一种江河水位测量系统、方法及可读存储介质与流程

本发明涉及江河水位测量领域，尤其涉及一种江河水位测量系统、方法及可读存储介质。

背景技术：

1、水位信息能够作为研究气候变化和生态环境变化的重要指标，因此加强水位检测能力，有利于江河防洪减灾、提高水资源开发能力、生态环境的保护；

2、传统的水位检测，主要是通过固定地点的水文站连续观测的方式获取，特别是在地域偏僻、人烟稀少的地方，需要大量的人力物力，且传统的水位观测方法很容易受到地理环境限制。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种江河水位测量系统、方法及可读存储介质，旨在实现有效降低相关技术中测量江河水位的人力成本并提高检测准确性。

2、第一方面，本发明提供一种江河水位测量系统。

3、一种江河水位测量系统，其包括：

4、数据采集模块，其包括图像采集单元和流速测量单元，两者均设置于江河的数据采集点，并分别被配置为采集所述数据采集点处的水位图像和流速数据；

5、图像处理模块，其用于对所述水位图像进行处理并分析得到当前水位；

6、水位推算模块，其用于根据所述当前水位和所述流速数据计算得到所述数据采集点在设定时间之后的推算水位；

7、管控中心，其连接有数据库，并与所述数据采集模块、所述图像处理模块以及所述水位推算模块均通信连接。

8、进一步地，所述图像采集单元包括水位测量尺和图像获取器，所述水位图像为所述图像获取器所采集的江河液面在所述水位测量尺上所对应位置的图像；

9、所述图像处理模块根据水位图像中目标像素的数量和背景像素的数量对水位图像进行分割降噪，得到所述当前水位；其中，所述目标像素为构成所述水位图像中所述水位测量尺的像素，所述背景像素为所述水位图像中所述水位测量尺之外的像素。

10、进一步地，所述江河水位测量系统还包括数据验证模块，所述数据验证模块包括数据源验证单元和数据完整验证单元，用于验证来自所述数据采集模块采集的数据；

11、所述数据采集模块将采集的数据压缩并随机生成一串不重复的数字序列发送给数据库，同时对其采集的数据进行多项式计算生成对应信息码，并将计算结果拼接在采集的数据的尾部，接受设置于所述数据验证模块的公钥，通过所述公钥将其所采集的数据和所述数字序列进行加密，加密后的数据和数字序列发送给数据验证模块；

12、所述数据验证模块接收数据采集模块发送的加密的数据和数字序列后移交至所述数据源验证单元，数据源验证单元从数据库中获取对应数字序列，通过对应的私钥解密加密后的数据序列，将从数据库中获取的对应数据序列与解密后的数据序列进行对比；根据对比结果判断所接收数据的可靠性，若判断数据源可靠，将加密的数据通过对应私钥解密后移至数据完整验证单元，通过数据完整验证单元对采集数据的完整性进行验证；

13、所述数据完整验证单元接收解密的数据后，采用循环冗余检验码验证数据完整性，对解密后的采集数据采用多项式计算获取检验码，对比检验码和信息码，根据对比结果判断解密后的采集数据的完整性。

14、进一步地，所述流速测量单元由超声波测速仪、gps定位装置和巡船组成，所述超声波测速仪设置于所述巡船上，所述巡船行驶于江面时，按周期时间记录该位置巡船离江岸距离，并使用超声波测速仪检测长江水面流速，gps定位装置实时记录巡船位置。

15、第二方面，本发明还提供一种江河水位测量方法。

16、一种基于如上所述江河水位测量系统的测量方法，其包括以下步骤：

17、获取江河数据采集点的水位图像和流速数据；

18、对所述水位图像进行分割降噪，并从降噪后的水位图像中分析得到当前水位；

19、根据所述当前水位和所述流速数据计算得到所述数据采集点在设定时间之后的推算水位。

20、进一步地，所述对所述水位图像进行分割降噪，并从降噪后的水位图像中分析得到当前水位中，根据水位图像中目标像素的数量和背景像素的数量对水位图像进行分割降噪，得到所述当前水位；其中，所述目标像素为构成所述水位图像中水位测量尺的像素，所述背景像素为所述水位图像中水位测量尺之外的像素。

