[发明专利]一种基于城市影像资料确定洪水中人体稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种基于城市影像资料确定洪水中人体稳定性的方法，包括如下步骤：首先根据视频或图片中是否具有已知长度参照物，提出确定资料中人体与实际人体比尺关系的方法，进而确定人体所在位置的水深大小；对于具有漂浮物的视频资料，可根据一段时间内漂浮物移动的距离确定水面流速，考虑水面流速与垂线平均流速的关系，计算人体前方水流的平均流速；对于图片或没有漂浮物的视频资料，可测量出人体所在位置的壅水高度，再采用伯努利方程求解人体所在位置的流速；最后利用洪水中人体失稳曲线及现有的人体失稳数据检验方法的可靠性。本发明提出的方法将有助于建立洪水中人体的失稳标准，同时也将为城市洪水风险分析及管理提供参考依据。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体说的是一种基于城市影像资料确定洪水中人体稳定性的方法。

背景技术

我国一直是深受洪水灾害威胁的国家之一，由暴雨引起的超标准洪水造成的人员伤亡非常严重。据不完全统计，1950-2000年间，每年因洪涝灾害直接死亡的人数约为5 200人。自2000年后，因洪灾直接死亡人数下降到年均约1 600人。但随着当前人口的迅猛增长，人类活动范围的不断扩张，以及全球变暖为主要特征的气候变化，增大了洪涝灾害发生的概率，人员的生命安全依然面临着非常严峻的挑战。由此可见，洪水作用下的人体容易失稳，行人被洪水冲走后极有可能直接死亡。因此建立洪水中人体的失稳标准，对洪水风险评估具有重要意义。

随着科技的发展，摄像、照相已成为城市交通及各单位安保工作等不可或缺的一部分，也是记录洪水过程的重要手段。影像资料中的人体失稳过程反应了实际洪水情况，更有利于相关研究的开展。因此，如何根据城市影像资料确定洪水中人体稳定性，将有助于建立洪水中人体的失稳标准，更可推广扩展至车辆、房屋等受淹对象失稳条件的获取，将为城市洪水风险分析及管理提供参考依据。

发明内容

本发明目的是提供一种基于城市影像资料确定洪水中人体稳定性的方法，将为估算洪水中人体危险程度、指导受灾群众的逃生、以及城市洪水风险分析提供科学依据。

本发明的原理为：城市洪水相关影像资料中的物体长度与实际物体长度之间具有一定的比例关系，据此确定图上距离与实际距离的比尺，进而计算人体所在位置的水深；再根据视频中一段时间内物体的漂浮距离，或照片中人体所在位置水深的壅高和伯努利方程，确定人体所在位置的流速大小。本发明基于现有的影像资料，确定比尺关系，计算人体失稳的水深与流速，采用洪水中人体失稳的曲线，验证资料中人体失稳数据的准确性。提出了一种基于城市影像资料确定洪水中人体稳定性的方法。

本发明提供一种基于城市影像资料确定洪水中人体稳定性的方法，包括如下步骤：

步骤(1)，提出影像资料中人体与实际人体的比尺关系的方法，进而确定人体所在位置的水深大小，具体步骤如下：

步骤(1.1)，若影像资料中的人体附近具有已知实际长度的参照物，根据参照物的实际长度与图上长度确定比例关系；

步骤(1.2)，若影像资料中没有具有已知实际长度的参照物，以影像资料所在地区的平均身高为参考依据，利用人体的身高与臂长的关系，确定人体的手臂长度，再确定资料中物体实际长度与图上长度的比例关系；

步骤(1.3)，根据步骤(1.1)或步骤(1.2)确定的比例关系，计算相应的来流水深；

步骤(2)，将影像资料分为具有漂浮物的视频资料、图片资料和没有漂浮物的视频资料，然后根据视频资料中漂浮物移动距离计算视频资料中的水流流速，根据伯努利方程计算图片或没有漂浮物的视频资料中的水流流速，具体步骤如下：

步骤(2.1)，对于具有漂浮物的视频资料，可根据一段时间内漂浮物移动的距离确定水面流速，考虑水面流速与垂线平均流速的关系，计算人体前方水流的平均流速；