[发明专利]一种基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法

权利要求书

1.一种基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)制作长方形框架，框架面积能够覆盖整个冲坑范围，在框架上焊接钢丝网，使钢丝网的网线分别与长方形框架的长、宽平行，每个钢丝网格尺寸为2cm×2cm；

(2)每隔4cm，在钢丝网网线交点系纺织线，每排纺织线涂抹相同颜色并具有相同长度，不同排的纺织线的颜色、长度均不同，纺织线的另一端系沉块；

(3)对系有纺织线的交点进行编号，横向以x表示，纵向以y表示，则任何一个纺织线所在的水平面上的位置为(x_i，y_j)，i、j为横向和纵向纺织点的个数；

(4)将长方形框架水平放置于将形成冲坑位置正上方足够高度处，使长方形框架整体不影响挑射流的水舌；

(5)在合适的角度拍摄照片，使照片中能够显示完整的地形、框架、钢丝线、纺织线；

(6)将图片置于CAD中，延长任意一条纺织线，使其与地形线相交，求得延长线的长度即可求得延长线与地形线的交点的地形高程；

(7)将不同时刻的照片进行上述处理，可以得出不同时刻三维冲坑底坡地形图。

2.根据权利要求1所述的基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，其特征在于：所述步骤(6)求解过程细分如下：①求解纺织线编号为(x_i,y_j)正下方所对应冲坑底坡高程，设(x_i,y_j)、(x_i-1,y_j)对应交点处分别为c、a，(x_i-1,y_j)纺织线另一端为b，延长编号为(x_i,y_j)的纺织线，使其与地形相交于d点，延长图片中长方形框架实际平行的两条线，分别交于j点和k点，连接j、k点，连接a、c点并延长与jk线交于l点，连接l、b并延长与cd交于m点，延长线ab和线cd，交于i点；②在CAD中分别测算出线im、id、cm、cd；③在现实中以大写字母表示相应位置对应的点，假设平行线的交点在无穷远处；④根据摄像头成像规律：三维空间投影而二维的图像上，直线交比不变，则可以得到公式(1)：

IM、ID为无穷大，则IM/ID为1，CM长度即为(x_i-1,y_j)所对应纺织线长度，因此可以计算出CD；⑤根据上述方法，可以依次求解出任一纺织线正下方所对应冲坑底坡与长方形框架的高差；⑥以地面为0-0面，量测出长方形框架高程，并分别减去上述高差，即可得对应点的高程z_k。

3.根据权利要求1所述的基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，其特征在于：所述步骤(7)方法为：任意编号(x_i，y_j)的交点平面坐标为(2×i，2×j)，单位为厘米，则可得任意编号(x_i，y_j)的交点正下方底坡坐标：(2×i，2×j，z_k)；将一系列冲坑底坡坐标导入CAD，并线性插值即可得出完整的三维冲坑底坡地形图，将不同时刻的照片进行上述处理，可以得出不同时刻三维冲坑底坡地形图。