CN112362136A - 一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及遥感监测设备领域的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，包括固定锥，固定锥有套筒，套筒有进水孔，套筒有方形滑槽，套筒有滑板，滑板有空腔，滑板有顶板，顶板有凸块，凸块有尺板，套筒有支撑板，支撑板有直孔，支撑板有调节结构，调节结构包括驱动电机、第一U形板、第一连接块、第二U形板、电动推杆、第三U形板和第二连接块，驱动电机有第二U形板，第二U形板有电动推杆，电动推杆有第三U形板，第三U形板有第二连接块，第二连接块有摄像机，第二U形板有第一U形板，第一U形板有第一连接块，第一连接块与摄像机连接，本发明通过遥感图像处理技术的图片实现水库库容动态定量监测。

Description

一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备

技术领域

本发明涉及遥感监测设备领域，具体涉及一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备。

背景技术

水库，一般的解释为“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。”它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。有时天然湖泊也称为水库（天然水库）。水库规模通常按库容大小划分，分为小型、中型、大型等。

水位及库容监测是实时掌握水库水情变化，科学预警洪涝灾害、提升防汛指挥能力、降低雨洪灾害损失的重要手段，监视水库的水位及库容变化，预测洪水的到来，提前告诉人们做好家中财物的保护工作。

现有的水位及库容监测都是采用水位测量杆进行测量水位，但是现在观察水位测量杆的数据不能直接进行读取，容易造成误差，不利于动态定量监测，同时，定量监测设备不方便测量水位变化速度。

基于此，本发明设计了一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备以解决上述问题。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，能够有效地克服现有技术所存在现在观察水位测量杆的数据不能直接进行读取，容易造成误差，不利于动态定量监测，同时，定量监测设备不方便测量水位变化速度的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，包括固定锥和摄像机，所述固定锥的顶部活动连接有用于减缓水流动性的套筒，所述套筒的下端沿着圆周方向均匀固定连接有用于水流通的进水孔，所述套筒内开设有方形滑槽，所述套筒通过方形滑槽贴合滑动连接有滑板，所述滑板开设有用于增大滑板浮力的空腔，所述滑板的顶部密封固定连接有顶板，所述顶板的顶部对称固定连接有凸块，所述凸块之间固定连接有用于测量水位的尺板，所述套筒的顶部连接有支撑板，所述支撑板的中端处开设有用于尺板上下滑动的直孔，所述支撑板的顶部左端设有用于摄像机摄像位置调节的调节结构，所述调节结构包括驱动电机、第一U形板、第一连接块、第二U形板、电动推杆、第三U形板和第二连接块，所述驱动电机的输出端顶部贯穿支撑板固定连接有第二U形板，所述第二U形板的上端横向部位通过固定连接的铰链转动连接有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端底部固定连接有第三U形板，所述第三U形板的底部通过固定连接的转轴转动连接有第二连接块，所述第二连接块的底部固定连接有用于对尺板进行摄像的摄像机，所述第二U形板的直立部位中端处固定连接有第一U形板，所述第一U形板的外端通过固定连接的转轴转动连接有第一连接块，所述第一连接块的右端与摄像机的左端中端处固定连接，所述支撑板的顶部设有用于测量水位上升速度的速度测量结构，所述支撑板的顶部固定安装有安装箱，所述安装箱的左侧壁通过固定连接的锁扣和铰链转动连接有门板，所述安装箱内固定安装有Wifi模块和单片机。

更进一步地，所述固定锥和套筒之间的连接方式为螺纹连接。

更进一步地，所述套筒的顶部固定连接有连接板，所述连接板通过螺栓与支撑板固定连接。

更进一步地，所述驱动电机固定安装在支撑板的底部。

更进一步地，所述速度测量结构包括通孔、红外发生器、L形支撑板、红外接收器和计时器，所述套筒的上均匀开设有通孔，所述L形支撑板对设置在尺板的左右两侧，所述L形支撑板分别固定安装有红外发生器和红外接收器，所述红外发生器和红外接收器与单片机电性连接，所述单片机电性连接有计时器。

