申请/专利权人：长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局;深圳市深圳河湾流域管理中心

申请日：2024-01-05

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117516487B

主分类号：G01C13/00

分类号：G01C13/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明涉及水文测验技术领域，尤其涉及一种中小河流视频流量测验方法。所述方法包括以下步骤：对目标河段视场范围进行基线标识，从而获取基线标识数据；对目标河段进行河流水体运动实时拍摄，从而获取河段实时状态视频数据；根据基线标识数据对河段实时状态视频数据中目标河段进行虚拟横断面标尺线标注，从而获取标注河段实时状态视频数据；根据标注河段实时状态视频数据对目标河段进行断面横向流速分布计算，从而获取断面横向分布流速数据；根据标注河流实时状态视频数据以及断面横向分布流速数据对目标河段进行断面和流量计算，从而获取目标河段断面和流量数据。本发明无需复杂的设备安装和投资，提高了测验的便捷性。

主权项：1.一种中小河流视频流量测验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：对目标河段视场范围进行基线标识，从而获取基线标识数据；对目标河段进行河流水体运动实时拍摄，从而获取河段实时状态视频数据；其中，步骤S1包括：步骤S11：对目标河段视场范围进行基线标识，从而获取基线标识数据；步骤S12：对目标河段进行俯视航拍图像采集，从而获取河段全貌图像；分别对目标河段的左岸以及右岸进行深度成像拍摄，从而获取河流左岸深度图像以及河流右岸深度图像；步骤S13：根据河段全貌图像、河流左岸深度图像以及河流右岸深度图像对目标河段进行河岸地形识别，从而获取河段河岸地形数据；步骤S14：根据河段河岸地形数据对目标河段进行拍摄设备选择，从而获取拍摄设备类型数据；其中，步骤S14包括：步骤S141：根据河流左岸深度图像以及河流右岸深度图像对目标河段进行拍摄河岸优选，从而获取拍摄河岸数据；步骤S142：当河段河岸地形数据为原始泥土质河岸数据时，获取拍摄河岸数据相应的河岸泥土物理参数；根据拍摄河岸数据相应的河岸泥土物理参数以及拍摄河岸数据相应的河流岸深度图像对拍摄河岸进行智能坍塌风险计算，从而获取河岸泥土坡体安全系数；步骤S143：当河岸泥土坡体安全系数低于预设的泥土坡体安全系数区间时，将可远程遥控拍摄设备类作为拍摄设备，从而获取拍摄设备类型数据；步骤S144：当河岸泥土坡体安全系数处于或高于预设的泥土坡体安全系数区间时，将便携式拍摄设备类作为拍摄设备，从而获取拍摄设备类型数据；步骤S145：当河段河岸地形数据为水泥板护岸斜坡数据时，将便携式拍摄设备类作为拍摄设备，从而获取拍摄设备类型数据；步骤S15：根据拍摄设备类型数据利用相应拍摄设备对目标河段进行河流水体运动实时拍摄，从而获取河段实时状态视频数据；其中，步骤S15包括：步骤S151：获取实时网络时间数据；根据实时网络时间数据对目标河段所处区域进行环境光照条件推断，从而获取光照环境判别结果数据；步骤S152：当光照环境判别结果数据为高照度模式数据时，并当拍摄设备类型数据为可远程遥控拍摄设备类型数据时，根据河段全貌图像、河流左岸深度图像以及河流右岸深度图像对可远程遥控拍摄设备进行拍摄高度计算，从而获取第一拍摄高度数据；步骤S153：根据第一拍摄高度数据利用可远程遥控拍摄设备类型数据相应的拍摄设备对目标河段进行河流水体运动实时拍摄，从而获取河段实时状态视频数据；步骤S154：对河段实时状态视频数据进行智能漂浮物检测，从而获取漂浮物检测结果数据；步骤S155：当漂浮物检测结果数据为存在漂浮物数据时，对河段实时状态视频数据进行漂浮物分割识别与尺寸测量，从而获取漂浮物大小参数；步骤S156：将漂浮物大小参数与预设的漂浮物尺寸区间进行比较；当漂浮物大小参数处于或大于预设的漂浮物尺寸区间时，保留河段实时状态视频数据；步骤S157：当漂浮物检测结果数据为不存在漂浮物数据或漂浮物大小参数小于预设的漂浮物尺寸区间时，对目标河段进行浮标投放，并对目标河段进行河流水体运动重新拍摄作业，从而获取河段实时状态视频数据；步骤S158：当拍摄设备类型数据为便携式拍摄设备类型数据时，利用便携式拍摄设备类型数据相应的拍摄设备对目标河段进行河流水体运动实时拍摄，从而获取河段实时状态视频数据；其中，步骤S158包括：步骤S1581：当拍摄设备类型数据为便携式拍摄设备类型数据时，根据拍摄河岸数据对相应的河岸进行立体视角数字图像采集，从而获取拍摄河岸三维视图图像；步骤S1582：根据拍摄河岸三维视图图像对拍摄河岸进行河岸坡度计算，从而获取拍摄河岸坡度数据；步骤S1583：根据河段全貌图像对目标河段进行断面河宽像素统计，从而获取断面河宽像素参数；步骤S1584：按照预设的实地距离与图像像素转换比例对断面河宽像素参数进行河宽真实比例还原，从而获取断面实际横向宽度数据；步骤S1585：基于河岸坡度数据以及断面实际横向宽度数据进行便携式拍摄设备拍摄高度计算，从而获取第二拍摄高度数据；步骤S1586：根据第二拍摄高度数据利用