数据资源管理方案计划平台.docx
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数据资源管理方案计划平台.docx
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数据资源管理方案计划平台
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1数据资源管理平台设计
1.1需求剖析
数据需求
数据剖析
XX省水资源管理系统业务波及的信息资源包含信息收集和信息共享。
信息收集按获取方式应分为仪器自动在线监测和非在线监
测两种收集范围。
以共享方式获取的其余信息获取(包含水文、水资源保护部门负责收集的及时水雨情、水质监测数据),属于信息共享范围。
信息收集传输应充足利用现代化科技成就,经过对信息收集和传输基础设备设备的改造和建设,配置适合当地水资源特征的仪器设备。
信息收集传输的设备选型与配置应充足考虑当地的水文、天气特色、供电条件和环境安全等因素。
(1)在线监测信息对象
在线监测信息对象包含:
水源地、取用水、行政界限河流控制断面、地下水超采区以及水功能区水量水质信息。
监测规模、监测手段和监测代价的衡量要应充足考虑当地的经济发展水平、经济蒙受能力、设站技术可行性和运行保护便利性。
水源地监测:
包含地表水水源地(水库、江河、湖泊等水体)和地下水水源地。
应依照先列入水利部宣布的全国重要饮用水水源地
名录的水源地、大中型水库水源地,后其余饮用水水源地的次序安
-`
排布设。
取用水监测:
包含要点取水口水量水质监测。
依照先取水环节后排水环节、先集顶用水户后分别用水户次序安排;取水量级考虑先要点用水户后一般用水户、相同取水量级先第二、三家产用水户后第一家产用水户次序安排;同时兼备设站条件全盘问虑。
水资源管理单元进出断面监测:
包含省际、地市际以及县际界限河流控制断面。
依照先地市际界限河流控制断面监测后县际界限河流控制断面的监测,水资源管理单元逐级细化、控制能力逐渐增强的思路次序建设。
水功能区监测:
依照《XX省水功能区规划》的部署,依照先保护、保存、缓冲、饮用水源等重要水功能区水质监测、后其余水功能区水质监测、入河排污口监测的原则布设。
地下水超采区监测:
包含地下水水位、水质监测。
依照先禁采区限采区、后地下水集中开采区、先平原区后山丘区的次序安排布设。
水生态监测:
要点地区和水域水生态监测。
依照先水利部水生
态系统保护与修复试点后其余地区的次序安排布设。
社会用水户、水源地、水资源管理单元进出断面、水功能区、
地下水水量水质监测点的布设应在充足利用既有水文观察站网络
的基础上兼备规划,有些观察面监测可经过上下游监测点观察数据
内插方式知足,有些可经过既有测站增添观察项的方式知足。
(2)新设监测点的工作方式
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新设水量监测点采纳应答/自报兼容的工作方式。
依照“无人
值守、有人看守、按期巡检”的运行保护体制实行信息收集作业。
对不适合设置全自动监测点的地方,亦可按有人值守模式配置设
备、设点观察。
1)流量监测
对采纳直接流量监测方式的信息收集点,由收集端设备直接采
集流量刹时价,并储存在当地记录单元;对采纳水位监测方式的采
集点,收集、记录、传输的均是水位信息,并参照水文测试规范定
期对收集端实行水位流量关系率定,特别是平、枯水位流量关系的
率定,在信息接收端利用水位流量关系将收集的水位信息变换成时
段收集量或过流量信息。
收集端设备依照15分钟收集一次刹时价。
2)水质监测
对新设水质监测点采纳按期巡测、人工取用、室内剖析化验方式展开监测工作;对已成立水质自动监测设备的监测点,采纳增添其报信设备的方式进行汇接和功能升级。
对确需要设置自动水质监测点的地方应谨慎选择建设自动水质建设设备。
水质监测不一样收集方式分别规定的监测间隔和记录周期不一样。
(3)监测点的收集频率
在正常工作状态下的收集频率依照:
纯真以水资源管理应用需求布设的各种水量信息收集自动站
点,支持旬周期用水调动业务按6小时间隔报信;支持月周期用水
调动业务按12小时间隔报信;支持季度周期用水调动业务按
24小
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时间隔报信,人工监测点均按24小时间隔报信。
多用途信息收集
站点报信间隔超出水资源管理需要的,应对比同站点达成水量信息
描绘时段的归一化。
报信间隔不可以知足水资源管理需要的应对比专