更进一步地，所述L形支撑板通过螺栓固定安装在支撑板。

更进一步地，所述计时器固定安装在安装箱内。

更进一步地，所述红外发生器发生的红外线通过通孔后被红外接收器进行接收，尺板向上移动挡住红外发生器发生的红外线计时器开始计时，红外发生器发生的红外线再次通过通孔后被红外接收器进行接收，计时器停止计时。

更进一步地，所述通孔之间的距离为10cm。

更进一步地，所述Wifi模块与外界控制结构通过无线信号连接，所述Wifi模块与单片机电性连接，所述单片机与驱动电机和电动推杆电性连接。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明进水孔便于水进入套筒的方形滑槽，方形滑槽的水对滑板产生浮力推动滑板顶部的尺板向上移动，方形滑槽的水流动性小，尺板能稳定移动，尺板的刻度稳定变化，水位测量更加准确。

2、本发明通过外界控制结构控制Wifi模块，Wifi模块控制单片机，单片机控制摄像机，摄像机处于水平时摄像机对尺板进行照相处理，再将尺板的水位体现数值通过遥感图像处理技术传递给外界控制结构，外界控制结构通过遥感图像处理技术的图片实现水库库容动态定量监测，同时，时单片机控制调节结构的驱动电机和电动推杆，驱动电机带动第二U形板转动，第二U形板带动摄像机在水平方向转动，电动推杆通过第三U形板和第二连接块带动摄像机在竖直方向转动，方便摄像机转动不同位置观察水库水面的具体情况，便于实际使用。

3、本发明通过速度测量结构红外发生器发生的红外线通过通孔后被红外接收器进行接收，尺板向上移动挡住红外发生器发生的红外线计时器开始计时，红外发生器发生的红外线再次通过通孔后被红外接收器进行接收，计时器停止计时，计时器计时时间传递给单片机，再通过Wifi模块传递给控制结构，通孔之间的距离除以计时器计时时间可准确得出水位变化速度，便于准确掌握水库水位变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的结构剖视图；

图3为本发明的支撑板及其连接结构后视图；

图4为本发明的支撑板及其连接结构正视图；

图5为本发明的安装箱及其连接结构剖视图；

图6为本发明的固定锥及其连接结构示意图；

图7为本发明的图2的A处结构放大示意图；

图8为本发明的图2的B处结构放大示意图；

图中的标号分别代表：1.固定锥 2.套筒 3.支撑板 4.安装箱 5.尺板 6.通孔 7.红外发生器 8.连接板 9.L形支撑板 10.红外接收器 11.驱动电机 12.第一U形板 13.第一连接块 14.第二U形板 15.电动推杆 16.第三U形板 17.第二连接块 18.直孔 19.门板 20.摄像机 21.单片机 22.计时器 23.Wifi模块 24.滑板 25.进水孔 26.方形滑槽 27.空腔28.顶板 29.凸块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1-8所示一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，包括固定锥1和摄像机20，固定锥1的顶部活动连接有用于减缓水流动性的套筒2，固定锥1和套筒2之间的连接方式为螺纹连接，套筒2的下端沿着圆周方向均匀固定连接有用于水流通的进水孔25，套筒2内开设有方形滑槽26，套筒2通过方形滑槽26贴合滑动连接有滑板24，滑板24开设有用于增大滑板24浮力的空腔27，滑板24的顶部密封固定连接有顶板28，顶板28的顶部对称固定连接有凸块29，凸块29之间固定连接有用于测量水位的尺板5，套筒2的顶部连接有支撑板3，套筒2的顶部固定连接有连接板8，连接板8通过螺栓与支撑板3固定连接，支撑板3的中端处开设有用于尺板5上下滑动的直孔18，支撑板3的顶部左端设有用于摄像机20摄像位置调节的调节结构，进水孔25便于水进入套筒2的方形滑槽26，方形滑槽26的水对滑板24产生浮力推动滑板24顶部的尺板5向上移动，方形滑槽26的水流动性小，尺板5能稳定移动，尺板5的刻度稳定变化，水位测量更加准确。