便携式拍摄设备类型数据相应的拍摄设备对目标河段进行河流水体运动实时拍摄，从而获取河段实时状态视频数据；步骤S159：当光照环境判别结果数据为低照度模式数据时，将步骤S143和步骤S145的拍摄设备都切换为红外夜视摄像模式进行拍摄作业；步骤S2：根据基线标识数据对河段实时状态视频数据中目标河段进行虚拟横断面标尺线标注，从而获取标注河段实时状态视频数据；根据标注河段实时状态视频数据对目标河段进行断面横向流速分布计算，从而获取断面横向分布流速数据；其中，步骤S2包括：步骤S21：根据基线标识数据对河段实时状态视频数据中目标河段进行虚拟横断面标尺线标注，从而获取标注河段实时状态视频数据；步骤S22：对标注河段实时状态视频数据进行光流追踪多帧分解，从而获取河段水体运动序列帧图像集；步骤S23：按照预设的清晰度过滤阈值对河段水体运动序列帧图像集进行筛选过滤，从而获取清晰水体运动特征图像集；步骤S24：对清晰水体运动特征图像集中每一帧图像进行漂浮物或浮标质心识别并标注，从而获取含质心标注的运动追踪图像序列；步骤S25：将含质心标注的运动追踪图像序列中漂浮物或浮标质心处于虚拟横断面标尺线上的帧图像作为有效断面样本图像序列；步骤S26：根据有效断面样本图像序列对目标河段进行水面流速计算，从而获取河段水面流速数据；步骤S27：基于标注河段实时状态视频数据中的虚拟横断面标尺线对河段水面流速数据进行横向分布拟合，从而获取断面横向分布流速数据；步骤S3：根据标注河段实时状态视频数据以及断面横向分布流速数据对目标河段进行断面和流量计算，从而获取目标河段断面和流量数据；其中，步骤S3包括：步骤S31：获取目标河段的非洪水期河流图像；步骤S32：对河段实时状态视频数据进行典型清晰帧抽取，从而获取洪水时期河流帧图像；步骤S33：对目标河段的非洪水期河流图像与洪水时期河流帧图像进行智能图像校准重合，并利用不同的颜色对目标河段的非洪水期河流图像与洪水时期河流帧图像中的水体颜色进行渲染，从而获取洪水水深增量分析图像；步骤S34：根据洪水水深增量分析图像对目标河段进行像素级水深增量计算，从而获取断面水深增量数据；步骤S35：获取目标河段的非洪水期河底河床地形数据；根据目标河段的非洪水期河底河床地形数据对目标河段进行智能轮廓切割填平，从而获取非洪水期平均水深数据；步骤S36：根据非洪水期平均水深数据以及断面水深增量数据对目标河段进行实际洪水期河流水深计算，从而获取洪水期水深数据；步骤S37：根据断面横向分布流速数据、断面实际横向宽度数据以及洪水期水深数据对目标河段进行断面和流量计算，从而获取目标河段断面和流量数据；步骤S4：基于基线标识数据对目标河段进行大断面面积计算，从而获取大断面面积数据；基于大断面面积数据以及标注河段实时状态视频数据对目标河段进行断面横向分布式水深计算，从而获取河段断面水深分布数据；其中，步骤S4包括：步骤S41：基于基线标识数据对目标河段进行大断面面积计算，从而获取大断面面积数据；步骤S42：根据非洪水期平均水深数据、河流左岸深度图像以及河流右岸深度图像对洪水时期河流帧图像中的虚拟断面进行截取分割，从而获取虚拟断面横截面图像；步骤S43：根据目标河段的非洪水期河底河床地形数据对虚拟断面横截面图像进行河底河床地形映射，从而获取断面河底地形重现图像；步骤S44：利用断面水深增量数据对断面河底地形重现图像进行智能水位线标定校准，从而获取校准断面横截面图像；步骤S45：根据校准断面横截面图像对目标河段进行断面横向分布式水深计算，从而获取河段断面水深分布数据；步骤S5：对目标河段所在区域进行局部降雨量估计，从而获取地区降雨量估计数据；根据断面横向分布流速数据、目标河段断面和流量数据、河段断面水深分布数据以及地区降雨量估计数据按照预设的报告模板生成河流水文分析报告；其中步骤S5包括：步骤S51：获取降雨起始时间数据以及河流视频拍摄截止时间数据；步骤S52：根据降雨起始时间数据、河流视频拍摄截止时间数据、断面水深增量数据、断面横向分布流速数据以及目标河段断面和流量数据对目标河段所在区域进行局部降雨量估计，从而获取降雨量估计数据；其中，对目标河段所在区域进行局部降雨量估计是通过区域降雨量计算公式进行的，所述的区域降雨量计算公式如下所示： ； ；式中，为区域降雨量，为区域面积，为降雨起始时间，为降雨结束时间，为区域的西方向的边界，为区域的东方向的边界，为区域的北方向的边界，为区域的南方向的边界，为区域内某一点的降雨强度，为区域内某一点的横向空间坐标，为区域内某一点的纵向空间坐标，为区域内某一时刻的时间，为区域内最大降雨强度，为圆周率，为区域内降雨强度的空间标准差，为区域内最大降雨强度所在的横向空间坐标，为区域内最大降雨强度所在的纵向空间坐标，为区域内降雨强度的时间周期，为区域内最大降雨强度所在的时间，为自然常数为底的指数函数；步骤S53：根据断面横向分布流速数据、目标河段断面和流量数据、河段断面水深分布数据以及地区降雨量估计数据按照预设的报告模板生成河流水文分析报告。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局;深圳市深圳河湾流域管理中心 一种中小河流视频流量测验方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD