[科普中国]-水文数据收集

简介

水文数据收集，即从不同地方收集水文数据，水文数据地域差别性和实时性十分明显，不同时刻水文数据是不同的，如果靠人去收集这些数据，是一件费时费力的工程。在计算机科学中，水文数据收集，也可以称之为水文数据采集，是指利用一些设备自动获取获取有关数据并传回到总站数据库一个过程。水文数据收集和一般数据采集过程差不多。水文数据收集主要是为了进行水文数据分析并为将来水文有关服务提供决策信息。现在很多水文数据都是通过遥测站收集。

数据采集数据采集是指将被测对象的各种参量通过各种传感器做适当转换后，再经过信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤传递到控制器的过程。1

数据采集过程的原始数据是反映试验结构或试件状态的物理量，如力、温度、线位移、角位移和应变等。这些物理量通过传感器，被转换成为电信号；通过数据采集仪的扫描采集，进入数据采集仪；再通过A/D转换，变成数字量；通过系数换算，变成代表原始物理量的数值；然后，把这些数据打印输出、存入磁盘，或暂时存在数据采集仪的内存；通过连接采集仪和计算机的接口，存在数据采集仪内存的数据进入计算机；计算机再对这些数据进行计算处理，如把位移换算成挠度、把力换算成应力等；计算机把这些数据存入文件、打印输出，并可以选择其中部分数据显示在屏幕上，如位移与荷载的关系曲线等。

数据采集过程是由数据采集程序控制的。数据采集程序主要由两部分组成，第一部分的作用是数据采集的准备，第二部分的作用是正式采集。程序的运行可以六个步骤，第一步为启动数据采集程序，第二步为进行数据采集的准备工作，第三步为采集初读数，第四步为采集待命，第五步为执行采集(一次采集或连续采集)，第六步为终止程序运行。数据采集过程结束后，所有采集到的数据都存在磁盘文件中，数据处理时可直接从这个文件中读取数据。

数据分析数据分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。这一过程也是质量管理体系的支持过程。在实用中，数据分析可帮助人们作出判断，以便采取适当行动。

数据分析的数学基础在20世纪早期就已确立，但直到计算机的出现才使得实际操作成为可能，并使得数据分析得以推广。数据分析是数学与计算机科学相结合的产物。

在统计学领域，有些人将数据分析划分为描述性统计分析、探索性数据分析以及验证性数据分析；其中，探索性数据分析侧重于在数据之中发现新的特征，而验证性数据分析则侧重于已有假设的证实或证伪。

探索性数据分析是指为了形成值得假设的检验而对数据进行分析的一种方法，是对传统统计学假设检验手段的补充。该方法由美国著名统计学家约翰·图基(John Tukey)命名。

定性数据分析又称为“定性资料分析”、“定性研究”或者“质性研究资料分析”，是指对诸如词语、照片、观察结果之类的非数值型数据（或者说资料）的分析。

遥测站遥测站主要作用是自动收集雨量、水位和其他水文参数的实时数据。在中心站的控制下按一定方式把这些数据编排成脉冲信号，通过信道传递到中心站。遥测站的仪器设备有雨量计、水位计、编码器、数传机、电台和电源设备等。一般在有人管理无人操作情况下进行。雨量计常用翻斗式，每毫米雨量翻转一次，发出信号驱动记录和编码器。水位计多数采用浮子式，用机械机构直接传动记录笔和编码器。编码器是把雨量和水位（即浮子位移模拟量）转换成数字电量的器件。可以编排出各种码制的脉冲信号,雨量编码只有增量,而水位变化是连续、可逆的，必须采用双电刷判别电路、步进机构或循环码盘等特殊方法。当接到遥测站或中心站的发报指令后，全套设备启动，从编码器中取出数据，并按一定逻辑程序将站号、雨量和水位依次发送出去。