[发明专利]用于确定水道的流量的方法

说明书

本发明涉及一种用于由现场的摄像机捕获的图像确定通过水道的观察位置处的水道的截面(或横断面)的流量的方法。该方法具体包括在枯水期测量(E1，E2，E3)观察位置的地形以生成地形的数字模型的步骤，通过提取由摄像机捕获的图像中的有水区域并叠加有水区域和地形的数字模型来确定(E4)截面处的水面高度的步骤，确定(E5)截面处存在的水柱中的流动速度的步骤，以及由所述流动速度、由所述水面的高度和由地形数字模型确定(E6)通过截面的水的流量的步骤。

技术领域

本发明涉及用于通过捕获和处理图像来确定水道的流量的方法。这种流量的确定或测量是水道监测的框架的一部分。本发明更具体地应用于监测具有活动河床的河流。

背景技术

已知专利FR2993683涉及通过成像确定与水面相关联的观测参数的方法。这种方法需要使用可视化支持件，如水位标尺(limnimetric scale)，其至少部分地浸没以确定在水道某点处的水面高度。水的高度通过捕获并处理来自这种可视化支持的图像来确定。

问题是当水位上涨时这种可视化支持可能劣化或移位。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于确定水道的流量的方法，其不需要在水道中浸没任何可视化支持或者仪器。

本发明的目的是提出一种使得可以规律地并容易地测定具有活动河床的水道的流量的方法，特别是当水位上涨时。根据本发明，通过捕获和处理图像来确定流量。通过评估一秒内流入水道的一个或若干个截面(或横断面)的水的体积来计算流量。由在该截面处的流动的流动速度、水道的底部的形态以及水面的高度来计算流量。

为此目的，本发明涉及一种用于测定穿过水道(特别是具有活动河床的水道)的至少一个截面的流量的方法，所述至少一个截面存在于水道的所谓观测位置中，流量的所述确定通过使用至少一个摄像机捕获观测位置的图像来进行，所述图像中的每个点具有在图像参考中的图像坐标，

所述方法包括以下步骤：

-在预备阶段期间，

·为所述至少一个摄像机确定所谓的转换模型，用于将由摄像机所提供的图像中点的图像坐标转换成坐标的地图系统中的地图坐标，并且相反地，用于将点的地图坐标转换成摄像机的图像参考中的图像坐标，

·测量观测位置在枯水期的地势，优选地当水道干涸时，以生成其点在地图坐标系统中被参考的观测位置的地理参考地形的数字模型，

·借助于摄像机的所述转换模型转换在图像参考中的地理参考地形的数字模型，以这种方式生成所谓的图像地形的数字模型，

-在所谓的观测阶段期间，

·通过提取由摄像机捕获的图像中的有水区域并叠加所述有水区域和所述图像地形的数字模型，确定在所述至少一个截面处的水面的高度，

·确定存在于所述至少一个截面中的水柱中的流动速度，以及

·由所述流动速度、所述水面的高度以及由图像地形的数字模型，确定穿过所述至少一个截面的水的流量。

根据具体实施方式，每个摄像机的转换模型通过以下步骤生成：

-通过大地测量获取存在于观测位置的参考点的地图坐标，

-由所述摄像机捕获包括所述参考点的所述观测区域的至少一个图像，以及

-通过使图像中参考点的图像坐标与所述参考点的地图坐标相关联来生成所述摄像机的转换模型。

参考点是例如在预备阶段期间均匀分布在观测位置的反射目标。

根据具体实施方式，参考点的地图坐标通过具有厘米精度的测量工具来提供，如差分GPS接收机(或DGPS)或视距仪。