[发明专利]一种河流防沙化检测系统

说明书

本发明属于河流防沙化检测技术领域，公开了一种河流防沙化检测系统，包括：图像采集模块、流量检测模块、光谱检测模块、单片机控制模块、图像处理模块、含量测算模块、光谱分析模块、显示模块、沙粒硬度检测模块，沙粒体积检测模块，化学检验模块。本发明对河流中的泥沙含量进行计算机处理分折和计算，提高监测、测量数据准确性；把水文测量人员从河中取样的艰辛和危险，烧干、称重、计算的繁琐的劳累中解放出来，测量检测方便快速；通过光谱检测模块、光谱分析模块、沙粒硬度检测模块、沙粒体积检测模块和化学检验模块可以准确测量细砂粒、粉砂、粘土等悬移质泥沙的含量以及其他物理信息及化学信息。

技术领域

本发明属于河流防沙化检测技术领域，尤其涉及一种河流防沙化检测系统。

背景技术

河流中随水流输移或在河床、滩地上发生冲淤的岩土物质颗粒。岩石风化 后的岩土是河流泥沙最主要的来源。当暴雨降到流域地表，在产流和汇流过程 中，侵蚀坡地及沟壑的岩土，经水流输移到河流，形成河流泥沙。河流在输送 泥沙过程中，还会冲刷河床或河岸，进一步增加泥沙量。当河流进入下游平原 区时，比降减小，流速减缓，水流挟带的部分泥沙将沉积在河床或滩地。河流 在人海口附近因流速锐减，泥沙将沉积在河口附近海域。然而，传统河流泥沙 需要人工抽样烘干测量，所需测量周期长，检测过程繁琐、水文工作人员取样 过程劳动强度大。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统河流泥沙需要人工抽样烘干测量， 所需测量周期长，检测过程繁琐、水文工作人员取样过程劳动强度大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种河流防沙化检测系统。

本发明是这样实现的，一种河流防沙化检测系统包括：

图像采集模块、流量检测模块、光谱检测模块、单片机控制模块、图像处 理模块、含量测算模块、光谱分析模块、显示模块、沙粒硬度检测模块、沙粒 体积检测模块、化学检验模块；

图像采集模块，与单片机控制模块连接，用于通过摄影机在同一时间内必 须同步对水样进行图像拍摄；

所述图像采集模块的图像变化检测方法包括：

(1)对同一地域不同时间的两幅SAR原始图像分别进行去噪处理，得到 去噪后图像I₁和去噪后图像I₂；

(2)分别利用对数比算子和均值比算子，对得到的去噪后图像I₁和去噪后 图像I₂进行运算，得到对数比值差异图X_l和均值比值差异图X_m，计算公式如下：

其中，μ₁，μ₂分别表示I₁和I₂的局部均值；

(3)对得到的对数比值差异图X_l和均值比值差异图X_m进行特征描述，得 到对应的特征描述矩阵X_L和特征描述矩阵X_M；

(4)对得到的特征描述矩阵X_L和特征描述矩阵X_M，利用各列向量的欧氏 距离度量其相似度，分别构造对应的相似度矩阵，亲和矩阵W₁和W₂；

(5)对得到的亲和矩阵W₁和W₂，利用基于亲和矩阵融合谱聚类方法对其进 行聚类；

(6)使用k-means聚类方法将输出的特征向量f进行聚类，将得到的像素聚 类结果，按照对数比值差异图X_l或均值比值差异图X_m中对应像素的排列顺序， 恢复为原始图像的尺寸，得到最终的变化检测结果图，输出结果；