灾害天气小型数据库系统论文.docx
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灾害天气小型数据库系统论文
编号:
实训说明书
题目:
灾害天气综合数据
库系统设计与实现
学院:
应用科技学院
专业:
计算机科学与技术
学生姓名:
学号:
指导教师:
谢武
职称:
讲师
题目类型:
理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发
2011年7月8日
摘要
桂林市位于中国西南部,地形特征复杂,山多水多,天气多变,灾害天气频发,给市民的生活带来不便和损失。
灾害天气综合数据库系统是为了方便市民群众了解灾害天气的动向和形成原因,提升对灾害天气的监测和预测水平,对卫星、气象站等的观测数据进行整合、存储和管理,并为气象研究员和市民提供方便快捷的服务。
开发本系统的目的正是为了满足广大市民的需求、防灾减灾并减少损失,为市民和气象研究员提供一套可靠性高、实用性强和易维护的信息平台。
系统结合软件工程及UML的方法来完成系统需求和总体设计方案,经历了可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、软件的实现、组装测试和确认测试等过程。
本系统基于B/S模式,在MicrosoftVisualStudio环境下,使用C#编程语言与MicrosoftSQLServer数据库相结合开发的小型数据库系统。
系统主要实现了登陆、插入数据、修改删除数据、查询信息、联系我们等模块,进行对数据的添加、修改、删除、查询操作,研究员和市民可快速获取气象信息,为防灾减灾提供参考的依据。
关键词:
C#;SQLServer;VisualStudio;灾害天气;数据库;
Abstract
GuilinislocatedinsouthwestChina,theterrainfeatures,manymountainsandwaterismuchmorecomplex,theweatherchangeconstantly,theweatherdisasterforthepubliclifeoffrequency,theinconvenienceandloss.
Disasterweathercomprehensivedatabasesystemisinordertofacilitatepublicunderstandingofthedisasterweathertrendsandreasons,toimprovethedisastersoftheweathermonitoringandpredictinglevel,onasatellite,weatherstationofobserveddataintegration,storageandmanagement,andforweatherresearcherandprovideaquickandconvenientservicecitizens.
Thepurposeofthedevelopmentofthesystemisinordertomeettheneedsofthegeneralpublic,disasterpreventionandmitigation,andreducethelossforcitizensandweatherresearcherprovidesahighreliabilityandpracticabilityandeasymaintenanceinformationplatform.AccordingtothesoftwaresystemengineeringandUMLmethodstofulfillthesystemdemandandtheoveralldesignscheme,experiencesthefeasibilityanalysis,needsanalysis,generaldesign,detaileddesign,therealizationofsoftwaretestingandvalidationtestingandassemblyprocessandsoon.ThissystembasedonB/SmodelinMicrosoftVisualStudioenvironment,usingc#programminglanguageandMicrosoftSQLServerdatabasedevelopedwiththecombinationofsmalldatabasesystem.
Thesystemmainlyrealizesthelogin,insertdata,modify,deletethedataandinformation,andcontactus,etc,onthedatamoduleadd,modify,delete,inquirestheoperation,researchersandpubliccanquicklygetweatherinformationandprovidereferencefordisasterpreventionandmitigationofbasis.
Keywords:
C#;SQLServer;VisualStudio;Disasterweather;Database;
目录
引言1
1绪论2
1.1课题介绍2
1.1.1灾害天气综合数据库系统开发的背景2
1.1.2灾害天气综合数据库系统开发的意义2
1.2国内外发展现状2
1.3论文主要工作3
1.4论文安排3
2可行性分析报告4
2.1技术可行性分析4
2.2政策可行性分析4
2.3经济可行性分析4
