摄像头在水文测验中的应用

吴佩强， 吴振岩

（承德水文水资源勘测局，河北 承德 067000）

摄像头在水文测验中的应用

吴佩强， 吴振岩

（承德水文水资源勘测局，河北 承德 067000）

随着网络在水文测站的普及，为方便实施洪水测量远程监控，摄像头在水文测验上的应用越来越迫切，文章从观测水位、缆道测流、吊箱测流、浮标测流多个方面分析了摄像头在洪水测验中应用的技术要求并针对性的提出了解决措施。

摄像头；水文；应用

摄像头(CAMERA)又称为电脑相机、电脑眼等，是一种视频输入设备，被广泛的运用于视频会议，远程医疗及实时监控等方面。普通的人也可以彼此通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通。另外，人们还可以将其用于当前各种流行的数码影像、影音处理。

随着计算机在水文测站的普及，ADSL网络在大部分水文测站也得到了应用。根据现有摄像头的特点，下面对摄像头在水文站的应用技术要求和解决措施分别介绍。

1 观测水位

摄像头观测水位。在室外安装立杆或依附载体安装监控摄像头，采用正面摄像或侧面摄像拍摄基本水尺断面图像。这种方式的优点是，白天室外自然光环境水尺光照充分，尺面图像分明，能拍摄和记录水尺水位变化的主要转折点和相应时间。晚上水尺处环境受到远红外光线照射，在环境照明充分的情况下也可得到满意的夜间影像。该种安装方式，根据夜间的环境照度情况可选用低照度监控摄像头或普通照度监控摄像头。这种安装方式的缺点是，安装位置受景观限制，布线略麻烦，某些项目需要涉及切割路面，需要考虑室外景观环境。

2 缆道微波观测流量

数字化无线视频监控技术是指将数字无线网络如无线局域网（WIFI、WIMAX）、3G 网络、卫星通信网络等技术，运用到视频监控图像传输中。无线视频监控技术由于不受线缆和地域限制，是传统有线监控重要的补充，主要满足于远距离、移动点、恶劣环境等特殊场景的视频监控需求，受微波信号的频段、发射功率等因素影响，各种数字无线网络传输技术在网传速率、覆盖范围等技术参数差异很大，具体见下表1

表1

由于成本原因，目前在视频监控行业主要使用无线局域网和3G网络技术。考虑到水文站的实际需要，应该使用有效距离500-800米无线微波影音传输，发射接收信号自动锁频，图像更稳定；市场上成品价钱相对便宜体积较小尺寸:15×15×15mm便于安装使用12V锂电池组至接收器控制盒12V输入端，功率消耗：200mA能够保证长时间测流的需要。使用的主要优点是能够时时观测测流测点的水情，更准确的观测测点的水深及统计测点流速。不受周围环境和天气的影响测量速度及上游有漂浮物，能够及时发现提升流速仪。安装拆卸方便，对影像资料进行保存以便进行分析使用。

3 吊箱测流应用

利用远红外微波摄像头在吊箱上主要是为了节省测流时间。在吊箱上方选一合适的固定点用于固定摄像头。当有较大洪水需要利用吊箱进行测流时，将无线摄像头安装在固定点固定，安装流速仪等设备进行测流，操作室、操作人员不用再像以前一样等测流人员利用对讲机、旗子、灯光等发出信号再操作控制箱。只要通过监视器观看测流人员的动作手势就能进行对控制箱的控制。还能够对测流人员周围环境进行查看（主要观察测点上游水情），能够更快更准完成测流任务。

4 浮标法测流应用

选取固定点进行浮标法测流，由于摄像头市场起步较晚，摄像头的实际应用不够广泛，专业化摄像头的应用在水文测验可以根据水文实际需要进行选择，这样利用远距离，有效距离100米，高像素、高质量图像传感器（CCD），大视角的广角摄像头固定到钢塔、建筑物等固定点再配以高亮度，较大功率LED灯对所用断面进行照射。利用摄像头俯角能够在监视器上形成一个有入水出水，根据俯角在监视器上等够算出漂浮物运行到每条垂线的起点距，再根据这条垂线浮标进入离开监视器所经过的距离（利用小平板原理，算出各条垂线浮标的间距。最好标注到大断面图上，方便需要时直接查找）和运行时间（专业监控软件都带时间只需调出进入，离开图像所用时间就出来了），利用最近大断面查出测点水深进行浮标法测流。因为监控资料可以从计算机调出，可以同流速仪法测流资料进行验证浮标系数，对于断面稳定的水文测站（才用临时曲线的水文测站）利用高中低水各测点的平均流速根据水位绘制水位流速曲线图。根据流量资料与浮标资料进行分析，可以实现根据某一条主要垂线流速与水位在曲线上查的其他垂线流速进行流量测验的目的。利用计算机设计简单测流软件，实现水文测站流量等信息及时出成果，为水情发报节约时间。

以上是对摄像头在水文测验上的应用的可行性及技术要求做以分析，主要需要使用的是摄像头、稳压电源（给摄像头供电，一般12V）、硬盘（现在主流选用500G或者1TB）、视频卡、监控软件。如果水文测站有宽带可以进行远程监控需要使用路由器设置网址，方便远程监控。水文测站电脑为了保证实时监控需要更改一些设置。自动开机主要是保证来电后系统能够及时启动，主要步骤：

步骤一:

启动系统按DEL,进入BIOS,然后选中POWER MANAGEMENT FEATURES，(电源管理设置),回车进入，在电源窗口中找到RESTORE ON AC/POWER LOSS项,按回车,然后通过方向键设置其值为POWER ON。

步骤二:

选中RESUME ON RTC ALARM并按回车,接着通过方向键设置其值为“ENABLE”。

步骤三:

选中RTC ALARM DATE按回车,然后将其值设定为EVERYDAY,表示每天都进行一样的操作,按照同样的方法,分别将 RTC ALARM HOURS、RTC ALARM MINUTE、RTM ALARM SECOND 设 置 为07、15、00,这表示开机时间为早上的 7:15:00,全部设置好后,按F10,保存并重新启动。除此外摄像头还可以与其他设备结合实现水温、气温等水文测验数据的统计。

摄像头在水文测验中的广泛应用，会高效率的利用电脑为水文提供服务，充分利用现有设备经过简单改造，降低劳动量，提高工作精度，为水文更好更快发展提供技术支撑。

X832

A

1005-1554（2011）02-0019-02

2011-03-19

吴佩强（1969-），男，河北承德人，承德水文水资源勘测局工程师。