吳佩強， 吳振巖

（承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000）

攝像頭在水文測驗中的應用

吳佩強， 吳振巖

（承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000）

隨著網絡在水文測站的普及，為方便實施洪水測量遠程監(jiān)控，攝像頭在水文測驗上的應用越來越迫切，文章從觀測水位、纜道測流、吊箱測流、浮標測流多個方面分析了攝像頭在洪水測驗中應用的技術要求并針對性的提出了解決措施。

攝像頭；水文；應用

攝像頭(CAMERA)又稱為電腦相機、電腦眼等，是一種視頻輸入設備，被廣泛的運用于視頻會議，遠程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面。普通的人也可以彼此通過攝像頭在網絡進行有影像、有聲音的交談和溝通。另外，人們還可以將其用于當前各種流行的數(shù)碼影像、影音處理。

隨著計算機在水文測站的普及，ADSL網絡在大部分水文測站也得到了應用。根據(jù)現(xiàn)有攝像頭的特點，下面對攝像頭在水文站的應用技術要求和解決措施分別介紹。

1 觀測水位

攝像頭觀測水位。在室外安裝立桿或依附載體安裝監(jiān)控攝像頭，采用正面攝像或側面攝像拍攝基本水尺斷面圖像。這種方式的優(yōu)點是，白天室外自然光環(huán)境水尺光照充分，尺面圖像分明，能拍攝和記錄水尺水位變化的主要轉折點和相應時間。晚上水尺處環(huán)境受到遠紅外光線照射，在環(huán)境照明充分的情況下也可得到滿意的夜間影像。該種安裝方式，根據(jù)夜間的環(huán)境照度情況可選用低照度監(jiān)控攝像頭或普通照度監(jiān)控攝像頭。這種安裝方式的缺點是，安裝位置受景觀限制，布線略麻煩，某些項目需要涉及切割路面，需要考慮室外景觀環(huán)境。

2 纜道微波觀測流量

數(shù)字化無線視頻監(jiān)控技術是指將數(shù)字無線網絡如無線局域網（WIFI、WIMAX）、3G 網絡、衛(wèi)星通信網絡等技術，運用到視頻監(jiān)控圖像傳輸中。無線視頻監(jiān)控技術由于不受線纜和地域限制，是傳統(tǒng)有線監(jiān)控重要的補充，主要滿足于遠距離、移動點、惡劣環(huán)境等特殊場景的視頻監(jiān)控需求，受微波信號的頻段、發(fā)射功率等因素影響，各種數(shù)字無線網絡傳輸技術在網傳速率、覆蓋范圍等技術參數(shù)差異很大，具體見下表1

表1

由于成本原因，目前在視頻監(jiān)控行業(yè)主要使用無線局域網和3G網絡技術?？紤]到水文站的實際需要，應該使用有效距離500-800米無線微波影音傳輸，發(fā)射接收信號自動鎖頻，圖像更穩(wěn)定；市場上成品價錢相對便宜體積較小尺寸:15×15×15mm便于安裝使用12V鋰電池組至接收器控制盒12V輸入端，功率消耗：200mA能夠保證長時間測流的需要。使用的主要優(yōu)點是能夠時時觀測測流測點的水情，更準確的觀測測點的水深及統(tǒng)計測點流速。不受周圍環(huán)境和天氣的影響測量速度及上游有漂浮物，能夠及時發(fā)現(xiàn)提升流速儀。安裝拆卸方便，對影像資料進行保存以便進行分析使用。

3 吊箱測流應用

利用遠紅外微波攝像頭在吊箱上主要是為了節(jié)省測流時間。在吊箱上方選一合適的固定點用于固定攝像頭。當有較大洪水需要利用吊箱進行測流時，將無線攝像頭安裝在固定點固定，安裝流速儀等設備進行測流，操作室、操作人員不用再像以前一樣等測流人員利用對講機、旗子、燈光等發(fā)出信號再操作控制箱。只要通過監(jiān)視器觀看測流人員的動作手勢就能進行對控制箱的控制。還能夠對測流人員周圍環(huán)境進行查看（主要觀察測點上游水情），能夠更快更準完成測流任務。

4 浮標法測流應用

選取固定點進行浮標法測流，由于攝像頭市場起步較晚，攝像頭的實際應用不夠廣泛，專業(yè)化攝像頭的應用在水文測驗可以根據(jù)水文實際需要進行選擇，這樣利用遠距離，有效距離100米，高像素、高質量圖像傳感器（CCD），大視角的廣角攝像頭固定到鋼塔、建筑物等固定點再配以高亮度，較大功率LED燈對所用斷面進行照射。利用攝像頭俯角能夠在監(jiān)視器上形成一個有入水出水，根據(jù)俯角在監(jiān)視器上等夠算出漂浮物運行到每條垂線的起點距，再根據(jù)這條垂線浮標進入離開監(jiān)視器所經過的距離（利用小平板原理，算出各條垂線浮標的間距。最好標注到大斷面圖上，方便需要時直接查找）和運行時間（專業(yè)監(jiān)控軟件都帶時間只需調出進入，離開圖像所用時間就出來了），利用最近大斷面查出測點水深進行浮標法測流。因為監(jiān)控資料可以從計算機調出，可以同流速儀法測流資料進行驗證浮標系數(shù)，對于斷面穩(wěn)定的水文測站（才用臨時曲線的水文測站）利用高中低水各測點的平均流速根據(jù)水位繪制水位流速曲線圖。根據(jù)流量資料與浮標資料進行分析，可以實現(xiàn)根據(jù)某一條主要垂線流速與水位在曲線上查的其他垂線流速進行流量測驗的目的。利用計算機設計簡單測流軟件，實現(xiàn)水文測站流量等信息及時出成果，為水情發(fā)報節(jié)約時間。

以上是對攝像頭在水文測驗上的應用的可行性及技術要求做以分析，主要需要使用的是攝像頭、穩(wěn)壓電源（給攝像頭供電，一般12V）、硬盤（現(xiàn)在主流選用500G或者1TB）、視頻卡、監(jiān)控軟件。如果水文測站有寬帶可以進行遠程監(jiān)控需要使用路由器設置網址，方便遠程監(jiān)控。水文測站電腦為了保證實時監(jiān)控需要更改一些設置。自動開機主要是保證來電后系統(tǒng)能夠及時啟動，主要步驟：

步驟一:

啟動系統(tǒng)按DEL,進入BIOS,然后選中POWER MANAGEMENT FEATURES，(電源管理設置),回車進入，在電源窗口中找到RESTORE ON AC/POWER LOSS項,按回車,然后通過方向鍵設置其值為POWER ON。

步驟二:

選中RESUME ON RTC ALARM并按回車,接著通過方向鍵設置其值為“ENABLE”。

步驟三:

選中RTC ALARM DATE按回車,然后將其值設定為EVERYDAY,表示每天都進行一樣的操作,按照同樣的方法,分別將 RTC ALARM HOURS、RTC ALARM MINUTE、RTM ALARM SECOND 設 置 為07、15、00,這表示開機時間為早上的 7:15:00,全部設置好后,按F10,保存并重新啟動。除此外攝像頭還可以與其他設備結合實現(xiàn)水溫、氣溫等水文測驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。

攝像頭在水文測驗中的廣泛應用，會高效率的利用電腦為水文提供服務，充分利用現(xiàn)有設備經過簡單改造，降低勞動量，提高工作精度，為水文更好更快發(fā)展提供技術支撐。

X832

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1005-1554（2011）02-0019-02

2011-03-19

吳佩強（1969-），男，河北承德人，承德水文水資源勘測局工程師。