[发明专利]一种河道工程质量检测方法

权利要求书

1.一种河道工程质量检测方法，其特征在于，包括步骤：

对于需要多波束测量的水下地形地物，确定识别地物的点云地形数据点距要求；

基于点距与多波束测量扇面角的关系、扇面角与测线间隔的关系，计算测线间隔值及确定相应测线是否需要往返测量；

基于全覆盖测量的要求、识别地物的纵向点距要求，计算多波束测量船速；

基于预先确定的测线间隔、是否需要往返测量及多波束测量船速，获取原始点云地形数据；

在工程质量检测所需的地形数据预处理中添加纠偏点，则ArcGIS生成的其中任意两期工程地形栅格平面位置一一对应，将两期地形栅格相减，生成两期地形全覆盖比对成果图；

由所述任意两期工程其中一期工程地形数据提取两期地形相减栅格值，得到高程变化值；

由所述任意两期工程其中某一期工程地形数据分别提取ArcGIS生成的两期工程地形栅格坡度值；

将所述任意两期工程其中某一期工程地形数据、两期地形栅格相减值、坡度值导入Excle形成一一对应的表格数据文件；

由工程质量检测所需要的参数值与所述河道两期高程变化值、坡度值之间的数学关系，计算工程质量检测所需要的参数值；

判断所述参数值是否满足河道工程标准要求，确定河道工程质量；

所述确定识别地物的点云地形数据点距要求，包括满足多波束全覆盖测量要求，即相邻Ping沿船只航行方向之间需满足重叠接边；所述相邻Ping沿船只航行方向即为纵向方向；以平面投影为圆形的地物为例，地物纵向尺寸等于两个波束脚印，可满足任意姿态分布的地物，纵向上均有一个实测数据点；其中，横向用X表示，纵向用Y表示，则点云地形数据中X与Y方向的点距ΔX^＊、ΔY^＊与地物的关系为公式如下：

其中，D为圆形的直径；

所述基于点距与多波束测量扇面角的关系，若对于平整地形多波束一次全覆盖测量，多波束测量点云地形数据纵向点距与船速相关，为相邻Ping之间的船速与T的积；横向点距一般公式为：

ΔX*i＝H×[tanθai-tan(θai-θs)]

点云地形数据X、Y方向的平均点距为公式为：

T为每Ping声波传播周期，H为测量水深，T取值公式为：

T＝2H/Ccosθa；

θs为仪器固有属性波束间角，以Sonic2024多波束为例，波束间角小于波束角，设为0.4°；θa为每Ping最大测量扇面角值的1/2，i自中央波束向两侧，取整；

所述基于点距与多波束测量扇面角的关系，若对于坡度地形，多波束一次全覆盖测量点云地形，纵向点距与平整地形一致，与船速相关；面向测量船航行方向将多波束每Ping分为左右两侧波束阵列，Ha、Hb为每Ping右、左两侧波束阵列对应的最大水深值，右、左两侧波束阵列，横向点距一般公式分别为：

θai为波束脚印所对应的测量扇面角；以多波束Sonic2024为例，波束间角θs取0.4°，θa为每Ping最大测量扇面角值的1/2，i自中央波束向两侧，取整；α为坡度值；

所述扇面角与测线间隔的关系，包括，测线间隔S与水深H、测线间的最大测量扇面角θ*a、坡度角ɑ之间的关系为公式：

S＝H×tanθ*a。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量船速包括满足多波束地形全覆盖测量要求的测量船速，和满足纵向点距识别要求的测量船速，取所述满足多波束地形全覆盖测量要求的测量船速和所述满足纵向点距识别要求的测量船速中的较小值为测量船速；

所述测量船速需满足多波束地形全覆盖测量，见公式：

公式中C为水下声速，由声速仪实时采集；θa为每Ping测量最大扇面角、θ_纵为航行方向波束角，为仪器固有属性值；

所述测量船速同时需满足地形纵向点距的识别要求，以水下散抛石为例，D为抛石粒径，由公式：计算得到ΔY*，然后由公式：计算得出平均船速，以所述平均船速作为满足纵向点距识别要求的测量船速。