農田水利科技之發展與展望

　　因應新竹地區民生及工業標的需水量與日遽增，行政院農業委員會農田水利署新竹管理處（以下簡稱本會）致力於發展農田水利科技，利用遙測衛星通訊及地理資訊相關技術開發水資源管理系統，除提升作業效率外，也大幅提高乾旱期水資源調配之機動性。本系統發展定位於農田水利科技之整合與應用，結合自動測報系統與地理資訊系統，朝向水資源管理系統自動化發展，進一步整合水權、用水計畫、水資源調度等水資源管理業務，充分展現決策的特性。

自動測報系統

系統架構：

本會自動測報系統架構可概分為三個副系統：
Ⅰ．本會遙測通訊及資料處理系統。
Ⅱ．各工作站遙測通訊系統。
Ⅲ．各觀測站遙測通訊系統。

　　如圖一所示。本會遙測通訊及資料處理系統架構的建置，遵循整合性資訊系統的概念，採取二層式的分散式架構，將通訊網路、應用程式獨立形成一個伺服器(Business Logic Tier)，各項資料庫獨立形成一層伺服器(Data Tier)，以分散式運算減輕系統的負荷，也容易達到資源共享的目的。各工作站遙測通訊系統係結合水文及地理資料庫，並以LED面板即時展示水文資訊，提供工作站人員進行存取作業。各觀測站遙測通訊系統除即時蒐集水文資訊外，並透過GSM模組傳輸至本會中心站彙整。

系統通訊傳輸機制：

　　本系統通訊功能的規劃係以滿足遠端氣象水文資訊自動監測傳輸、工程資料維護等為目標，除提供使用者最新之氣象水文及地理資訊外，也提供維護管理人員遠端遙控維護功能，大大提升了工作效率。

　　本會遙測通訊除以接收或旁收各觀測站氣象水文資訊為主，並同步更新工作站氣象水文資料庫外，兼負本會地理資訊屬性資料庫格式轉換、維護、以及同步更新工作站地理資訊檔案資料庫之目的。工作站遙測通訊以下載本會水文及地理資訊、上傳雨量及工程維護資訊為要。觀測站遙測通訊則以接收本會命令上傳觀測資料為要。

　　本系統主要通訊方式可分為三大類，分別為RS232/485串列通訊、Ethernet 網路通訊、以及類比訊號通訊，此三類通訊涵蓋了本會、工作站及觀測站所有伺服器及設備的資料交換方式。

1.本會遙測通訊及資料處理機制

本會遙測通訊及資料處理方式採取二層式分散架構：

2.工作站遙測通訊機制

　　工作站遙測通訊系統功能包含雨量資料擷取程式、水文顯示看板程式、以及寶山氣象資料擷取程式。

3.觀測站遙測通訊機制

　　觀測站遙測通訊系統主要功能即擷取瞬時水位資訊、接受本會命令即時傳送水位流量及電壓等資訊。依其功能性，觀測現場控制電路分為電力、資料存取、及通訊等三大系統。

系統功能：

1.自動偵錯機制
水位觀測站多位於郊區，若要至現地檢查系統是否正常運作相當費時費力，故本會資料自動擷取程式，根據與觀測站之間通訊的互動，判斷觀測站系統是否正常運作，並自動將錯誤記錄於資料庫中，供管理者查詢，自動檢測故障訊號主要分為四類：

2.自動補遺機制

　　本系統定時會向各環境資料紀錄器擷取資料，但仍會遇到斷線，電腦當機，斷電等意外狀況，該段期間資料庫產生空白紀錄情形，應運而生資料補遺機制。在一般狀況下，是不需要人工操作的，本會及工作站的自動擷取程式每日在特定時間會自動檢查資料庫的完整性，決定是否重新由紀錄器下載歷史資料，稱之為自動資料補遺機制。如果管理人員懷疑自動補遺結果仍不完整，則可自行設定擷取紀錄器內特定期間的紀錄，稱之為手動資料補遺機制。

3.穩定性評估

　　系統穩定性指標係指在一般運作條件及時間內，系統正常完成資料擷取傳輸站次與既定完成資料擷取傳輸站次之比率，用以判斷系統運作穩定性分析。

4.使用者介面

　　網頁伺服軟體以ASP.Net開發，於Microsoft IIS5.1上執行，功能架構除擷取氣象水文資訊為要外，亦涵蓋水權、灌溉用水計畫查詢、以及維護管理等基本功能，以茲因應水資源資訊整合及資料庫一致性標的，並進一步整合地理資訊及工程管理等水資源相關資訊，俾利管理人員計畫調度用水。 
各項功能概要說明如下：

系統展望：

　　本會秉持現代化科技精神，致力農田水利科技的發展，以提高水資源管理系統操作效能為目標，應用遙測通訊技術建置自動測報系統，擷取即時氣象水文資訊，並整合水權資料、用水計畫、水資源調度等灌溉需水資料，建立一套灌溉管理即時決策支援系統，俾利現場工作人員及主管參酌應用。