21、进一步地，所述对所述水位图像进行分割降噪，并从降噪后的水位图像中分析得到当前水位之后，对所述当前水位以及所述流速数据进行加密；

22、所述根据所述当前水位和所述流速数据计算得到所述数据采集点在设定时间之后的推算水位之前，对加密的所述当前水位和所述流速数据进行解密，并判断得到的当前水位和流速数据的来源是否可靠。

23、进一步地，所述判断得到的当前水位和流速数据的来源是否可靠之后，包括：

24、若来源可靠，判断解密得到的当前水位和流速数据是否完整。

25、进一步地，所述根据所述当前水位和所述流速数据计算得到所述数据采集点在设定时间之后的推算水位之后，还包括：

26、根据所述推算水位在预设的多个水位区间中的所属位置，输出提醒或告警信号。

27、第三方面，本发明还提供一种可读存储介质。

28、一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有江河水位测量程序，其中所述江河水位测量程序被处理器执行时，实现如上所述的测量方法的步骤。

29、本发明通过数据获取模块中的图像检测单元和流速检测单元一同进行水位图像检测和流速检测，进而在不需要相关人员前往实地检测，同时对所获得的水位图像通过分割降噪得到能准确反应出水位信息的图像，并进一步得到当前水位，最终结合流速数据可计算出未来一段时间内江河的水位变化，实现顺利使相关人员获取当前水位以及设定时间之后的推算水位，快捷简单，且具有更强的可预见性。

技术特征：

1.一种江河水位测量系统，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的江河水位测量系统，其特征在于，所述图像采集单元包括水位测量尺和图像获取器，所述水位图像为所述图像获取器所采集的江河液面在所述水位测量尺上所对应位置的图像；

3.如权利要求1所述的江河水位测量系统，其特征在于，所述江河水位测量系统还包括数据验证模块，所述数据验证模块包括数据源验证单元和数据完整验证单元，用于验证来自所述数据采集模块采集的数据；

4.如权利要求1所述的江河水位测量系统，其特征在于，所述流速测量单元由超声波测速仪、gps定位装置和巡船组成，所述超声波测速仪设置于所述巡船上，所述巡船行驶于江面时，按周期时间记录该位置巡船离江岸距离，并使用超声波测速仪检测长江水面流速，gps定位装置实时记录巡船位置。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述江河水位测量系统的测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述对所述水位图像进行分割降噪，并从降噪后的水位图像中分析得到当前水位中，根据水位图像中目标像素的数量和背景像素的数量对水位图像进行分割降噪，得到所述当前水位；其中，所述目标像素为构成所述水位图像中水位测量尺的像素，所述背景像素为所述水位图像中水位测量尺之外的像素。

7.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述对所述水位图像进行分割降噪，并从降噪后的水位图像中分析得到当前水位之后，对所述当前水位以及所述流速数据进行加密；

8.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述判断得到的当前水位和流速数据的来源是否可靠之后，包括：

9.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述当前水位和所述流速数据计算得到所述数据采集点在设定时间之后的推算水位之后，还包括：

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有江河水位测量程序，其中所述江河水位测量程序被处理器执行时，实现如权利要求5至9中任一项所述的测量方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种江河水位测量系统、方法及可读存储介质，其包括：数据采集模块，其包括图像采集单元和流速测量单元，两者均设置于江河的数据采集点，并分别被配置为采集所述数据采集点处的水位图像和流速数据；图像处理模块，其用于对所述水位图像进行处理并分析得到当前水位；水位推算模块，其用于根据所述当前水位和所述流速数据计算得到所述数据采集点在设定时间之后的推算水位；管控中心，其连接有数据库，并与所述数据采集模块、所述图像处理模块以及所述水位推算模块均通信连接。通过数据获取模块中的图像检测单元和流速检测单元一同进行水位图像检测和流速检测，得到当前水位，并结合流速数据可计算出未来一段时间内江河的水位变化。

技术研发人员：曹晟,刘文彬,贾全,张韬
受保护的技术使用者：中国铁塔股份有限公司湖北省分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12