水文信息查询及可视化系统研究

水文信息查询及可视化系统研究

邢海超赵宇鹏

邢海超赵宇鹏

天津海事测绘中心300222

摘要：我国北方海区港口众多，潮位、气象等水文信息是海洋测绘的重要组成部分，直接关乎水深测量成果精度和航路航行安全，基于以上需求提出了水文信息查询及可视化系统整体方案，水文信息查询及可视化系统可实时有效的查看浏览港口水文信息，可以根据用户的需求进行高度定制的服务，可对用户的需求条件进行筛选设置。该系统的应用可以为年度测绘任务提供基本保障，为北方海区港口建设、海上搜救、船舶通航提供航海保障服务。

关键词：水文信息；航海保障服务；水文信息查询及可视化系统

1.引言

根据天津海事测绘中心十三五发展规划和2018年度北海航海保障中心科技项目任务，结合天津海事测绘中心在北方海区的实际业务工作需求和水上执行任务的作业特点，本项目建立了一套适用于北方海区的水文信息可视化展示及查询系统，以实现水文监测站点的整合和水文信息的实时获取显示，并以丰富的图表形式展示各类监测信息的当前状态和变化趋势。

2.系统设计

2.1总体思路

针对水文信息采集和显示的特点以及相关业务用户的需求，建立一套水文信息可视化及查询系统。可实时有效的查看浏览港口水文信息，提高海上航行安全性、事故处理决策的准确率和实施的成功率，为领导决策和科学生产提供可靠的观测数据和直观、形象的图形信息，为海上交通安全和人民生命财产的安全提供保障，为海洋防灾减灾和海洋经济可持续发展提供可靠依据。

2.2研究内容

该系统主要由三个子模块组成：水文信息图形化展示模块、水文信息查询模块、用户管理模块，除此之外还包括日志记录及查询模块、站点信息下载模块和站点描述模块等辅助模块，主要研究内容如下：

2.21基于采集到的站点水文数据，将其以更加直观的图形化进行展示，便于用户浏览和查看记录。

2.22对采集到的站点水文数据信息进行筛选处理，用户可根据具体条件选择浏览内容。

2.23针对不同类型的用户设置不同的访问权限，设置条件进行筛选，以展示相应权限可访问内容。

2.24开发数据端口，根据应用需求，将系统的整体框架分为表示层、业务逻辑层、数据层共三层结构，数据读取不直接连接数据库，保证系统的安全性和稳定性。

2.25将各个模块集成化整合为一个完整的信息查询管理系统。

2.3技术方案

系统的整体框架分为三层结构：表示层、业务逻辑层、数据层。表示层：表示层主要负责与用户进行交互，可以将用户输入的信息传递给服务器，同时也可以将服务器上端传来的信息供用户可见。

业务逻辑层：ASP.NET应用程序运行在Web服务器上，当用户在客户端指定地址之后，HTTP通信协议通过Web服务器下载指定的ASP.NET文件，执行编译后的ASP.NET文件，并通过Dapper组件访问数据库服务器上的数据，并将执行结果以HTML形式传回给客户显示，此部分作为一个单独的模块部署于IIS，架起客户端与oracle数据库之间的桥梁，通过此部分可以让管理员对系统实现可控，规避了客户端直接连接oracle数据库而不能控制分散的客户端的弊端。

数据层：使用Dapper与数据库进行通信，使用数据集（Dapper）可以以特别的方式为对象提供数据，对数据进行操纵，添加、删除、更新等操作。

图1系统整体设计路线

3.系统实现

该系统采用MicrosoftVisualStudio2013和MicrosoftVisualStudio2017作为系统的主要开发工具。

在需求调研、分析的基础上，将收集到的需求及资料进行分析、归纳、总结，根据具体情况，划分系统功能模块，对系统功能进行模块化设计。水文信息查询及可视化系统功能模块由六个模块组成，分别是水文信息图形化展示模块、水文信息查询显示模块、水文系统用户管理模块、日志记录及查询模块、站点信息下载模块、站点描述模块。

3.1文信息图形化展示模块

该模块主要包含水文信息可视化及查询系统菜单及地图主界面，站点描述界面及站点详情界面，以图形的形式进行整体的展示。

3.2水文信息查询显示模块

本模块支持站点、地域、仪器类型和时间等条件对水文信息进行查询展示。用户可以根据筛选条件查看和浏览所需的水文信息，具体包含站点实时曲线、气象曲线以及多站对比曲线。

3.3水文系统用户管理模块

该功能模块可以根据用户的需求进行高度定制的服务，可以对用户的需求条件进行筛选设置，用户的权限主要包括是否可以下载信息、是否可以查看到站点的预报、实测、气象等信息，数据浏览时段等，同时用户的各项操作均会有操作日志，管理员用户可以根据操作日志查看相关用户对系统的使用情况。

3.4日志记录及查询模块

所有的系统都有日志记录功能，关于用户对系统做出的操作记录关键信息，实现用户访问的有据可循，在系统管理员操控的完整版中可以实现对日志记录的查看，并且支持历史查询。

3.5站点信息下载模块

根据用户的权限可以下载相对应的站点中数据，数据的下载格式及下载时段也是在权限的限制内，下载内容做出不同的类别：全类型数据、改正潮位、原始潮位及气象信息，并且可以选取不同的时间间隔，使数据组织更具多样性。

3.6站点描述模块

可对每个站点进行详细的描述，编辑，最后进行界面展示。

4.结束语

本系统紧紧围绕天津海事测绘中心实际工作，系统完成后可实现对权限用户提供定制的水文信息服务，实时有效的查看浏览港口水文信息，提高海上航行安全性、事故处理决策的准确率和实施的成功率，为领导决策和科学生产提供可靠的观测数据和直观、形象的图形信息，为海上交通安全和人民生命财产的安全提供保障，为海洋防灾减灾和海洋经济可持续发展提供可靠依据。