智慧水务-智能水利视频监测技术及应用.pdf

智能水利视频监测技术及应用

1图像法表面流速测量技术

2图像法水尺水位测量技术

C

O

目3流量在线监测系统及应用

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T

E

N

录T

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4智能水利视频监测技术展望

1图像法表面流速测量技术

浮标法测流技术

⚫传统浮标法测流⚫摄影浮标法采用照片代替目测，提取测流浮标的方位

V=S/t

速度的基本定义

粒子图像测速技术(PIV)

PIV是一种定量的流动显示技术，通过ParticleImageVelocimetry

匹配跟随流体运动的示踪粒子图像获得

流速场，极大提高了实验室环境下各种

复杂流动的测量能力。

分析固定区域跟踪流体微团

大尺度粒子图像测速技术(LSPIV)

上世纪90年代，PIV技术被日本神户大学Fujita等人改造引入河流的观测。

低成本设小倾角拍摄

水位-流速-流量关系天然示踪物

非接触式瞬时全场流速测量及断面流量监测

LSPIV的技术指标

德国SEBAHydrometrieGmbH的DischargeKeeper测流系统

LSPIV的技术优势

可快速获取瞬时时均流场、湍流特征、流动模式、涡度等表面流态信息；依据

河床地形资料、水力学模型及领域知识可进一步估算断面流量、率定模型参数，

反映了河流原型观测技术的新发展方向。

闸坝出流流态观测洪水决堤流态观测

超大范围河流表面流场观测防波堤阻流流态观测

相关政策支持

研究依托项目

国家自然科学基金：历经8年

多源监测信息融合仿生复眼系统（No

基于超视锐度机理的图像超分辨率重构（No

面向高洪期水流成像测速的目标运动矢量估计方法及试验研究（No

受蜻蜓视觉机制启发的观测目标位移测量方法及应用（No

面向河道水流实时监测的时空图像测速方法及试验研究（No

国家重点研发计划项目

江河湖库水文要素在线监测技术与装备（2017YFC0405700）

——非接触式流量在线检测技术与装备研发（2017YFC0405703）

水利部流域机构、省（市）等地方科技计划项目：

图像法测流系统在不同水文情势下的应用（江西省水利厅，2019）

基于光谱-偏振成像的免控制点河流水面时均流场量测方法（江苏省科技厅，2017）

LSPIV的技术难点

水面多波段

-偏振成像

观测法