【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水利監控，具體為一種基于水利監測環境的圖像優化方法。
技術介紹
1、水利工程在防洪、除澇、灌溉、發電等方面起著重要的作用，是國民經濟和社會發展的重要基礎設施。然而，隨著流域環境、管理方式的變化，傳統的水利工程信息記錄方式已經難以滿足現代水文監測的需求，尤其是在復雜水文環境下，如高洪水期間，傳統接觸式測流方法無法正常進行布置和測量，且數據率低、適應能力差。
技術實現思路
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種基于水利監測環境的圖像優化方法，具備在高洪水期間能夠正常進行布置和測量，且數據率高、適應能力強的優點，解決了在高洪水期間，傳統接觸式測流方法無法正常進行布置和測量，且數據率低、適應能力差的問題。
3、(二)技術方案
4、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于水利監測環境的圖像優化方法，包括以下步驟：
5、步驟一、建立水利數據監測模塊、水利數據計算模塊、優化處理模塊和管理模塊，水利數據監測模塊分成水利環境單元、天氣數據單元和無人機監測單元；
6、步驟二、水利環境單元通過雷達監測水利環境數據，實時收集水位數據和流速數據，并進行編號，通過網絡傳輸至優化處理模塊；
7、步驟三、天氣數據單元通過氣象臺發布預告和雷達實時監測獲取天氣實時數據，并進行編號，通過網絡傳輸至優化處理模塊；
8、步驟四、無人機監測單元通過無人機實時捕捉水面圖像數據，來獲取明暗
9、步驟五、水利數據計算模塊分成水面亮度調整單元、水文氣象影響單元和洪水測流異常分析單元，所述水面亮度調整單元根據水利環境數據和水面圖像數據計算水面顏色波動指數uz，所述水文氣象影響單元根據水利環境數據和天氣實時數據計算水文氣象影響指數gz，所述洪水測流異常分析單元根據水利環境數據、水面圖像數據和天氣實時數據計算洪水測流異常評分ez，所述水利數據計算模塊通過網絡與水利數據管理模塊連接；
10、步驟六、優化處理模塊根據水面顏色波動指數uz調整無人機參數；
11、步驟七、優化處理模塊根據水文氣象影響指數gz優化系統的圖像處理功能；
12、步驟八、優化處理模塊根據洪水測流異常評分ez切換監測點，優化處理模塊和管理模塊通過網絡連接；
13、步驟九、管理模塊根據優化處理模塊的調整結果對水利環境單元、天氣數據單元和無人機監測單元下達調整指令。
14、優選的，所述水利環境單元根據水利環境數據特征將某一時間點實時收集的水位數據和流速數據分別編號為hi、vi。
15、優選的，所述天氣數據單元中天氣實時數據包括水域附近的溫度、濕度、氣壓、風速、風向、降水量和云量數據，所述水域附近的溫度、濕度、風速、風向、降水量和云量數據編號為t、x、j、s、l、p。
16、優選的，所述無人機監測單元根據水面圖像數據特征將不同區域水面顏色數據編號為q1、q2、q3、…qn。
17、優選的，所述水面亮度調整單元根據水利環境數據和水面圖像數據計算水面顏色波動指數uz，其計算公式為：
18、
19、公式中，uz表示水面顏色波動指數，vi表示某一時間點實時收集的流速數據，ki表示水底暗流的影響系數，q1、q2、q3、…qn表示不同區域水面顏色數據，qi表示某一區域內水面顏色對比度，ai表示某一區域內水面顏色對比度與亮度之間的調整變值。
20、優選的，所述水文氣象影響單元根據水利環境數據和天氣實時數據計算水文氣象影響指數gz，其計算公式為：
21、
22、公式中，gz表示水文氣象影響指數，hi表示某一時間點實時收集的水位數據，fi表示水面漂浮物的影響系數，t、x、s、l、p分別表示水域附近的溫度、濕度、風速、降水量和云量數據，α表示飽和蒸汽對溫度的影響常數，b表示氣壓對濕度的影響常數，s1表示水面上層1米處的風速，p1表示水域外的云量數據，表示天氣影響水面高度的變量系數。
23、優選的，所述洪水測流異常分析單元根據水利環境數據、水面圖像數據和天氣實時數據計算洪水測流異常評分ez，其計算公式為：
24、ez＝vm*c1+lm*c2+qm*c3
25、公式中，ez表示洪水測流異常評分，vi表示某一時間點實時收集的異常流速，qm表示某一區域內異常水面顏色對比度，lm表示某一時間內異常降水量，vm*c1、lm*c2、qm*c3分別表示異常流速評分、異常水面顏色對比度評分和異常降水量評分，c1、c2、c3分別表示異常流速評分、異常水面顏色對比度評分和異常降水量評分在洪水測流異常評分中的權重。
26、優選的，所述優化處理模塊根據水面監測歷史數據與歷史洪水頻次設定水面顏色波動指數標準值范圍，當水面顏色波動指數uz超出或低于水面顏色波動指數標準值范圍時，由優化處理模塊調整無人機監測路線和監測角度。
27、優選的，所述優化處理模塊根據監測水面周圍的天氣歷史數據與歷史洪水數據設定水文氣象影響指數標準值范圍，當水文氣象影響指數gz超出或者低于水文氣象影響指數標準值范圍時，由優化處理模塊調整圖像的對比度和亮度，以減少雨水對圖像質量的影響；在霧天條件下，可以使用去霧算法來提高圖像的可見性數據，來優化系統的圖像處理功能。
28、優選的，所述優化處理模塊根據洪水測流異常評分ez評估洪水期間系統測流異常情況，當水測流異常評分ez低于100分，由優化處理模塊增設聲學多普勒流速剖面儀監測點。
29、與現有技術相比，本專利技術提供了一種基于水利監測環境的圖像優化方法，具備以下有益效果：
