Xây dựng cơ sở dữ liệu khí tượng, thuỷ văn tỉnh quảng trị

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG – THUỶ VĂN TỈNH QUẢNG TRỊ PGS.TS Lê Văn Nghinh KS Vũ Thanh Tú KS Đặng Đình Nghĩa Tóm tắt: Cơ sở liệu tập hợp có xếp thông tin, liệu vấn đề đó, nhằm giúp cho người sử dụng dễ dàng tra cứu, sử dụng cập nhật Chính lẽ đó, với loại số liệu đa dạng, lượng số liệu nhiều, số liệu Khí tượng – Thuỷ văn trạm đo cần lưu trữ hệ quản trị sở liệu nhằm phục vụ cho mục đích khai thác sử dụng sau Bài báo đề cập tới việc xây dựng phần mềm quản lý liệu khí tượng – thuỷ văn cho tỉnh Quảng Trị nhằm đem lại hiệu thiết thực công tác quản lý liệu I TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.1 Khái niệm Cơ sở liệu cần thiết Cơ sở liệu (CSDL) tập hợp có xếp thông tin, liệu vấn đề đó, nhằm giúp cho người sử dụng dễ dàng tra cứu, sử dụng cập nhật Ngày nhu cầu tích lũy, lưu trữ, xử lý liệu có mặt lĩnh vực, hoạt động người Những thông tin ngày lớn phức tạp buộc người phải xếp thông tin cho có khoa học Vì đòi hỏi họ phải sử dụng CSDL 1.2 Hệ Quản trị Cơ sở liệu Là công cụ cho phép quản lý tương tác với CSDL, hệ Quản trị CSDL cho phép xử lý, thay đổi, truy xuất liệu nhằm giúp người sử dụng dùng hệ thống mà nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiết biểu diễn liệu máy tính Cơ sở liệu hướng đối tượng: phương pháp tổ chức liệu hệ quản trị CSDL [1] + Mục đích nhằm tạo đối tượng dùng lại nhiều lần cho nhiều chương trình, nhờ giảm thiểu thời gian lập trình giảm thiểu sai sót + Người dùng tạo đối tượng kế thừa đối tượng cũ có sẵn, đối tượng chứa đầy đủ thuộc tính phương thức đối tượng gốc CSDL dễ dàng cung cấp thông tin cho người dùng bao nhiêu, thuận tiện cho quản lý, cập nhật thi đánh giá cao nhiêu 1.3 Cấu trúc liệu Khí tượng - Thủy văn Đối với việc quản lý liệu Khí tượng, Thủy văn CSDL thông tin hệ thống mạng lưới Trạm khí tượng, thủy văn với số liệu mà trạm quan trắc như: nắng, nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, gió, mưa, mực nước, lưu lượng Việc dùng phần mềm để tổ chức xử lý liệu phục vụ cho toán cụ thể thủy văn hệ Quản trị CSDL Để việc quản lý liệu đem lại hiệu cao, trước tiên phải xây dựng cấu trúc CSDL Để quản lý tốt CSDL trạm đặt mã số để nhận dạng, phục vụ cho yêu cầu cụ thể toán thủy văn 1.4 Lựa chọn công cụ để xây dựng Cơ sở liệu Hiện có nhiều hệ quản trị CSDL khác Foxpro, Microsoft Access, MS SQL, Hệ quản trị CSDL có ưu điểm nhược điểm riêng Trước nói đến quản lý CSDL người ta thường nghĩ đến Foxpro, FoxBase Tuy nhiên, nhận thấy với cải tiến đáng kể MS Access thể nhiều đặc tính ưu việt Foxpro tính đơn giản, thuận tiện hiệu quản lý liệu MS Access có tính cho phép thiết kế biểu mẫu (layout) cho phép cập nhật hiển thị liệu theo nhiều kiểu khác Tuy nhiên, để nâng cao tính tiện dụng quản lý liệu, MS Access cho phép liên kết với số phần mềm lập trình ứng dụng khác, điển hình Visual