用站点调整信息报送间隔。
社会用水户取水口、水源地、入河排污口、行政界限河流控制
断面、水功能区的水质监测,依据工作规范和实质要务实行收集频
次。
突发应急状态下的收集频率依照:
固定站的水量、水质监测报信工作体制均可暂时调整为1小时
间隔。
在固定观察不可以知足要求时,可动向建立挪动监测点,对水
量、水质进行追踪监测。
(4)时空基准
系统工作一致采纳北京时间作为标准计时基准,日界一致为北
京时间8时,水资源信息收集站点每天初次报信时间遵照水文或防汛部门规定的每天初次报信时间即8时为准。
地点描绘使用全世界定位系统GPS和拥有我国自主知识产权的北斗导航定位系统对水资源信息收集站点的坐标定位,一致采纳2000地心坐标系统纬度坐标进行地点描绘。
已有数据应逐渐过渡到
2000地心坐标系。
绝对高程基准采纳1985黄海高程基准,对确需采纳地方基准
或相对基准进行水位观察的测站,进行地表水水体水位流量关系转
换时,应在其预办理环节先行滤除因高程基准不一致致使的测试误
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差。
(5)在线监测信息传输方式
在线监测信息传输指将收集站获取的水资源信息经过有线或
无线信道送至系统接收端的传输过程。
关于水资源信息收集共用部门收集设备和传输通道的,应遵照既有传输方式和传输路径。
在国家防汛抗旱指挥系统工程已覆盖的信息收集地区的新设站,应加入该系统。
关于其覆盖不到的地区确需新建传输通道的,各省可依据当地公网实质状况和收集传输系统建设、运行保护的经济性要求综合衡量,在保障信息传输适量安全的前提下,选择适合的公共通信信道进行信息传输组网。
目前可供选择的收集通信资源主要有:
中国挪动通用无线分组业务(GSM/GPRS);中国联通无线扩频通信技术(CDMA);中国挪动短信息业务(GSM/SMS);公共电话网(PSTN);北斗通信卫星短信息;同步通信卫星;海事通信卫星短消
息;超短波技术:
微波技术等。
在选择通信方式时,在同一个系统
中不宜使用多种通信方式,仅在某些信息收集点首选通信方式不可以
覆盖时可另选通信方式。
部分重要站点可设计备用传输通道,并考虑突发事件发生时的
应急信息传输,知足应急监测的需求。
数据分类剖析
水资源管理系统波及数据主要包含以下几种:
(1)在线监测数据
图表1.4-1在线监测数据根源
需建数据库名称数据根源
城市饮用水水源工程监地表水水源地水量根源于及时水雨情库;
测数据库地下水水源地水量根源于地下水数据库
地表水取水口水量,根源于取水口水量在
线监测系统;地表水取水口水质即地表水
取用水监测数据库
水源地水质。
地下水取水口水量、水质均
根源于生产性地下水井在线收集系统
入河排污口监测水量,水功能区监测均来
水功能区监测数据库
源于入河排污口和水功能区在线监测系统
行政界限河流监测数据
水量根源于及时水雨情数据库
库
地下水超采区监测数据
根源于地下水超采区在线监测系统
库
旱情监测数据库根源于水文部门
及时水雨情数据库即现有及时水雨情数据库
水质数据库根源于水文部门
(2)业务管理数据
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说明
本系统
新建数
据库
这些数
据均由
XX省水
文局管
理,直接
使用,没
有数据
库建设
任务。
关于业务管理和决议剖析支持,同一业务管理数据库应储存
省、地市、县三级水资源管理部门产生的业务信息,依据不一样的管
理层级,业务管理信息不尽相同,同时省、地市、县级信息之间有
必定的关系。
依据需求,对水源地数据库有关数据中的城镇地下水水源地进
行检查丈量,并对城镇地下水水源地开发利用状况进行评论,并录
入相应数据库中。
详细数据内容为:
1)地形丈量
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利用已检查的城镇地下水源地资料,确立工作区范围。
经过对
地下水源地地形的丈量,实现以下两个目的:
丈量比率尺确立为1:
10000,丈量面积为大型水源地30km2,中
型水源地为15km2,小型水源地为5km2。
丈量内容包含地区地形、
生产井、监测孔高程、坐标丈量等。
2)地下水源地开发利用状况评论
地下水源地开发利用状况评论包含水量、水质现状评论和供水可连续性评论等三个方面。
①水量评论
依据地下水源地开采量的大小、水文地质资料完好程度和水文地质条件的复杂程度,采纳分析法或数值法对地下水源区的补排量进行计算。
进行地下水源区的开发利用程度和供水水量的安全性等方面综合评论。