3需求分析5
3.1系统功能模块需求5
3.1.1层次方框图5
3.1.2各模块说明5
3.2数据流图6
3.2.1顶层数据流图6
3.2.2一级数据流图6
3.2.3核心模块的二级数据流图7
4系统设计8
4.1概念结构设计8
4.1.1全局E-R图8
4.1.2各模块的局部E-R图9
4.2逻辑结构设计10
4.2.1关系表的范式与约束10
4.2.2关系表间的关系图13
4.3物理结构设计14
4.3.1存储方式和位置14
5系统实现与编码15
5.1主要功能模块的界面与代码15
5.2核心算法编程23
6测试24
6.1正确测试用例24
6.1.1测试用例设计24
6.1.2测试结果分析26
6.2错误测试用例26
6.2.1测试用例设计26
6.2.1测试结果28
7结束语29
7.1主要成果29
7.1.1完成的系统功能29
7.1.2系统特点29
7.2对系统的展望29
7.2.1未完成的系统功能29
7.2.1存在的不足之处29
参考文献30
引言
我国幅员辽阔,但是由于地形和地理位置原因,气候也复杂,往往相隔不远的两个城市却出现完全不一样的气候。
特别是一些地区,经常发生自然灾害,特别是南方,暴雨、洪涝、泥石流、台风等频发,每年都给国民经济和人民生命财产带来巨大损失,所以我们要时时关注天气的动向和成因。
近年来,全球气候变暖使我国气象灾害和极端天气更加频繁、严重,造成社会经济损失日益增加,给人民生活带来诸多不便和危险。
我们需要提高对灾害天气的监测和预测水平,让国民掌握准确的天气信息,防灾减灾,防患于未然。
气象灾害是自然灾害中最为频繁而又严重的灾害。
我国是世界上自然灾害发生十分频繁、灾害种类甚多,造成损失十分严重的少数国家之一。
每年由于干旱、洪涝、台风、暴雨、冰雹等灾害危及到人民生命和财产的安全,国民经济也受到了极大的损失,而且,随着经济的高速发展,自然灾害造成的损失亦呈上升发展趋势,直接影响着社会和经济的发展。
20世纪90年代以来,在以全球变暖为主要特征的气候变化背景下,极端天气气候事件明显增多,气象灾害呈明显上升趋势,气候变化的负面影响对社会公共安全、经济社会发展和可持续发展构成严重威胁,特别是气候突变对社会公共安全可能带来的重大影响引起了人类社会的特别关注。
科学研究表明,气候变化的负面效应日益显现,涉及生态安全、环境安全、食物安全、能源安全、水资源安全、军事安全、公共卫生安全等社会公共安全领域。
气候变化导致的水资源短缺、干旱化加剧、海平面上升、冰川退缩、荒漠化加重等,将给经济社会的可持续发展带来持久的和难以逆转的影响。
气候变化还会加剧食物、水资源和能源危机,制约着经济社会的快速发展;气候变化特别是臭氧层耗损、大气成分的改变还会造成生态系统退化、食物数量和品质下降、流行性疾病传播等,对人民生活质量乃至民族的生存构成严重威胁。
灾害天气国家重点实验室研究的数据范围主要囊括了卫星、雷达、常规资料、数值预报等众多种类的观测数据,并承接如南方保育检测预测研究数据等973项目数据,这些数据的数据量非常巨大,因此对其进行科学合理的管理,并为科学研究人员提供方便高效的服务就显得至关重要。
在这种背景下,灾害天气综合数据库系统建设项目应运而生。
新系统建成后,可以对气象数据进行统一科学的管理和存储,为科学研究人员和群众提供方便,简单、快速的查询到各地点气象信息。
同时也对未来各省市灾害天气数据中心业务数据存储管理有较强的知道作用,因此具有非常重要的实践意义。
1绪论
1.1课题介绍
1.1.1灾害天气综合数据库系统开发的背景
我国地处亚洲东部,地形分布特征极其复杂,极端天气频繁,为慰藉上遭受自然灾害最多的国家之一。
而灾害天气,主要包括暴雨、台风、冰雹、沙尘暴等,每年都给国民经济和人民生命财产带来巨大损失。
近年来,在全球变暖背景下,我国气象灾害和极端天气事件更加频繁发生,造成的社会经济损失日趋增加,成为影响国民经济发展、社会进步的重要不利因素。
因此,提高灾害天气的检测与预测水平不仅是各级政府部门指挥防再减再最为迫切的需要,同时也对增强我国防灾减再的总体能力,确保我国社会与国民经济可持续发展具有极为重要的意义,是国家的重大需求。
灾害天气国家重点实验室的发展目标是立足国际前沿,围绕国家需求,建成我国在灾害天气检测与预测领域的研究基地,充分利用技术先进、设备完善的工作平台,集中力量分析积累起来的大量的观测数据和资料,进一步揭示灾害性天气发生发展的规律和形成机理,取得更有影响的国际水平的研究成果。
灾害天气国家重点实验室的整个建设过程得到了国家科技部、中国气象局领导及局有关职能司的大力支持与全面指导,得到了大气科学领域有关科学家的高度关注。
灾害天气国家重点实验室的建设和运行,将为提高我国灾害天气的检测与预测水平,增强我国防灾减灾的总体能力,为气象科技创新能力做出贡献。
1.1.2灾害天气综合数据库系统开发的意义
在存储上实现气象数据资料自动化管理,对中国气象局信息系中心推送而来的各种文件数据实现文件存储与部分数据入库存储两种存储方式。
本文的重点就是要根据上述要求设计完成对灾害天气数据库的平台开发,研究并应用合理的数据裤存储方式,保证应用于气象研究的海量数据有序存储,并为客户提供可靠、快捷、方便的服务功能。
同时也对未来各省市灾害天气数据中心业务数据存储管理有较强的指导作用,因此具有非常重要的实践意义。
1.2国内外发展现状
灾害天气数据入库进行规范化管理存储,通过B/S模式在网络上提供下载服务,在信息化和数字化的今天受到越来越多的气象科研人员的青睐。
这不仅方便了气象科研人员日常科研下载数据,还对气象科研爱好者也提供了一个满足兴趣的平台。
在互联网迅速发展的今天,信息共享不分国界,灾害天气更是不分国界,各个国家根据自己的实际情况对灾害天气数据进行管理。