Basic 6.0 Với kết hợp Visual Basic MS Access xây dựng phần mềm quản lý sở liệu khí tượng – thuỷ văn đảm bảo tính thuận tiện cho người sử dụng cập nhật, truy xuất thông tin II XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG – THUỶ VĂN Số liệu khí tượng - thủy văn sở cho nhiều toán khác Mỗi tỉnh có hệ thống quan trắc riêng, báo tiến hành xây dựng sở liệu cho tỉnh Quảng Trị làm ví dụ 2.1 Số liệu đầu vào Mỗi Trạm Khí tượng – Thuỷ văn cấp mã riêng, giúp cho việc quản lý số liệu có tính hệ thống, việc lưu trữ, cập nhật liệu dễ dàng tránh nhầm lẫn Các số liệu Trung tâm Tư liệu Quốc gia tổng hợp lưu thành file riêng cho trạm Với trạm khí tượng thủy văn thuộc tỉnh Quảng Trị mã hoá bảng 2-1: Bảng 2-1: Mã số trạm khí tượng – thuỷ văn Tỉnh Quảng Trị Tên Trạm Mã Trạm Tên Trạm Mã Trạm Thạch Hãn 110144 Cửa Việt 110142 Đông Hà 210871 Gia Vòng 110141 Khe Sanh 210873 Cồn Cỏ 210870 * Các số liệu lưu trữ CSDL bao gồm: - Số liệu khí tượng: số liệu quan trắc nắng, nhiệt độ, độ ẩm, gió, bốc hơi, số liệu tổng hợp theo tháng năm - Số liệu thuỷ văn: số liệu lượng mưa, dòng chảy, mực nước trạm đo - Các tài liệu đồ lưu vực, đồ mạng lưới sông, đồ vị trí trạm lưu vực 2.2 Xây dựng cấu trúc liệu Các bảng liệu xây dựng Mircosoft Access bảng lưu trữ số liệu khí tượng - thủy văn Tùy thuộc vào loại số liệu, bảng liệu có trường thuộc tính khác 2.2.1 Xây dựng cấu trúc liệu nắng, nhiệt độ, độ ẩm, gió, bốc Các yếu tố khí tượng đo đạc trạm Đông Hà, Khe Sanh, Cồn Cỏ Với số liệu khí tượng đầu vào trình bày ta xây dựng cho trạm bảng để quản lý số liệu sau: - Nắng: Các số liệu cần lưu trữ quản lý CSDL gồm số nắng trung bình tháng, số nắng lớn tháng số nắng nhỏ tháng Mỗi thành phần lưu bảng với trường liệu khác nhau, cấu trúc bảng liệu số nắng trung bình tháng định dạng Bảng 2-2 Bảng 2-2 Cấu trúc bảng số nắng trung bình tháng Tên trường Nang Nang Nang Nang Nang Nang Nang Nang Nang Nang Nang 1tb 2tb 3tb 4tb 5tb 6tb 7tb 8tb 9tb 10tb 11tb 12tb Số nắng TB tháng 11 Number Số nắng TB tháng 10 Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Số nắng TB tháng Number Năm quan trắc Nang Number ý nghĩa Text Kiểu liệu Năm Số nắng TB tháng 12 Cấu trúc bảng số nắng lớn tháng cấu trúc bảng số nắng nhỏ tháng thiết lập tương tự cấu trúc bảng số nắng trung bình tháng (Bảng 2-2) - Để lưu trữ liệu yếu tố khí tượng khác nhiệt độ, độ ẩm, bốc ta xây dựng đặc trưng thành bảng có cấu trúc tương tự cho trạm Nhưng với gió ta xây dựng hai bảng: vận tốc gió trung bình tháng vận tốc gió lớn tháng 2.2.2 Xây dựng cấu trúc liệu mưa Các trạm đo mưa tỉnh Quảng Trị gồm trạm chính: Đông Hà, Khe Sanh, Cồn Cỏ, Gia Vòng, Thạch Hãn, Cửa Việt Ngoài lưu trữ số liệu mưa ngày trạm, chương trình có module tính toán từ chuỗi số liệu mưa ngày để có lượng mưa 1, 3, ngày lớn tổng lượng mưa năm Như số liệu cần lưu trữ quản lý sở liệu gồm: lượng mưa ngày, tổng lượng mưa năm, lượng mưa 1, 