[发明专利]一种河道植被群尾流区长度的测量方法

摘要

本发明公开了一种河道植被群尾流区长度测量方法，利用荧光示踪剂示踪植被群尾流漩涡的运动轨迹，采集植被群尾流区漩涡的运动过程视频；运用Matlab程序和视频处理代码将荧光示踪剂色度转化为对应数值，计算荧光示踪剂色度的标准差及水流方向标准差趋势线；根据标准差趋势线确定植被群尾端和河床标记点在标准差分布上的位置；垂向漩涡产生的尾流区长度L_vv按下述公式L_vv＝(L₁+L₂)/2±(L₂–L₁)/2计算；水平向漩涡产生的尾流区长度L_kv按公式L_kv＝(L₃+L₄)/2±(L₄–L₃)/2计算；淹没植被群的尾流区长度L_w为min(L_vv,L_kv)，非淹没群的尾流区长度L_w为L_kv。本发明的方法简单，可快速、准确的测量淹没或非淹没植被群的尾流区长度。

主权项

1.一种河道植被群尾流区长度测量方法，其特征在于包括：(1)视频采集：在河道植被群上方和两侧水体注入荧光示踪剂示踪植被群尾流漩涡的运动轨迹，对于非淹没植被群，俯视采集植被群尾部水平向漩涡的运动过程视频，对于淹没植被群，俯视采集植被群水平向漩涡的运动过程视频视屏和侧视采集垂向漩涡的运动过程视频，视频采集时间不少于30秒，完整记录至少两个漩涡运动周期；(2)视频数值转化：将步骤(1)采集到的视频按照至少每秒一张的频率截取至少30张的高清图片，在顺水流方向指定视频数值转化断面，运用Matlab程序和视频处理代码将每张视频图片指定断面水流方向上每一点的荧光示踪剂色度转化为对应数值，计算给出水流方向每一点荧光示踪剂色度的标准差及水流方向标准差分布图；(3)计算尾流区长度的位置确定：将步骤(2)运用Matlab程序和视频处理代码处理后得到的荧光示踪剂色度标准差分布图与任一时刻导出的视频图片契合，根据水流方向标准差趋势线确定植被群尾端和河床标记点在标准差分布上的位置，且以植被群尾端位置作为尾流区长度计量坐标原点；(4)尾流区长度计算：以无荧光示踪剂区域的一点为参考点，以该点的标准差为基准误差值，从侧视视频处理结果中先找出植被群后方垂向漩涡标准差开始增大的位置及相对于坐标原点的距离L1，再找出植被群后方垂向漩涡标准差最大的位置及相对于坐标原点的距离L2，从俯视视频处理结果中先找出植被群后方水平向漩涡标准差开始增大的位置及相对于坐标原点的距离L3，再找出植被群后方水平向漩涡标准差最大的位置及相对于坐标原点的距离L4；垂向漩涡产生的尾流区长度Lvv按下述公式计算：Lvv＝(L1+L2)/2±(L2–L1)/2     (1)水平向漩涡产生的尾流区长度Lkv按下述公式计算：Lkv＝(L3+L4)/2±(L4–L3)/2      (2)对于淹没植被群，植被群的尾流区长度Lw为：Lw＝min(Lvv,Lkv)      (3)对于非淹没群，植被群的尾流区长度Lw为：Lw＝Lkv     (4)。