实施例2

实施例2是对实施例1的进一步改进。

如图1-8所示一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，包括固定锥1和摄像机20，固定锥1的顶部活动连接有用于减缓水流动性的套筒2，固定锥1和套筒2之间的连接方式为螺纹连接，套筒2的下端沿着圆周方向均匀固定连接有用于水流通的进水孔25，套筒2内开设有方形滑槽26，套筒2通过方形滑槽26贴合滑动连接有滑板24，滑板24开设有用于增大滑板24浮力的空腔27，滑板24的顶部密封固定连接有顶板28，顶板28的顶部对称固定连接有凸块29，凸块29之间固定连接有用于测量水位的尺板5，套筒2的顶部连接有支撑板3，套筒2的顶部固定连接有连接板8，连接板8通过螺栓与支撑板3固定连接，支撑板3的中端处开设有用于尺板5上下滑动的直孔18，支撑板3的顶部左端设有用于摄像机20摄像位置调节的调节结构，调节结构包括驱动电机11、第一U形板12、第一连接块13、第二U形板14、电动推杆15、第三U形板16和第二连接块17，驱动电机11固定安装在支撑板3的底部，驱动电机11的输出端顶部贯穿支撑板3固定连接有第二U形板14，第二U形板14的上端横向部位通过固定连接的铰链转动连接有电动推杆15，电动推杆15的伸缩端底部固定连接有第三U形板16，第三U形板16的底部通过固定连接的转轴转动连接有第二连接块17，第二连接块17的底部固定连接有用于对尺板5进行摄像的摄像机20，第二U形板14的直立部位中端处固定连接有第一U形板12，第一U形板12的外端通过固定连接的转轴转动连接有第一连接块13，第一连接块13的右端与摄像机20的左端中端处固定连接，支撑板3的顶部设有用于测量水位上升速度的速度测量结构，支撑板3的顶部固定安装有安装箱4，安装箱4的左侧壁通过固定连接的锁扣和铰链转动连接有门板19，安装箱4内固定安装有Wifi模块23和单片机21，外界控制结构控制Wifi模块23，Wifi模块23控制单片机21，单片机21控制摄像机20，摄像机20处于水平时摄像机20对尺板5进行照相处理，再将尺板5的水位体现数值通过遥感图像处理技术传递给外界控制结构，外界控制结构通过遥感图像处理技术的图片实现水库库容动态定量监测，同时，时单片机21控制调节结构的驱动电机11和电动推杆15，驱动电机11带动第二U形板14转动，第二U形板14带动摄像机20在水平方向转动，电动推杆15通过第三U形板16和第二连接块17带动摄像机20在竖直方向转动，方便摄像机20转动不同位置观察水库水面的具体情况，便于实际使用。