3, ngày max ngày xuất Dữ liệu bao gồm bảng sau: Bảng 2-3: Cấu trúc bảng mưa ngày STT Tên trường Kiểu liệu Ý nghĩa Ngay Date Ngày mưa X Number Lượng mưa Bảng 2-4: Cấu trúc bảng đặc trưng mưa STT Tên trường Kiểu liệu Ý nghĩa Nam Number Năm quan trắc số liệu X1max Number Lượng mưa ngày lớn Ngayx1max Text:20 Ngày có lượng mưa lớn X3max Number Lượng mưa ngày lớn Ngayx3max Text:20 Ngày bắt đầu ngày kết thúc lượng mưa ba ngày lớn X5max Number Lượng mưa ngày lớn Ngayx5max Text:20 Ngày bắt đầu ngày kết thúc lượng mưa ngày lớn Xnam Number Tổng lượng mưa năm Trong CSDL có phần tính lượng mưa năm, mưa 1, 3, ngày lớn ứng với tần suất thiết kế Dựa vào bảng CSDL, ta tính thông số thống kê lượng mưa ứng với tần suất thiết kế thông qua chương trình vẽ đường tần suất Bảng 2-5: Cấu trúc bảng mưa thiết kế STT Tên trường Kiểu liệu Ý nghĩa Muatk Text :10 Đặc trưng thiết kế Cv Number Hệ số biến đổi Cs Number Hệ số không đối xứng Xtb Number Trị trung bình chuỗi số liệu 2.2.3 Xây dựng cấu trúc liệu dòng chảy Quảng Trị có trạm trạm thủy văn Đông Hà, Gia Vòng, Thạch Hãn, Cửa Việt Trong trạm Gia Vòng sông Bến Hải quan trắc lưu lượng mực nước, trạm thủy văn khác quan trắc mực nước - Mực nước: Từ số liệu mực nước trung bình ngày chương trình có khả tính toán mực nước trung bình tháng, mực nước lớn tháng mực nước nhỏ tháng cho năm Số liệu đo đạc mực nước trạm, thể bảng sau: Bảng 2-6: Cấu trúc bảng mực nước trung bình ngày STT Tên trường Kiểu liệu Ý nghĩa Ngay Date Ngày H Number Mực nước trung bình ngày + Cấu trúc bảng mực nước trung bình, lớn nhỏ tháng xây dựng tương tự đặc trưng khí tượng - Lưu lượng: Từ số liệu lưu lượng trung bình ngày chương trình cho phép tính toán lưu lượng trung bình tháng, lưu lượng lớn tháng vá lưu lượng nhỏ tháng Số liệu lưu lượng dòng chảy lưu trữ thể bảng: Bảng 2-7: Cấu trúc bảng lưu lượng trung bình ngày STT Tên trường Kiểu liệu Ý nghĩa Ngay Date Ngày Q Number Lưu lượng trung bình ngày + Cấu trúc bảng lưu lượng trung bình, lớn nhỏ tháng xây dựng tương tự đặc trưng khí tượng Với định dạng cấu trúc bảng cho loại số liệu khí tượng thuỷ văn trên, bảng liệu quản lý Mircosoft Access Tab Tables, thể hình 2-1 đây: Hình 2-1: Quản lý bảng liệu MS Accesss 2.3 Xử lý số liệu Microsoft Access hỗ trợ cho việc quản lý liệu chức như: cập nhật liệu đặc biệt chức truy xuất liệu câu lệnh truy vấn SQL Điều quan trọng toán quản lý số liệu khí tượng thủy văn Vì ta sử dụng câu truy vấn SQL để truy xuất số liệu có CSDL tùy theo yêu cầu toán cụ thể cách đầy đủ xác 2.3.1 Cập nhật liệu Từ số liệu đầu vào, với trợ giúp Microsoft Access, chương trình xây dựng Module cập nhật liệu tự động theo mã trạm cho trạm lưu vào CSDL Cập nhật liệu Microsoft Access bao gồm: - Sử dụng Recordset để kết nối đến bảng liệu cần cập nhật - Cập nhật liệu vào CSDL thông qua Recordset: + Phương thức cập nhật: Add New Update Cập nhật liệu từ file Excel: - Đọc liệu: Chương trình cho người sử dụng tìm đến file số liệu đầu vào cần cập nhật đọc số liệu ghi bảng Excel: + Năm quan trắc số liệu ghi Cells + Các số liệu theo ngày chương trình đọc chuyển đổi thành mảng ghi số liệu quan trắc tương ứng với ngày tháng năm chuyển đổi theo định dạng chuẩn - Lưu cập nhật liệu vừa đọc được: Sau số liệu chương trình đọc chuyển đổi với trường tương ứng theo thứ tự, chương trình tiến hành cập nhật lưu số liệu từ mảng vào CSDL 2.3.2 Tính toán sở liệu truy xuất liệu Từ số liệu đầu vào gồm mưa, mực nước lưu lượng dòng chảy trạm, chương trình cho phép tính toán xác định lượng mưa 1,3,5 ngày lớn nhất, mực nước lưu lượng dòng chảy trung bình, lớn nhất, nhỏ tháng Việc tính toán đáp ứng đa dạng truy xuất cho người khai thác liệu CSDL III GIAO DIỆN TRONG PHẦN MỀM CƠ SỞ DỮ LIỆU TỈNH QUẢNG TRỊ 3.1 Giới thiệu chung Với hệ thống danh mục công cụ, hệ thống nút lệnh (command button) chương trình cho phép người sử dụng truy vấn thông tin cần thiết, xử lý số liệu khí tượng thủy văn việc lựa chọn click hoạt, mang tính trực quan cao, dễ dàng thuận tiện cho người sử dụng Dưới số giao diện phần mềm Cơ sở liệu tỉnh Quảng Trị (QTRD): - Bản đồ thể mạng lưới sông suối tỉnh, với mạng lưới trạm khí tượng – thuỷ văn Với công cụ chương trình, người sử dụng phóng to, thu nhỏ, di chuyển tới vùng quan tâm Hình 3-1: Giao diện với đồ số tỉnh Quảng Trị 3.2 Quản lý số liệu khí tượng Các Form quản lý số liệu khí tượng thiết kế tương tự nhau, quản lý hiển thị số liệu trung bình, lớn nhất, nhỏ tháng Các số liệu hiển thị Tab khác Hình 3-2: Giao diện quản lý số liệu Khí tượng (Nhiệt độ) Hình 3-3: Giao diện Biểu đồ giá trị trung bình tháng 3.3 Quản lý số liệu mưa Các Tab quản lý số liệu bao gồm: Tab quản lý số liệu mưa ngày, tab quản lý đặc trưng tính toán mưa bao gồm lượng mưa 1,3,5 ngày lớn tổng lượng mưa năm, Tab quản lý thông số thống kê việc tính toán vẽ đường tần suất, tính mưa thiết kế Hình 3-4: Giao diện quản lý số liệu mưa Hình 3-5: Giao diện tính toán lượng mưa 1, 3, ngày lớn tổng lượng mưa năm Hình 3-6: Giao diện lựa chọn giá trị tần suất TK để tính toán mưa TK tương ứng 3.4 Quản lý số liệu dòng chảy Các Form giao diện quản lý số liệu mực nước, lưu lượng dòng chảy: Hình 3-7: Giao diện quản lý số liệu mực nước Hình 3-8: Giao diện hiển thị giá trị mực nước trung bình tháng tính toán IV KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Phần mềm Cơ sở liệu tỉnh Quảng Trị xây dựng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 kết hợp với phần mềm MS Access nhằm mục đích nâng cao tiện dụng quản lý số liệu khí tượng thủy văn cho tỉnh Quảng Trị Khi khai thác sử dụng chương trình người sử dụng thực chức sau: - Cập nhật, lưu trữ quản lý số liệu khí tượng thủy văn - Tra cứu thông tin số liệu khí tượng thủy văn trạm cụ thể - Xác định số đặc trưng cụ thể cho toán như: lượng mưa 1, 3, ngày lớn nhất; tổng lượng mưa; mực nước