[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

说明书

本发明公开了一种本发明的基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，包括以下步骤：（1）制作长方形框架，焊接网格；（2）在钢丝网网线交点系纺织线；（3）对系有纺织线的交点进行编号；（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；（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该点地形高程；（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。本发明的一种基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，能实时（动态）演变过程，经济方便，精度较高。

技术领域

本发明涉及一种基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，属于水利水电工程领域。

背景技术

挑射流水舌与下游河道或坝基处的水流衔接势必形成冲刷坑。众所周知，对于挑射流而言，能量的耗散在于来流至消能工前段、空中消能和下游旋滚冲刷耗能三部分，而约有50％-80％的能量却是在冲刷坑中消散。巨大不稳定的动水压力脉动、掺气、紊动和淹没旋滚等多种复杂水力条件混掺以及多尺度的河床空间地质条件，使得冲刷坑在形成过程中对河道冲刷以及结构稳定带来不同程度的威胁和危害。

挑射流下游冲刷坑的冲刷特性牵涉到，固(岩石)-液(水)-气(空气)三相。与冲刷坑形状相关的一些特征参数是目前主要的研究问题，其中，最大冲坑深度这一重要特征倍受关注。具体的冲坑形状包括最大冲坑深度等重要特征参数量测十分复杂。目前水工模型试验的现有技术对挑射流下游冲坑的量测一般是在持续冲刷数小时后，待冲坑达到平衡后对地形进行量测，不同实时监测冲坑的演变过程，并且量测的仪器均为常规卷尺，测量的冲坑形状、最大冲坑深度和最大淤积高度等重要指标的精度不能得到保证。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，能实时(动态)演变过程，经济方便，精度较高。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的基于图片处理的挑射流冲坑地形演变实时监测方法，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该点地形高程；

(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。