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 干滩监测方法

 1、干滩监测内容

        干滩监测内容包括滩顶高程、干滩长度、干滩坡度。滩顶标高指沉积滩面与堆积坝外坡的交线,为沉积滩的最高点;干滩长度指由滩顶至库内水边长的水平距离。设计最高洪水位时的滩长称作最小滩长。

       安全干滩长度有如下要求,见图1所示。设现状库水位为Hs,同过设计沉积滩长[Lg]确定a点,测得a点标高Ha,当Ht = Ha – Hs≥ [ht] 时,即认为安全滩长(Ht)满足设计要求。否则,不满足。同理,也有安全超高检测法。

图1 安全干滩长度示意图

2、干滩监测方式

        我公司干滩监测是采用红外热像技术、多目视觉技术、摄影测量技术的全自动非接触式监测。此方法是在坝体合适位置安装双目视觉仪,通过对最初坝体和干滩像素特性的预设置,将定期获取视频图像通过软件内包含的双目视觉技术、摄影测量技术自动解算像素,同时结合红外热像技术得到滩顶高程和干滩长度,进而计算出干滩坡度。

图2 多目视觉仪

1)图像分析技术

       在坝体架设两台双目视觉仪,利用光学摄像机拍摄的现场干滩照片,将两张照片进行校准,经过图像分析处理得到干滩水际线轮廓,将得到的水际线轮廓与预先设定的参数进行算法处理,得到实际水线距离,即干滩长度。

图3 图像分析

2)双目视觉技术

同时通过双目视觉技术:两个双目视觉仪是平行且等距进行固定的,模拟人眼结构。两个探头同一时间拍摄的像片通过摄影测量技术,能够构建出真实的三维立体场景,如果在视野内有绝对参考物体,则可得出三维立体图内任意一点的绝对位置。此技术辅助上述图像分析原理更加真实可靠的得到干滩相应参数。

 图4 利用双目视觉技术形成的干滩的三维界面

 3)红外热像技术

3所示为经过摄影测量的接近对比分析,在天气晴好或者图片效果好的情况下该方法有效;而天气恶劣或者图片效果不好的情况下会利用热像图谱分析法。因为水、尾砂的比热容不同,存在较大温度差。因此热线图谱和图片类似,都具有共同的分析特征。原理与方法如下:

1)通过测量获得设备安装地点的三维坐标。

2)图像图谱获得位置确定,定向定焦图幅范围确定,又有三维点云对照,因此图像图谱中可选择若干点与三维点云对应,即若干点的真实三维坐标和图像图谱坐标一一对应。

3)获得干滩长度:经过图像图谱分析很容易获得干滩水线,模型的三维坐标也已经建立,可获得干滩长度数据。

4)获得滩顶高程:当坝顶形态改变,必然导致图像图谱与原始图像图谱不对应,也与三维模型不对应。但通过三角函数可获得选择点的高程值。

5)获得干滩坡度:当已知干滩长度和滩顶高程,便可以计算出干滩坡度。

图5 红外热像技术分析效果图
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