关于大型的地下水源地,采纳数值法进行补排量的均衡计算,并对该水源区进行不一样开采量进行模拟展望,对该水源的开发潜力及可能出现的问题进行评论。
成立地下水资源管理与规划模型。
关于中、小型地下水源地,采纳分析法进行补给量的计算,并依据地下水动向监测资料,对该水源的水量合理性进行评论。
②水质评论
利用已有检查资料,进行水源地水质状况评论。
地下水水质评论标准采纳国家标准《地下水质量标准》(GB/T14848-93)。
采纳单项组分评论和综合评论相联合的评论方法。
将
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地下水水源地水质指标分为一般化学指标或细菌学指标、毒理学、放射性指标和地方特定项目4大类。
一般理化指标或细菌学指标,对人体健康影响较小或可经过净水厂传统办理方法去除,这一类指标按地下水水质标准的5类进行评论,并将其Ⅲ类水标准值的上限值确立为地下水水质控制标准。
毒理学和放射性指标作为一类,按生活饮用水卫生标准进行达标评论。
依据现状水质和对地下水源区及其周边环境的检查结果,对地下水源地现状水质安全性进行评论,对地下水源地水质安全趋向进行展望。
③供水可连续性评论
在地下水源地用现状评论的基础上,依据地区的水文地质条件及水源地周边地下水开发利用现状,对现状城镇地下水源的可开采量进行剖析计算,对地下水源供水可连续性进行研究。
(3)基础数据
基础数据根源以下表所示。
图表1.4-1基础信息数据根源
需建数据库
数据根源
水利工程数据库
防汛抗旱指挥调动系统,直接使用,没有建设任务
水资源评论数据库将现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导
入
给排水数据库将现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导
入
水环境数据库将现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导
入
水文数据库根源于省水文局,直接使用,没有建设任务
气象数据库防汛抗旱指挥调动系统,直接使用,没有建设任务
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社会经济数据库防汛抗旱指挥调动系统,直接使用,没有建设任务
旱灾数据库防汛抗旱指挥调动系统,直接使用,没有建设任务
水环境灾数据库将现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导
入
(3)空间数据库、多媒体数据
空间数据库的建设需要购置空间基础数据。
多媒体数据库,将
现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导入。
(4)决议支持数据
表
1.1-3
决议支持库数据
数据库名称
信息根源
决议剖析库
需要软件开发
建立式模型库
需要软件开发
方案方案库
将现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导
专家知识库
入
将现有信息资源进行校核、整合、增补、完美,而后导
入
数据流向剖析
XX水资源管理系统数据根源复杂,业务管理单位包含省水利厅水资源处、省水文系统、地市水资办、县水资办各级管理单位、全省各市县、有关流域机构及专业水文气象单位等。
数据库内容包含了水文监测、综合办公、水情监测、取用水监测以及基础空间信息、视频、图像等各种媒体信息。
系统基本数据流向图以下列图所示:
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水利部、流
厅水资源处
省厅其余业
域管理机构
务科室
济南水资办青岛水资办淄博水资办枣庄水资办德州水资办菏泽水资办省水文系统
县水资
办
县水资
办
县水资
办
县水资
办
县水资
办
县水资
办
监测站
监测站
监测站
新建监
监测站
监测站
监测站
水文监
测站
测站
、、
XX省水资源管理系统数据流向图
数据量剖析
数据量是确立数据储存平台模式与规模的重要依照,经过对整个系统现有数据量、数据增量、数据散布等的剖析,最后确立数据储存与管理系统的建设模式、建设规模。
水资源管理系统的各种数据可分为构造化数据(如水雨情数据、供水工程基本信息及水质监测数据等)和非构造化数据(如供水工程监控视频数据、办公函档、电子地图数据等)两类,
水资源管理系统的构造化数据主要包含:
水资源管理业务办理数
据、水利工程及时监控数据、水文站点保护管理数据、水文监测与预
测数据等。
关于构造化数据来讲,经过合理的数据库表构造设计,尽
可能的除去冗余数据,这种数据占用的储存空间是相对有限的。
其具
体剖析以下。
水文站点监测数据包含测点名称、采样日期、剖析日期、水温、
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PH值、溶解氧、总硬度、悬浮物、氯化物、氟化物、硫酸盐、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐氮、氰化物、六价铬、粪大肠茵群等内容,确立的水质级别。
依照每次采样每条纪录500字节计算,每1天收集一次。
全省水文监测站一年的数据量为约为80MB/年。
再加上人工监测和挪动监测的数据,以及评论剖析数据,水文监测数据库初始数据量约为100MB。
非构造化数据主要包含:
行政管理与办公信息数据、水利工程实
时监控视频图像、工程安全监测视频图像、基础空间地理信息等。
这
类数据的一大特色是所占储存空间很大,一个文件少则几MB,多则几十MB或GB。
所以这种数据将占居整个数据库的很大一部分空间。
其详细剖析以下。
行政管理与办公信息数据主假如大文本数据,大概上可分为邮件、办公函档、档案及其余行政管理。
这种数据量在10G左右。
水利工程监测监控、视频数据主要储存在地市数据库和县级数据库,这部分内容按周期寄存,只保存近来三个月的应急监控数据,省级数据量约为1T左右。
基础地理空间数据主要指XX的地理信息数据。
地理信息数据包
含全省主要河流、城市、水库、水源地、水功能区、排污口、地下水
观察点、灌区、交通设备、乡村等基础信息,全省1:
25万数字电子
地图数据,数据量约为4GB;全省1:
5万电子地图数据及大比率尺的
各种专题图,数据量约100GB。
地理信息数据年初始总量约为
200GB,
寄存于省级水资源管理数据库。
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功能需求
数据库管理功能需求
在水资源管理系统数据库中大多为构造化的关系型数据库,数据储存量相对有限。
考虑现有数据库运行状况,需在地市和县分别成立数据库系统运行环境。
原则上各级业务单位要环绕相应的数据中心建设,一致考虑数据库系统运行环境,充足利用数据中心数据库系统资源,应尽量防止重复建设,并联合应用系统建设需要,配置必需的软硬件系统。
依照数据库管理的要求,数据库管理系统设计应采纳支持空间地理信息管理的关系型数据库系统,成立数据库管理系统,所需要的主要功能包含建库管理、数据保护管理、代码保护、数据库用户管理、数据安全管理等功能。
同时,宜采纳UNIX服务器作为数据库服务器,采纳双机热备运行方式,保障数据库系统的运行。
要实现数据资源的共享和利用,一定针对XX水资源管理系统的运行特色,成立散布式的一致数据资源管理平台,将数据资源集成在一同,为各种业务人员供应一致的数据资源目录服务,形成一致的能够方便查问与管理的标准化的虚构数据库,方便不一样用户对数据的高效率使用,协助管理者决议,提升决议的正确率和及时性。
数据库储存功能需求
跟着水资源业务的发展,数据储存容量将会增添很快,主要包含
大批的水文监测及时数据;平时办公生成大批的文本、图像、图形、
音频、视频等多媒体数据;以及系统的长年运行累积愈来愈多的历史
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数据。
这就要求利用先进的、具备高性能和高可用性的、扩展能力强的大容量储存设备和软件,构立功能完美数据储存与管理平台,集中化、
智能化、图形化的储存与管理所有Internet/Intranet重要应用的要点性信息数据;还要考虑提升数据传输能力,供应快速的数据接见服务。
要保证储存系统具备强盛的零停机在线扩大升级能力,兼容更先进的储存技术,使储存网络具备灵巧的可扩展性,包含储存容量和储存系统性能的扩展,使储存系统可跟着应用需求的改变而改变,不会造成系统投资的浪费。
同时,能够依据应用系统特色,拟订合理的储存解决方案,提升系统利用率,降低用户投资成本。
数据储存平台能够实现高性能的数据存取和安全备份,知足大规模用户并发性数据读写的要求,使复杂的数据业务储存网络易于保护和管理,经过完美的备份恢复体制,以保证数据不会丢掉,并保证为用户供应7×24小时的连续接见。
数据库备份容灾需求
水资源管理业务要求整年不中断运行,对系统运行提出很高的要
求,需要在成立数据储存系统的同时,成立包含当地备份和远程容灾
