搜索
第一章.数据分析系统1.1模块说明数据分析系统主要对南京市关心的水文站点进行数据分析和预测，包括水位预测，相似性查找和频率曲线分析等模块。详细模块如下图所示：1.2模块主界面数据分析系统集成了水位预测，相似性查找和频率曲线分析三个子模块，每个子模块可以完成一组特定的数据分析任务。水位预测子系统主要任务是对下关站的未来一天的高潮位进行预测。相似性查找子系统可以在实时数据库中搜索与指定的水文序列相类似的水文过程段。频率曲线分析子系统可以对水文，流量和雨量三个主题进行频率分析。数据分析系统主页面是由南京防汛防旱指挥管理系统中的数据分析系统入口进入，数据分析系统主页如下：数据分析系统水位预测频率曲线分析相似性查找回归分析模型神经网络模型水位频率曲线流量频率曲线雨量频率曲线1、功能导航栏：进水位预测，相似性查找，频率曲线分析子模块查询；2、工作区：选择具体功能后的工作台。可以定制任务以及展示数据分析结果如报表，图形等。3、系统信息栏：显示系统当前的工作状态。1.3水位预测功能要点查询实时数据库中对下关站有影响的站点的实时水文数据，利用这些数据对下关站的未来一天的高潮位进行预测。预测的方法分为回归方法和神经网络方法两种。预测的结果被保存在数据库中，预测结果的表现方式为动态图形和表格的方式显示，默认显示自当日起往前一个月的预测数据与实测数据，并可按指定的时间段进行查询，辅助分析决策。功能导航栏工作区系统信息栏页面效果图：功能操作详细说明任务栏该栏放置进行中的分析任务，允许多任务共存。当点击功能导航栏的其他任务时，新的任务会被自动添加到该栏中。添加新任务时的效果图如下所示：功能导航栏单击该栏中的任务项时，任务会自动添加到任务栏。单击一个任务后，任务栏会自动缩放以释放屏幕空间给工作区使用，单击缩放按钮可以使功能导航栏重新出现。功能导航栏缩放时的效果图如下所示：任务栏曲线图表格操作栏(收缩状态)系统信息栏功能导航栏任务标签工作区曲线图当单击回归分析模型时，系统会使用回归模型根据当前实时数据库中的数据计算明日下关站高潮位的值。当单击神经网络模型时，系统会使用神经网络模型根据当前实时数据库中的数据计算明日下关站高潮位的值。在工作区曲线图区域默认绘制的是从今日起到一个月之前的下关站高潮位实测值和预测值的对比图。如果需要按指定的时间进行查询，可以单击操作栏对时间进行选择。图中横轴代表的是时间，纵轴代表的是水位。纵轴的刻度会根据数据的大小动态调整。使用鼠标在时间轴滑动时，系统会根据鼠标的相对位置显示出当前指向时间的日期、预测水位和实际水位，并于黄色线条进行标注。如果数据库中的数据不连续，则用暗绿色的线条给予标注。绘制的曲线效果图如下所示：缩放按钮时间指示轴图例数据库中的数据不连续时绘制的曲线效果图如下所示：工作区表格当单击功能导航区的具体功能后，工作区表格区域展示的是曲线图绘制的相应的数据。表格默认展示的是从今日起到一个月之前的下关站高潮位实测值和预测值。如果需要按指定的时间进行查询，可以单击操作栏对时间进行选择。当表格的大小超过一页时会自动进行滚动。效果图如下所示：数据间断点操作栏操作栏可以对指定的时间按段进行查询，当填写其中的起始时间后，终止时间必须大于起始时间，否则将会弹出警告。如果数据库查询为空，也会弹出相应的警告。当查询的数据过多时，为了保证曲线图的清晰，在绘制曲线图时会间隔一定的记录绘制一次，当记录超过150条时绘制时的间隔为2，当记录超过300条时绘制时的间隔为3，当记录超过450条时绘制时的间隔为4，当记录超过600时条系统会给出警告。操作栏展开时的效果图如下：表格列操作栏(收缩状态)操作栏数据库为空或是记录过多时的错误提示如下：1.4相似性查找功能要点：查询实时数据库中南京下属站点包括晓桥、大通、东山、六合、高淳、蛇山、前垾村、葛塘、天生桥闸上（分为上游和下游）、下关（高潮位）、镇江（高潮位）、江阴（高潮位）等13个站点的水文数据，根据输入的起始时间及终止时间生成相似性查找数据表格，并绘制相似性查找曲线图。