世界各地都有规模大小不一的灾害性天气预防预警系统或灾害性天气数据库系统,这些灾害性天气有关系统均对当地灾害性天气起到一定程度的预防预警作用,保护当地地区经济的发展和人民生命财产的安全。
但是把灾害性天气数据进行归类划分存储,专门针对气象科研人员的却少之又少。
1.3论文主要工作
(1)获取需求:
根据所掌握的需求资料,分析总结和提取需求,按照软件工程学的方法,编写需求规格说明书。
(2)绘制系统层次方框图和数据流图顶层图,数据的添加、修改、删除、查询。
(3)概念结构设计:
根据所设计的数据库画出系统的全局E-R图和各实体的详细实体E-R图。
(4)逻辑和物理结构设计:
分析各实体的关系数据模型,列出逻辑结构表,说明数据库存储路径及创建主外键等。
(5)编码:
分析和归纳每个模块的主要设计思想和核心代码。
(6)系统测试:
安排合理的测试用例,对每个模块进行测试。
1.4论文安排
图1.1系统论文框架图
2可行性分析报告
可行性分析报告从经济可行性和技术可行性和政策可行性三方面分析。
2.1技术可行性分析
本系统使用.NET平台,该平台支持多种语言,如C++、C#、JScript、VisualBasic等,也支持多种应用程序开发。
多样性的语言为.NET的易用性提供了保证。
.NETFramework除了支持多种语言外,还一个诱人的特性是.NET支持不同语言之间的互相调用。
另外使用SQLServer2005作为数据库开发平台。
SQLServer2005可以非常方便地创建、配置、维护数据库,使得没有很多数据库知识的管理员轻松上手,管理数据库。
同时也考虑刚学习了C#与SQLServer2005,所以选择了个人比较熟悉的开发工具进行开发。
2.2政策可行性分析
随着气象分析研究书记的日新月异,对数据内容的综合处理已经成为数据存储与科学研究之间日渐扩大的鸿沟,灾害天气的综合分析研究与预报更是如此。
就目前而言,气科院乃至中国气象局越来越多的科研项目涉及对不同区域、不同站点、不同时次采样数据的综合分析,尤以本文涉及的灾害天气为代表。
因此单一的文件系统、文件式存储显然已经五法满足科研人员的要求。
2.3经济可行性分析
灾害天气综合数据库系统是国家重点项目之一,由国家拨款建成实验室和项目经费。
主要用于对灾害天气的科学研究,普通民众更可以免费查询信息,是科研项目、居家旅行必不可少的系统。
3需求分析
3.1系统功能模块需求
3.1.1层次方框图
图3.1.1系统层次方框图
3.1.2各模块说明
(1)插入数据
先选择对哪一个表进行数据插入,进入相关界面后正确填入要插入的信息,红色*(星号)表示必填的空,不能留空,确认无误后点击确定按钮。
(2)修改、删除数据
先选择对哪一个表进行操作,进入相关界面后填入需要查询信息的主码,点击查看按钮,若数据存在则会自动填入格中,若数据不存在会提示错误。
之后可以对此条数据进行修改和删除操作,需要删除则点击删除按钮,确认后则删除数据,需要修改则在格内将数据修改后点击修改按钮即可。
(3)查询信息
先选择对哪一个表进行查询,进入相关界面后点击查询按钮可显示所有信息,若需要查找某条信息,可以输入主码后点击查询按钮。
点击修改按钮可以连接到修改删除数据的窗口。
3.2数据流图
3.2.1顶层数据流图
图3.2.1顶层数据流图
3.2.2一级数据流图
图3.2.2第一层数据流图
3.2.3核心模块的二级数据流图
3.2.3
(1)插入模块数据流图
图3.2.3
(2)修改、删除模块数据流图
图3.2.3(3)查询信息模块数据流图
4系统设计
4.1概念结构设计
4.1.1全局E-R图
图4.1.1总体E-R图
4.1.2各模块的局部E-R图
图4.1.2
(1)数据信息E-R图
图4.1.2
(2)气象信息E-R图
4.2逻辑结构设计
4.2.1关系表的范式与约束
经过数据库系统分析和逻辑设计后,数据库的结构已经非常清晰,首先在MicrosoftSQLServer2005中建立一个数据库Climate。
然后,分别建立7个表:
数据大类表,数据类型表,数据子类表,数据属性表,数据文件表,气象站表,气象信息表。
序号
名称
标识
数据类型
缺省值/
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数据大类
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(1)数据大类表
表4.2.1
(1)数据大类表
(2)数据类型表
表4.2.1
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(3)数据子类表
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(5)数据文件表
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表4.2.1(5)数据文件表
(6)气象站表
表4.2.1(6)气象站表
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(7)气象信息表
表4.2.1(7)气象信息表
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区站号
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4.2.2关系表间的关系图
图4.
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