基于3G网络的河道冰凌图像遥测系统设计与冰凌密度分析
  • 【摘要】

    水结成冰是冬天的天然规律。春季,随气温的升高当封冻的河道解冻时,破碎的冰块在河水的推动下会形成冰凌,冰凌将会影响到河道航运、水文预报、水利发电、给排水工程和水电水利设施建设等多个领域的正常运行。凌汛是河流里的冰凌对水流的阻力作用而引起的一种涨水现象[1],凌汛的扩大将会威胁到河道流域两岸居民生命财产及水电工程设施的安全运行。因此,对冰凌进行快速、其危害主要表现在:由冰塞、冰坝引发的洪水决堤漫滩形成... 展开>>水结成冰是冬天的天然规律。春季,随气温的升高当封冻的河道解冻时,破碎的冰块在河水的推动下会形成冰凌,冰凌将会影响到河道航运、水文预报、水利发电、给排水工程和水电水利设施建设等多个领域的正常运行。凌汛是河流里的冰凌对水流的阻力作用而引起的一种涨水现象[1],凌汛的扩大将会威胁到河道流域两岸居民生命财产及水电工程设施的安全运行。因此,对冰凌进行快速、其危害主要表现在:由冰塞、冰坝引发的洪水决堤漫滩形成冰凌灾害,受温度变化的冰压力对各种水工建筑物形成的危害。实时监控,对于冰凌灾害防治具有重要的实践意义。
      近年来,随着卫星遥感监测、计算机数据处理、无线网络传输、传感器与电子信息处理等技术的飞速发展,目前已形成了以遥感宏观监测、地面微观监测、计算机模拟预报为辅助的冰凌监测技术体系,在冰凌监测中发挥着越来越重要的作用[2-3]。实时性强、预报直观、方便快捷的冰情检测方法已经成为冰情检测与预报实际工程应用中的主要技术手段。目前对冰凌现场的实时监测方法有:人工望远镜目估法、地电冰凌测试法、探地雷达扫描法以及卫星遥感监测等方法[4-5]。
      随着安防监控系统数字化,传统通讯行业新技术的迅猛发展,TD-SCDMA,CDMA2000,WCDMA等三种3G通信新技术已被国家工信部批准入市,3G高带宽的无线接入,可以支持在任意地点上传图像与接受远方图像[6]。目前3G网络上传带宽能够达到384kbps,足以传送1路CIF实时图像,使过去无法实现的通信技术难题,在3G无线传输技术的提升下得以解决[7]。
      基于3G无线网络的这种优势,本文设计了一种适用于野外无供电条件下的河道冰凌图像远程遥测系统,完成了系统整体结构、运行模式和关键电路的设计与集成以及图像处理模块的选型[8]。
      设计研制的冰凌图像远程遥测系统具有通过3G无线网络将上位微机图像监测控制命令传送到河道现场,实时控制现场控制摄像头的旋转角度、方向及焦距,实现对被监测河道区域冰凌图像的多视角实时在线监测的功能;系统在河道现场采集获得的冰情图像数据可以经电信天翼3G无线网络CDMA2000上传到Internet公网,既可以供监控人员在测报中心的PC机上实时浏览冰情与冰凌图像[9],也可以在3G智能终端浏览冰凌图像,实现了对冰情的图像远程快速、实时监控;通过系统上位微机图像处理软件还可以对接收到的冰凌图像信号进行动态阈值分割算法处理,进而获得观测区域河道水面冰凌密度数值。 收起<<

  • 【作者】

    戎军飞 

  • 【学科专业】

    测试计量技术及仪器

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    太原理工大学

  • 【导师姓名】

    秦建敏

  • 【学位年度】

    2016

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    冰凌图像  3G无线网络  冰凌密度  河道解冻  遥感监测