失活损坏。
定期备份数据库。
故在系统出错后可以依靠数据库的恢复功
能，并且依靠日志文件使系统再启动，就算系统崩溃用户数据也不会丢失或遭到破坏。
但有可能占用更多的数据存储空间，权衡措施由用户来决定。
8.安全保密设置
这个工作主要是在准备网络包，及解开网络包这两个模块完成，它们各对数据进行加密及解密还原工作。
在加密算法选择上将使用RSA加密算法。
9.维护设计
维护方面主要为对服务器上的数据库数据进行维护。
可使用SQLSERVER的数据库维护功能机制。
例如，定期为数据库进Backup，维护管理数据库死锁问题和维护数据库内数据的一致性等。
升级会员 