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%。

基于Radon变换的时空图像纹理角识别方法

时空图像测速法以河流表面自然特征为分析对象,检测生成的时空图像中的纹理主方向,根据物象变换关系、拍摄所得视频参数和纹理方向倾角的正切值计算出河流表面的一维时均流速。针对实际应用中生成的时空图像受噪声干扰而导致时空图像纹理倾斜角检测精度出现较大误差的问题,本文提出采用改进的同态滤波器来增强河流表面图像的纹理特征,采用融合了自适应直方图均衡化的频域滤波对时空图像去噪,再利用Radon变换检测纹理角方向。通过模拟纹理图像实验,较高、较低流速条件下实地河道实验验证本文改进方法的有效性,实验结果表明,对于标准的模拟纹理图,Radon变换角度检测结果相对误差小于0.03%,对于干扰较多的复杂的实地河道环境,较低和较高流速条件下,基于Radon变换的时空图像纹理角识别结果与人工手动目测值间的相对误差分别小于1.56%和1.80%。实验表明,Radon变换法可行且较其他纹理角检测算法有更高的精度。

河道流量视频测验技术应用研究及误差分析

新时期背景下的智慧水利建设对流量测验的简便性、准确度和连续性提出了更高要求,传统的接触式测流方法逐渐难以满足需要,为了充分利用现代化视频图像识别和人工智能技术优势,从而为河道流量测验工作提供全新的解决方案,以视频非接触式流量测验方法为研究对象,研究建立基于时空影像法(Space-Time Image Velocimetry,STIV)的视频测流计算方法,选取福建省闽江建溪流域七里街水文站作为示范应用站进行流量比测试验,并对试验结果进行精度评估及误差分析。结果表明:以水位分段的一元线性定线方式建立七里街水文站的流速流量相关关系效果较好,实际有效比测水位范围为89.41~100.43 m,流量范围为69.31~9122.57 m^(3)/s,关系线系统误差最大为0.11%,随机不确定度最大为7.80%,相对误差均在±8%以内,与比测结果对照良好,各项指标精度符合规范要求,据此得到的水位~流量关系曲线可作为七里街水文站的推流方案;视频测流方法作为非接触式的新仪器方法具备测量快速、安全高效、全量程监测、受极端情况影响小、成本低等优势,测流结果精度较高,安全性好,测流范围广,具备应用于实际测验工作的可行性和强大潜力,可以有效提高流量测验效率、减轻外业劳动强度、节省人力物力,对其深入研究和发展应用可以进一步推动我国水文测验现代化和智慧化建设。

基于河流表面时空图像识别的测流方法

时空图像测速方法(STIV)是一种以河流表面图像为分析对象、通过检测合成时空图像的纹理主方向获取一维时均流速的测量方法。由于具有空间分辨率高、实时性强、安全简便等优点,STIV方法在河流水面流速、断面流量的实时监测中具有特别的应用潜力。鉴于该方法在国内的研究尚处于起步阶段以及现有测流方法的缺点,本研究尝试引进STIV方法以更好地服务于国内水文测验工作。为了验证该方法的可行性并提出研究需求,在崇阳水文站与旋桨式流速仪进行比测试验。结果表明,STIV方法所获取的表面流速的相对误差均控制在16%以内,初步说明了该方法的可行性。

时空图像测速法的敏感性分析及不确定度评估

时空图像测速方法(STIV)是一种以测速线为分析区域、通过检测合成时空图像的纹理主方向估计一维时均流速测量方法。由于具有空间分辨率高、实时性强的优点,在河流水面流速、流量的实时监测中具有特别的应用潜力。但鉴于现场环境的复杂性和河道水流的变化性,现有研究在敏感性分析及不确定度评估方面尚存在不足,使得方法的实用性受限。对此设计了一种滚动画幅装置来模拟河流水面运动,并在此基础上全面开展了频域STIV方法的定量评估。相比数值模拟和现场比测的方法,该装置能够提供相对真实的测量环境和稳定的运动参数。实验结果表明:测速线长度和示踪条件是影响测量精度的主要敏感因素。通过合理的参数设置可以将方法的不确定度控制在±1%以内,能够满足水文测验的精度要求。

碘伏对三种水生动物病毒的杀灭效果

测定了碘伏消毒液对三种感染水生动物的病毒的杀灭作用和一些因素对碘伏消毒液消毒效果的影响。结果显示，含有效碘浓度为５ｍｇ／ｌ的消毒液室温下处理５分钟，可灭活滴度为１０７５ＴＣＩＤ５０／ｍｌ的草鱼呼肠孤病毒和１０７０ＴＣＩＤ５０／ｍｌ的病毒性出血败血症病毒；含有效碘浓度为５０ｍｇ／ｌ的消毒液可灭活滴度为１０５７５ＴＣＩＤ５０／ｍｌ的甲鱼虹彩病毒。细胞培养液中的有机成分对碘伏消毒液中有效碘浓度有较大的影响；酸碱度６～９之间，碘伏消毒液中有效碘浓度没有明显变化。

HRCA技术检测中华鳖虹彩病毒

【目的】中华鳖虹彩病毒(STIV)是甲鱼重要的病毒性病原之一,建立特异性好、灵敏度高的中华鳖虹彩病毒超分支滚环扩增体系(HRCA),对STIV进行快速、准确地检测。【方法】根据中华鳖虹彩病毒(STIV)独有的基因序列和锁式探针公共连接序列分别设计特异性的锁式探针及其扩增引物,对HRCA的系列反应条件进行优化,验证该方法的特异性和灵敏度,并用该方法对感染STIV显症和未显症的甲鱼组织进行检测。【结果】10 nmol/L探针经T4 DNA连接酶作用20 min环化,Bst DNA聚合酶大片段扩增20 min即可获得很好的检测效果。特异性试验表明,在多种待检病毒样中,HRCA能特异地检测出STIV,同时HRCA具有极高的灵敏度,能检测出的最低模板量为101拷贝,而常规PCR的检测下限为103拷贝,对显症和尚未显症的感染早期甲鱼组织的检测结果均为阳性。【结论】建立的中华鳖虹彩病毒HRCA检测体系具有灵敏、快速、简便等特点,能从组织样品中准确地检测出STIV,可以用于该类疾病的早期诊断,具有较好的推广前景。