光电非接触式表面流速测量

针对水工物理模型试验中尚无简单易行的表面流速测量方法,提出了一种新型光电非接触式表面流速直接测量法。在对光束入射水体后散射光强度公式进行推导的基础上,根据水体浅层泥沙浓度的统计继承效应,得出了经上下游浅层泥沙调制的散射光强成相关特性的结论。根据上下游散射光的相关特性,推导了流速测量公式,并分析了上下游测量间距、水流流速、采样率对测量结果的影响。搭建了实验系统,在6种不同标定流速下,分析了不同含沙量对测量精度的影响。实验结果表明,在0～50kg/m36种不同含沙量情况下,实测流速与标定流速的一致性均较好,但水体在10～50kg/m3适量含沙情况下,测量精度较不含沙情况有所提高,测量绝对误差均小于0.1m/s,相对误差能控制在8%以内。

无人机图像矫正方法在河流表面流速测量中的应用

使用无人机影像作为分析对象进行河流表面流速测量时,无人机的晃动会造成拍摄画面的晃动,导致测量结果出现较大误差。针对这一问题,利用无人机记录的飞行信息,通过开发使用参照点和不使用参照点的两种无人机影像矫正方法,便捷快速地实现了无人机影像的正射矫正,有效解决了无人机晃动对流速测量结果的影响,并结合优化后的图像测速分析手段,在试验河道和自然河流两种不同的环境中进行了现场流速测定,均获得了比较准确的河流表面流速测量结果。

RTK技术在表面流向及流速测量中的应用

文章综述了不同时期内河表面流向及流速测量技术方法和特点;介绍了新技术应用中取得的经验及存在的问题,并简单阐述了GPS-RTK测量技术的发展趋势和GPS-RTK在表面流速流向测量的具体操作方法,为流线跟踪定位观测提供参考。

基于断面水边线定向的视频测流摄像机标定

针对现有基于直接线性变化法(DLT)的图像法测流技术依赖于地面控制点,存在效率低、风险高、宽断面天然河流操作难度大等问题,该文提出一种基于断面水边线定向的摄像机姿态角标定方法(CSWO)。该方法将标定过程分解为实验室内参标定和现场外参标定两步,其中后者又被划分为摄像机定位和定向两个环节。定向环节中首先在摄像机安装时将光轴与断面方向对齐,使方位角置零。然后利用无畸变图像中人工标注的平直断面水边线的斜率计算出横滚角。接下来通过计算水边线与图像纵轴交点作为其亚像素像方坐标。最后依据透视投影成像模型,联合水位与插值断面高程求得的物方坐标解算出俯仰角。该方法应用于时空图像测速法(STIV),实现了200 m宽河流的免像控表面流速测量。结果表明:起点距的最大绝对误差为0.59 m,最大相对误差为0.45%,表面流速的最大相对误差小于6.3%。

澜沧江—湄公河航道二期整治项目水文测量实施方案

澜沧江—湄公河航道二期整治项目全长631km,具有落差大、水流湍急、流速大、水情复杂等特点,是典型的国际山区航道。现场水文测量采用多种设备和技术方法,分段管理和实施,包括比降观测、水文断面测量和表面流速与流向测量等,其中电子浮标法在流速大的河段表面流速与流向测量中效果良好,可为长距离山区航道整治水文测量提供参考。