备份的齐备的数据安全保护体制。
要依据设备条件、储存空间和业务需求,定制目前最高效、安全
级别最高的备份策略,在保证数据安全的前提下尽可能使数据库的正
常服务不受影响,按期或不按期的对数据库进行增量备份或齐备备份
-`
等功能,实现数据的自动备份,减少保护人员手工操作。
并且当灾害
发生时能够以在最短的时间内进行恢复,特别对取用水监测、取水用
户管理、水源地监测要点业务数据要优先恢复运行。
同时,为了防备灾害性事故的发生,还需要成立数据远程容灾系
统,利用优胜的通信专网优势,实现要点业务数据的远程备份和快速
恢复。
性能需求
对数据库系统的性能需求主假如依照系统业务需乞降管理运行
模式,经过对数据分类进行剖析,用实体联系的剖析方法对数据对象
进行剖析分解,一般应达到第三范式,在此基础上对数据逻辑构造进
行优化设计,使之在知足需求条件的状况下,系统性能达到最正确,使
系统开支达到最小。
在数据库的实行过程中,要合理使用分区、索引
及存档功能,在应用系统软件开发中对适合编写接见数据的SQL语句,并对数据库的响应时间和吞吐量进行衡量,提升数据库的可用性、数据库的接见命中率以及内存的使用效率;此后在数据库运行实行阶段,还要采纳操作系统级和数据库级的一些优化举措来使系统性能达到最正确。
关于数据储存平台的选择条件,第一要拥有办理速度高、存取速
度快和可扩展性强等特色,同时要拥有优秀的开放性,应选择带宽性
能、I/O性能好,控制器办理能力强,高速缓存容量大的数据储存设
备,磁盘储存设备内部构造与运行方式对业务应用服务器性能基本上
无影响,可对整个业务系统实现完好的冗余和备份。
储存平台架构的
-`
建设要求数据的冗存余储,控制和数据通道的冗余配置,保证系统无单点故障发生。
还需建设一套高靠谱性和高性能的容灾备份方案,以保证业务数据的安全性和业务的连续性和整体可用性。
安全需求
数据安全问题对整个调动系统的运行有“牵一发而动浑身”的影响,将可能带来波及和影响各个层次、多方面系统级的威迫、危害,甚至是灾害性的。
数据资源管理平台的安全问题,主要波及数据应用安全与数据储存安全,要保证整个储存系统的安全靠谱,一定剖析整个数据储存系统面对的安全风险和安全威迫。
这些风险和威迫固然有各种各种的存在形式,但其结果是一致的,都将致使数据的丢掉或破坏,影响整个系统的数据服务,破坏整个数据储存系统的正常运行的有效性、靠谱性和安全性。
数据储存与管理系统的安全主要波及到硬件设备、操作系统、数据库、数据储存以及运维管理等层面,同时,还要针对水资源管理详细业务应用来提出数据安全的需求。
1.在设备上可采纳高可用性的硬件配置,在数据库服务器、数
据通道、数据储存以及电源、机房空调等设备均需采纳冗余的设计。
2.操作系统安全也称主机安全,第一,经过操作系统的用户名、
口令的体制来辨别用户,增强对操作系统的接见控制功能,降低使用
人员的误操作;还可采纳鉴于操作系统的入侵探测技术,及时检查和
办理系统的审计记录;增强防病毒侵袭的防备举措。
3.基础数据库的管理要注意数据的安全问题,一般的关系性数
-`
据库都已经供应足够的安全级别管理,所以在进行数据接见时应付访
问数据的对象进行接见权限控制保证数据的安全,每个用户都有必定
的接见权限。
4.储存安全主要考虑在数据传输通道、操作系统、储存端口分
区、磁盘分区等方面实行有效的策略,同时,还要针对控制专网、业
务内网和业务外网的区分对不一样网段的数据实行物理隔绝,保证要点
业务数据的安全。
5.运维管理安全方面,需要成立健全的安全管理制度,明确系
统管理人员的职责范围,增强管理人员的培训。
1.2整体方案设计
设计原则
一致标准的原则
成立数据库最重要的是标准化,只有做到一致技术标准,才能实现数据互换和数据共享。
信息分类编码和所有的库表采纳的标准应当一致,有国家标准或行业标准的一定采纳国家标准或行业标准及《XX省水利信息化技术标准系统》,并与水利部水资源司组织编制的“水资源监控管理数据库表构造及表记符标准”的数据库设计保持一致,采纳一致的数据库表构造,包含一致的接口、开发工具和管理软件、一致的字段表记符、项目编码等。
信息共享的原则
数据库建设应充足利用已开发建设的及拟建设的水利系统数
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据库,照及时水雨情数据库、工情数据库、水文数据库、工程数据库、水环境数据库、旱情数据库、社会经济数据库、空间数据库、水政执法数据库等。
同时,本数据库
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