实施例3

实施例3是对实施例1的进一步改进。

如图1-8所示一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，包括固定锥1和摄像机20，固定锥1的顶部活动连接有用于减缓水流动性的套筒2，套筒2的下端沿着圆周方向均匀固定连接有用于水流通的进水孔25，套筒2内开设有方形滑槽26，套筒2通过方形滑槽26贴合滑动连接有滑板24，滑板24开设有用于增大滑板24浮力的空腔27，滑板24的顶部密封固定连接有顶板28，顶板28的顶部对称固定连接有凸块29，凸块29之间固定连接有用于测量水位的尺板5，套筒2的顶部连接有支撑板3，支撑板3的中端处开设有用于尺板5上下滑动的直孔18，支撑板3的顶部左端设有用于摄像机20摄像位置调节的调节结构，调节结构包括驱动电机11、第一U形板12、第一连接块13、第二U形板14、电动推杆15、第三U形板16和第二连接块17，驱动电机11的输出端顶部贯穿支撑板3固定连接有第二U形板14，第二U形板14的上端横向部位通过固定连接的铰链转动连接有电动推杆15，电动推杆15的伸缩端底部固定连接有第三U形板16，第三U形板16的底部通过固定连接的转轴转动连接有第二连接块17，第二连接块17的底部固定连接有用于对尺板5进行摄像的摄像机20，第二U形板14的直立部位中端处固定连接有第一U形板12，第一U形板12的外端通过固定连接的转轴转动连接有第一连接块13，第一连接块13的右端与摄像机20的左端中端处固定连接，支撑板3的顶部设有用于测量水位上升速度的速度测量结构，速度测量结构包括通孔6、红外发生器7、L形支撑板9、红外接收器10和计时器22，套筒2的上均匀开设有通孔6，L形支撑板9对设置在尺板5的左右两侧，L形支撑板9分别固定安装有红外发生器7和红外接收器10，红外发生器7和红外接收器10与单片机21电性连接，单片机21电性连接有计时器22，L形支撑板9通过螺栓固定安装在支撑板3，计时器22固定安装在安装箱4内，红外发生器7发生的红外线通过通孔6后被红外接收器10进行接收，尺板5向上移动挡住红外发生器7发生的红外线计时器22开始计时，红外发生器7发生的红外线再次通过通孔6后被红外接收器10进行接收，计时器22停止计时，通孔6之间的距离为10cm，Wifi模块23与外界控制结构通过无线信号连接，Wifi模块23与单片机21电性连接，单片机21与驱动电机11和电动推杆15电性连接，支撑板3的顶部固定安装有安装箱4，安装箱4的左侧壁通过固定连接的锁扣和铰链转动连接有门板19，安装箱4内固定安装有Wifi模块23和单片机21，速度测量结构红外发生器7发生的红外线通过通孔6后被红外接收器10进行接收，尺板5向上移动挡住红外发生器7发生的红外线计时器22开始计时，红外发生器7发生的红外线再次通过通孔6后被红外接收器10进行接收，计时器22停止计时，计时器22计时时间传递给单片机21，再通过Wifi模块23传递给控制结构，通孔6之间的距离除以计时器22计时时间可准确得出水位变化速度，便于准确掌握水库水位变化。

使用时如图1-8所示，将固定锥1和套筒2连接好，固定锥1固定安装在指定位置，安装好后进水孔25便于水进入套筒2的方形滑槽26，方形滑槽26的水对滑板24产生浮力推动滑板24顶部的尺板5向上移动，方形滑槽26的水流动性小，尺板5能稳定移动，尺板5的刻度稳定变化，水位测量更加准确，外界控制结构控制Wifi模块23，Wifi模块23控制单片机21，单片机21控制摄像机20，摄像机20处于水平时摄像机20对尺板5进行照相处理，再将尺板5的水位体现数值通过遥感图像处理技术传递给外界控制结构，外界控制结构通过遥感图像处理技术的图片实现水库库容动态定量监测，同时，时单片机21控制调节结构的驱动电机11和电动推杆15，驱动电机11带动第二U形板14转动，第二U形板14带动摄像机20在水平方向转动，电动推杆15通过第三U形板16和第二连接块17带动摄像机20在竖直方向转动，方便摄像机20转动不同位置观察水库水面的具体情况，便于实际使用；其中，速度测量结构红外发生器7发生的红外线通过通孔6后被红外接收器10进行接收，尺板5向上移动挡住红外发生器7发生的红外线计时器22开始计时，红外发生器7发生的红外线再次通过通孔6后被红外接收器10进行接收，计时器22停止计时，计时器22计时时间传递给单片机21，再通过Wifi模块23传递给控制结构，通孔6之间的距离除以计时器22计时时间可准确得出水位变化速度，便于准确掌握水库水位变化。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，包括固定锥（1）和摄像机（20），其特征在于：所述固定锥（1）的顶部活动连接有用于减缓水流动性的套筒（2），所述套筒（2）的下端沿着圆周方向均匀固定连接有用于水流通的进水孔（25），所述套筒（2）内开设有方形滑槽（26），所述套筒（2）通过方形滑槽（26）贴合滑动连接有滑板（24），所述滑板（24）开设有用于增大滑板（24）浮力的空腔（27），所述滑板（24）的顶部密封固定连接有顶板（28），所述顶板（28）的顶部对称固定连接有凸块（29），所述凸块（29）之间固定连接有用于测量水位的尺板（5），所述套筒（2）的顶部连接有支撑板（3），所述支撑板（3）的中端处开设有用于尺板（5）上下滑动的直孔（18），所述支撑板（3）的顶部左端设有用于摄像机（20）摄像位置调节的调节结构，所述调节结构包括驱动电机（11）、第一U形板（12）、第一连接块（13）、第二U形板（14）、电动推杆（15）、第三U形板（16）和第二连接块（17），所述驱动电机（11）的输出端顶部贯穿支撑板（3）固定连接有第二U形板（14），所述第二U形板（14）的上端横向部位通过固定连接的铰链转动连接有电动推杆（15），所述电动推杆（15）的伸缩端底部固定连接有第三U形板（16），所述第三U形板（16）的底部通过固定连接的转轴转动连接有第二连接块（17），所述第二连接块（17）的底部固定连接有用于对尺板（5）进行摄像的摄像机（20），所述第二U形板（14）的直立部位中端处固定连接有第一U形板（12），所述第一U形板（12）的外端通过固定连接的转轴转动连接有第一连接块（13），所述第一连接块（13）的右端与摄像机（20）的左端中端处固定连接，所述支撑板（3）的顶部设有用于测量水位上升速度的速度测量结构，所述支撑板（3）的顶部固定安装有安装箱（4），所述安装箱（4）的左侧壁通过固定连接的锁扣和铰链转动连接有门板（19），所述安装箱（4）内固定安装有Wifi模块（23）和单片机（21）。

2.根据权利要求1所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述固定锥（1）和套筒（2）之间的连接方式为螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述套筒（2）的顶部固定连接有连接板（8），所述连接板（8）通过螺栓与支撑板（3）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述驱动电机（11）固定安装在支撑板（3）的底部。

5.根据权利要求1所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述速度测量结构包括通孔（6）、红外发生器（7）、L形支撑板（9）、红外接收器（10）和计时器（22），所述套筒（2）的上均匀开设有通孔（6），所述L形支撑板（9）对设置在尺板（5）的左右两侧，所述L形支撑板（9）分别固定安装有红外发生器（7）和红外接收器（10），所述红外发生器（7）和红外接收器（10）与单片机（21）电性连接，所述单片机（21）电性连接有计时器（22）。

6.根据权利要求5所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述L形支撑板（9）通过螺栓固定安装在支撑板（3）。

7.根据权利要求6所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述计时器（22）固定安装在安装箱（4）内。

8.根据权利要求7所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述红外发生器（7）发生的红外线通过通孔（6）后被红外接收器（10）进行接收，尺板（5）向上移动挡住红外发生器（7）发生的红外线计时器（22）开始计时，红外发生器（7）发生的红外线再次通过通孔（6）后被红外接收器（10）进行接收，计时器（22）停止计时。

9.根据权利要求8所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述通孔（6）之间的距离为10cm。

10.根据权利要求8所述的一种基于遥感图像处理的水库库容动态定量监测设备，其特征在于，所述Wifi模块（23）与外界控制结构通过无线信号连接，所述Wifi模块（23）与单片机（21）电性连接，所述单片机（21）与驱动电机（11）和电动推杆（15）电性连接。

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