lớn nhất, trung bình, nhỏ nhất; dòng chảy lớn nhất, trung bình nhỏ Bước đầu chức chương trình làm việc tốt, việc tính toán xử lý số liệu cho kết xác, giao diện thân thiện, dễ sử dụng Tuy vậy, tồn số đặc điểm sau đây: - Việc chia sẻ liệu máy tính qua mạng chưa thực - Một số chức hỗ trợ tìm kiếm chưa thực hiệu Với mong muốn phần mềm quản lý liệu khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Trị đưa vào sử dụng, thời gian tới tiếp tục nâng cấp, cải thiện, nâng cấp số tính xây dựng tính để phần mềm ứng dụng tốt hơn, đạt hiệu cao việc khai thác thông tin Tài liệu tham khảo: - Tạ Minh Châu – Quản lý sở liệu với Microsoft Access – NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh - Ngọc Anh Thư – Visual Basic 6.0 – Nhà xuất Trẻ - Lê Văn Nghinh – Nguyên lý thuỷ văn – NXB Nông Nghiệp - Sherry Kinkoph – Visual Access Abstract: Meteorological and hydrological data have a lot of number and multiform Some of disadvantage will be occured if data only save in pages In order to get a convenient for user, database management system is designed for managing, upgrading and showing informations This page present the software (CSDLQT) to manage meteorological and hydrological data which collected from hydrometeorological measuring satations in Quang Tri province CSDLQT software will help user to get informations faster and easier [...]... làm việc tốt, việc tính toán và xử lý số liệu cho kết quả chính xác, giao diện thân thiện, dễ sử dụng Tuy vậy, cũng còn tồn tại một số đặc điểm sau đây: - Việc chia sẻ dữ liệu giữa các máy tính hoặc qua mạng chưa thực hiện được - Một số chức năng hỗ trợ tìm kiếm còn chưa thực hiện hiệu quả Với mong muốn phần mềm quản lý dữ liệu khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Trị sẽ được đưa vào sử dụng, trong thời gian... cấp, cải thiện, nâng cấp một số tính năng và xây dựng các tính năng mới để phần mềm có thể ứng dụng tốt hơn, đạt hiệu quả cao hơn trong việc khai thác thông tin Tài liệu tham khảo: - Tạ Minh Châu – Quản lý cơ sở dữ liệu với Microsoft Access – NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh - Ngọc Anh Thư – Visual Basic 6.0 – Nhà xuất bản Trẻ - Lê Văn Nghinh – Nguyên lý thuỷ văn – NXB Nông Nghiệp - Sherry Kinkoph – Visual ... Access xây dựng phần mềm quản lý sở liệu khí tượng – thuỷ văn đảm bảo tính thuận tiện cho người sử dụng cập nhật, truy xuất thông tin II XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG – THUỶ VĂN Số liệu khí tượng... tượng - thủy văn sở cho nhiều toán khác Mỗi tỉnh có hệ thống quan trắc riêng, báo tiến hành xây dựng sở liệu cho tỉnh Quảng Trị làm ví dụ 2.1 Số liệu đầu vào Mỗi Trạm Khí tượng – Thuỷ văn cấp mã... Cơ sở liệu tỉnh Quảng Trị xây dựng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 kết hợp với phần mềm MS Access nhằm mục đích nâng cao tiện dụng quản lý số liệu khí tượng thủy văn cho tỉnh Quảng Trị Khi