页面效果图：日期选择缩放按钮功能操作详细说明：1、站点选择：该选项是必填选项，从下拉框中可以选择南京市下属的13个水文站点。2、库表选择：该选项是必填选项，可以选择报汛库和历史库。报汛库表示将当前查询时间绘制出的曲线到报汛库中查找相似性曲线，历史库表示将当前查询时间绘制出的曲线到历史库中查找相似性曲线。3、选择时间：该选项是必填选项，包括起始时间和终止时间，默认时间为当前日期前16天到当前日期前1天（共15天），如图：4、提交按钮：选择站点和时间后点击提交，如出现如下图所示的提示，表示选择的时系统信息栏图形绘制区表格区域任务栏功能导航栏选择查询条件间在数据库里有数据缺失，无法查找相似时间段并绘制曲线。如无上述提示，则表示成功提交，显示如图：蓝色曲线表示当前提交站点对应时间绘制出的曲线，如该时间段的数据有查询相似形曲线的必要，则可进行下一步查询功能。5、查询按钮：点击查询后，在表格区会展现原始查询数据以及相似性查找数据的选择情况、起始时间、终止时间，相似性以及图例。其中默认原始查询数据是被勾选的并且在左方图形绘制区域始终绘制原始输入曲线（蓝色曲线），当鼠标移动至绘图区域时，生成鼠标所在位置对应的原始输入站点、起始时间及水位值的标注，如图：表格中其余查找项可自由选择，每勾选一项左方绘图区生成对应的曲线并且颜色为图例标注。如图：1.5水文频率曲线水文频率曲线模块是用一种满足皮尔逊三型（P-Ⅲ）分布的曲线来表示历史水文数据的系统。它用历史水文数据（如：水位、流量、雨量等）计算出理论频率曲线来查询某个水文数据值对应的频率或者特定频率对应的水文数据值。该模块主要包括水位频率曲线、流量频率曲线和雨量频率曲线三类水文频率曲线。三种曲线都实现默认绘制曲线默认为勾选自由勾选鼠标所在位置对应的原始输入站点、起始时间及水位值蓝色曲线为默认绘制曲线，红色曲线为勾选项对应曲线了根据一定历史条件绘制理论频率曲线、标注经验频率点（历史数据点）以及水文数据值与频率值之间的相互查询功能。应用系统组成：水文频率曲线模块主要包括以下三大组成部分，每个部分主要包含曲线绘制模块和查询模块（如图所示）：水位频率曲线流量频率曲线雨量频率曲线系统界面左侧三类选择系统界面右侧两大功能选择1.5.1水位频率曲线系统功能水位频率曲线绘制模块功能要点：水位频率曲线绘制模块根据用户选择的站点、统计量、历史时间等信息获取相关的历史水位数据来绘制曲线，并在坐标纸上标注相应的经验频率点（历史数据点）。界面右侧的站点和统计量是两个必选信息。页面效果图（未绘制曲线时界面）：三类曲线入口功能操作详细说明：1、选择站点：该选项是必填选项，从下拉框中可以选择南京市下属的所有水文站点。2、选择统计量：该选项是必填选项，它主要包括：年最高、月最高、旬平均、日最高、日平均和汛期最高。3、选择时间：时间的选择可根据单选按钮选择“部分”和“全部”，前者表示查询用户选择的某段时间的数据，若选择后者则表示查询历史数据库中满足前两个条件的任意时间的数据（如图）。4、历史同期：若选择历史同期则表示在选定前三个条件的前提下选择某个月份或者某日的数据（如图表示用户选择的是11月份的数据）。曲线绘制结果说明：1、查看曲线：在选择好条件点“提交”之后就能在频率纸上得到绘制的曲线，如图。曲线面板标签页历史数据标签页选择站点选择统计量选择时间查询标签数据排序结果2、查看历史数据：在选择好条件绘制完曲线之后我们可以点击界面左下角的“数据查询结果”标签页查看绘制曲线所用到的经验频率数据，如图。通过鼠标左键点击表头的“时间”或者“水位”，可以让数据按照时间或者水位值按升序或者降序进行排序。水位频率曲线查询模块功能要点：绘制好水位频率曲线之后用户除了可以通过鼠标移动查看曲线上任意一点的水位值和频率值之外还可以利用查询模块查询任意水位值对应的频率或者任意频率值所对应水位值。