30、1、本專利技術通過計算水面顏色波動指數uz，該公式綜合流速數據、水底暗流影響系數以及不同區域水面顏色數據，能夠更全面地反映水域的實時狀態，并且將算出的指數與預設值進行比較，重新設定或調整各個區域的水面顏色對比度和亮度，有助于精確捕捉到局部區域水流的異常變化，當計算出的水面顏色波動指數超出或低于預設的范圍時，優化處理模塊可以自動調整無人機的監測路線和角度，能在減少人工干預的同時，提高監測效率，該計算公式還能作為預警系統的一部分，通過監測水面顏色的波動，及時預測可能的洪水，為防洪措施提供支持。
31、2、本專利技術通過計算洪水測流異常評分ez，公式同時考慮異常流速、水面顏色對比度和異常降水量這三個維度的數據，使得評估結果更加全面，這種多維度的方法能夠捕捉到多角度風險信號，從而提高預警的準確性，優化處理模塊根據洪水測流異常評分ez評估洪水期間系統測流異常情況，當水測流異常評分ez低于100分，優化處理模塊會自動增設聲學多普勒流速剖面儀監測點，以增強對關鍵區域的監測能力，這種自適應性的監測策略能有效利用資源，從而提高系統的監測效率，使系統在高洪水期間能夠正常進行布置和測量，且數據率高、適應能力強的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述水利環境單元根據水利環境數據特征將某一時間點實時收集的水位數據和流速數據分別編號為Hi、Vi。
3.根據權利要求1所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述天氣數據單元中天氣實時數據包括水域附近的溫度、濕度、氣壓、風速、風向、降水量和云量數據，所述水域附近的溫度、濕度、風速、風向、降水量和云量數據編號為T、X、J、S、L、P。
4.根據權利要求1所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述無人機監測單元根據水面圖像數據特征將不同區域水面顏色數據編號為q1、q2、q3、…qn。
5.根據權利要求4所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述水面亮度調整單元根據水利環境數據和水面圖像數據計算水面顏色波動指數Uz，其計算公式為：
6.根據權利要求3所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述水文氣象影響單元根據水利環境數據和天氣
7.根據權利要求4所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述洪水測流異常分析單元根據水利環境數據、水面圖像數據和天氣實時數據計算洪水測流異常評分Ez，其計算公式為：
8.根據權利要求5所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述優化處理模塊根據水面監測歷史數據與歷史洪水頻次設定水面顏色波動指數標準值范圍，當水面顏色波動指數Uz超出或低于水面顏色波動指數標準值范圍時，由優化處理模塊調整無人機監測路線和監測角度。
9.根據權利要求6所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述優化處理模塊根據監測水面周圍的天氣歷史數據與歷史洪水數據設定水文氣象影響指數標準值范圍，當水文氣象影響指數Gz超出或者低于水文氣象影響指數標準值范圍時，由優化處理模塊調整圖像的對比度和亮度，以減少雨水對圖像質量的影響；在霧天條件下，可以使用去霧算法來提高圖像的可見性數據，來優化系統的圖像處理功能。
10.根據權利要求7所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述優化處理模塊根據洪水測流異常評分Ez評估洪水期間系統測流異常情況，當水測流異常評分Ez低于100分，由優化處理模塊增設聲學多普勒流速剖面儀監測點。
...【技術特征摘要】
1.一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述水利環境單元根據水利環境數據特征將某一時間點實時收集的水位數據和流速數據分別編號為hi、vi。
3.根據權利要求1所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述天氣數據單元中天氣實時數據包括水域附近的溫度、濕度、氣壓、風速、風向、降水量和云量數據，所述水域附近的溫度、濕度、風速、風向、降水量和云量數據編號為t、x、j、s、l、p。
4.根據權利要求1所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述無人機監測單元根據水面圖像數據特征將不同區域水面顏色數據編號為q1、q2、q3、…qn。
5.根據權利要求4所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述水面亮度調整單元根據水利環境數據和水面圖像數據計算水面顏色波動指數uz，其計算公式為：
6.根據權利要求3所述的一種基于水利監測環境的圖像優化方法，其特征在于：所述水文氣象影響單元根據水利環境數據和天氣實時數據計算水文氣象影響指數gz，其計算公式為：
7.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅敏，自青，劉曉玲，楊勇奎，
申請(專利權)人：四川水利職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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