[发明专利]岸滩剖面形态演变实时测量装置及方法

说明书

岸滩剖面形态演变实时测量装置及方法，包括箱体、单片机、数据存储及传输模块，箱体下底面和后侧面分别连接柱形固定筒和固定板；箱体内部步进电机的转轴穿出箱体上表面与横杆连接；步进电机转轴顶端安装旋转角度传感器，横杆上表面有水平仪；横杆前端门形设备安装支架上有电机及其驱动的激光测距仪和倾角传感器；横杆后端有竖杆，随横杆而绕步进电机的转轴转动，竖杆上部朝向横杆前端的外侧面上安装有向下倾斜的广角摄像头。其方法包括将装置安装于墙壁上或柱状体的顶端；确定装置的空间位置；步进电机转至第一个角度，激光测距仪和倾角传感器旋转，同时测量各个倾角下目标体至激光测距仪的距离。本发明易于安装，可无人值守，测量结果更加准确。

技术领域

本发明涉及一种激光剖面测量设备，更具体的说，是涉及一种海岸和海滩剖面形态演变特征的实时剖面测量装置及方法。

背景技术

砂质海岸是世界上宝贵的自然资源和生态旅游资源，随着经济社会发展和人们生活水平的提高，对海滩旅游的需求越来越大。然而，随着全球气候变化、海平面上升以及近岸采砂、海洋构筑物等人类活动的影响，全球砂质海岸普遍遭受侵蚀的影响。不同年份、不同季节、大风浪前后等时期的海滩剖面实测数据是研究海滩冲淤规律、演变趋势，制定保护策略的重要依据。一方面，海滩剖面长期、多次重复测量会耗费大量的人力和物力；另一方面，在大风浪、风暴潮等特殊条件下利用传统方法进行海滩剖面测量具有很大的危险性，有可能造成人员的伤亡和设备的丢失。

公告号为CN 103697858B的中国专利公开了“一种海崖蚀退尺度测量装置及其测量方法”的装置及技术，用来测量海崖蚀退的二维剖面数据，由于装置的限制，该发明所涉内容仅可对海崖的蚀退进行测量，对海滩的下蚀无法进行测量，对较高的海蚀崖适用，对坡度非常缓的砂质海滩并不适用；另外，由于海滩沉积物比较松软，且发明中的吊锤易受大风等环境因素的影响而发生摆动，导致多期重复测量时易产生人工误差。

因此，设计一种可根据实际需求，自动对海滩剖面形态进行周期性测量、并可实时回传数据的岸滩剖面形态演变实时测量装置，测量内容包括海岸蚀退和海滩下蚀数据，是亟待解决的技术问题。本发明的应用对海滩侵蚀状况研究及预测、海岸地质灾害防治及海滩资源的可持续利用等具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种岸滩剖面形态演变实时测量装置及方法，以克服现有技术的不足。

一种岸滩剖面形态演变实时测量装置，其特征在于该装置包括箱体、单片机、数据存储及传输模块，所述箱体下底面和后侧面分别连接柱形固定筒和固定板；箱体的内部安装有电池组、步进电机和分度控制器，步进电机的转轴与箱体的上表面垂直并从上表面的开孔穿出；步进电机的转轴穿出箱体上表面后与横杆连接，以使步进电机对该横杆进行驱动，所述横杆与步进电机的转轴垂直且与箱体的上表面平行；步进电机的转轴顶端安装旋转角度传感器，横杆上表面靠近步进电机转轴的位置设有水平仪；横杆的前端有一门形设备安装支架，设备安装支架上安装一个电机，且电机的转轴水平并与横杆垂直；该电机的转轴上安装有激光测距仪和倾角传感器；所述横杆的后端上表面设有竖杆，步进电机驱动横杆旋转时，竖杆随横杆的转动而绕步进电机的转轴转动，竖杆上部朝向横杆前端的外侧面上安装有向下倾斜的广角摄像头以监视设备运行和海滩滩面情况。

所述箱体下底面与所述的柱形固定筒之间还设有水平调节旋钮及卡扣，所述水平调节旋钮和卡扣与所述水平仪配合使用而使该装置处于水平状态。

所述箱体后侧面与所述的固定板之间还设有水平调节旋钮及卡扣，所述水平调节旋钮和卡扣与所述水平仪配合使用而使该装置处于水平状态。

该装置通过柱形固定筒或固定板安装在固定物体的侧面或顶端，以对岸滩剖面形态演变进行实时测量的应用。

利用所述的装置进行海滩剖面形态测量的方法，其特征在于包括以下步骤：