曲线的三个参数理论曲线经验频率点鼠标所在位置对应的水位值和频率值典型年数据点击左键按时间排序点击左键按水位值排序页面效果图：功能操作详细说明：1、选择查询条件：通过点击“水位”、“频率”或者“排序”标签页来选择查询条件，选择“水位”时则表示根据输入的水位值查询对应的频率值，而选择“频率”时则是个相反的过程，选择“排序”时则是将所有历史数据中大于和小于查询值（必需是水位值）的数据分开存放，结果可在图表页面中的“数据排序结果”中得到。2、填写查询值：若选择的查询条件是“水位”则输入水位值，输入的水位值若小于0或者大于该曲线的最大水位值，则查询结果为“不存在”。若选择的查询条件是“频率”则查询值可以选择“五年一遇”、“十年一遇”、“二十年一遇”、“五十年一遇”、“百年一遇”和“千年一遇”。若选择的查询条件是“排序”则查询值必需是水位值。查询结果说明：1、查询结果的数据显示：提交查询条件之后会在“查询历史”中显示查询结果，查询结果中包含“水位”、“频率”和“历史排序”。历史排序指该水位值在历史数据中所处的位置。如图：查询条件查询值查询结果2、查询结果在图表中的显示：提交查询条件之后，所查询的点会在曲线中用一个闪烁的红点表示，如图：3、查询条件为“排序”时的查询结果除了可以显示以上1，2两点外，在图表页面的“数据排序结果”标签页中还显示了排序后的结果，如下图：特征值表主要显示了数据的来源（如：晓桥年最高水位1972-2005），用户输入的查询值，所有历史数据的平均值，以及查询值与平均值之差。高于查询值和低于查询值表主要将历史数据中高于和低于查询值的数据分开存放。点击“时间”或者“水位”可以按照升序或者降序排序。1.5.2流量频率曲线系统功能流量频率曲线绘制模块功能要点：流量频率曲线绘制模块根据用户选择的站点、统计量、历史时间等信息获取相关的历史流量数据来绘制曲线，并在坐标纸上标注相应的经验频率点（历史数据点）。界面右侧的站点和统计量是两个必选信息。页面效果图（未绘制曲线时界面）：输入的查询值历史数据平均值以上两值的差高于查询值的结果低于查询值的结果功能操作详细说明：1、选择站点：该选项是必填选项，从下拉框中可以选择南京市下属的所有水文站点。2、选择统计量：该选项是必填选项，它主要包括：年最大、月最大、旬平均、日最大、日平均和汛期最大。3、选择时间：时间的选择可根据单选按钮选择“部分”和“全部”，前者表示查询用户选择的某段时间的数据，若选择后者则表示查询历史数据库中满足前两个条件的任意时间的数据（如图）。4、历史同期：若选择历史同期则表示在选定前三个条件的前提下选择某个月份或者某日的数据（如图表示用户选择的是11月份的数据）。曲线绘制结果说明：1、查看曲线：在选择好条件点“提交”之后就能在频率纸上得到绘制的曲线，如图。曲线面板标签页历史数据标签页选择站点选择统计量选择时间查询标签数据排序结果2、查看历史数据：在选择好条件绘制完曲线之后我们可以点击界面左下角的“数据查询结果”标签页查看绘制曲线所用到的经验频率数据，如图。通过鼠标左键点击表头的“时间”或者“流量”，可以让数据按照时间或者流量值按升序或者降序进行排序。流量频率曲线查询模块功能要点：绘制好流量频率曲线之后用户除了可以通过鼠标移动查看曲线上任意一点的流量值和频率值之外还可以利用查询模块查询任意流量值对应的频率或者任意频率值所对应流量值。曲线的三个参数理论曲线经验频率点鼠标所在位置对应的流量值和频率值典型年数据点击左键按时间排序点击左键按流量排序页面效果图：功能操作详细说明：1、选择查询条件：通过点击“流量”、“频率”或者“排序”标签页来选择查询条件，选择“流量”时则表示根据输入的流量值查询对应的频率值，而选择“频率”时则是个相反的过程，选择“排序”时则是将所有历史数据中大于和小于查询值（必需是流量值）的数据分开存放，结果可在图表页面中的“数据排序结果”中得到。2、填写查询值：若选择的查询条件是“流量”则输入流量值，输入的流量值若小于0或者大于该曲线的最大流