CN114140518A - 一种水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN114140518A CN202111425874.8A CN202111425874A CN114140518A CN 114140518 A CN114140518 A CN 114140518A CN 202111425874 A CN202111425874 A CN 202111425874A CN 114140518 A CN114140518 A CN 114140518A
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郎作平
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Hangzhou Hikvision System Technology Co Ltd
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Abstract

本申请实施例公开一种水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质，涉及水位监测技术领域。所述水位高度监测方法包括：在水位监测图像上标定预设个数的虚拟参照点；建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系；确定所述各虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点；根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。

Description

一种水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及水位高度监测技术领域，尤其涉及一种水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
传统的水位高度监测通常有两种方式，一种是利用浮子式、雷达式、压力式、超声波式等传感器自动采集表征水位的模拟量，然后转换成水位数据。这种方式虽然监测数据可靠度较高，但不够直观，成本很高。另一种方式是安装水尺，人工现场或通过摄像机远程目测读数，这种方法只适用于现场安装有水尺的场合，现场适应能力有限。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质，成本低，且具有较强的现场适应性。
第一方面，本申请实施例提供一种水位高度监测方法，包括：在水位监测图像上标定预设个数的虚拟参照点；建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系；确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点；根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点，包括：提取监测图像中的水域区域轮廓；确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述确定虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括：根据两个虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，建立虚拟直线方程；将所述水域区域轮廓上的各像素点的坐标值，分别代入所述虚拟直线方程，计算所述虚拟直线方程等式两边数值的偏差；判断计算得到的所述偏差是否小于第一预设阈值，将所述偏差小于第一预设阈值的像素点放入交点集合；确定所述交点集合中像素点的个数；若所述交点集合中像素点的个数为1，则确定所述交点集合中的像素点为所述参照线与所述水域区域轮廓的交点；若所述交点集合中像素点的个数大于1，则根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括:计算所述交点集合中各像素点与一预设虚拟参照点之间的距离；将所述交点集合中、与所述预设虚拟参照点之间距离最小的一像素点，确定为所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述虚拟参照点的个数为三个；其中，所述根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
根据如下公式(1)计算所述监测图像中水域的第一高度值；根据如下公式(2)计算所述监测图像中水域的第二高度值；基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000021
Figure BDA0003378398500000022
其中，M为中间值，M根据如下公式确定：
Figure BDA0003378398500000031
LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；Lc为虚拟参照点C对应的实际水位高度值；ac为虚拟参照点A和C之间的像素距离；bc为虚拟参照点B和C之间的像素距离；bd为虚拟参照点B和D点之间的像素距离；D点为虚拟参照线上与所述水域区域轮廓的交点；ad为虚拟参照点A和所述交点D点之间的像素距离。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：将所述第一水位高度值和所述第二水位高度值的平均值，确定为所述监测图像中水域的水位高度；或者，根据所述交点在所述虚拟参照线上与相邻虚拟参照点的位置关系，以及所述相邻虚拟参照点所对应的实际水位高度值，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述根据所述交点、各虚拟参照点，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：根据所述交点在图像坐标系中的纵坐标值、各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述虚拟参照点的个数为两个；
其中，所述根据所述交点在图像坐标系中的纵坐标值、各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
根据如下公式确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000032
其中，LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；
LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；
yd为所述交点在图像坐标系中的纵坐标值；
ya为虚拟参照点A在图像坐标系中的纵坐标值；
yb为虚拟参照点B在图像坐标系中的纵坐标值。
第二方面，本申请实施例提供一种水位高度监测装置，包括：参照点标定模块，用于在水位监测图像上标定预设个数的虚拟参照点；水位关系建立模块，用于建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系；交点确定模块，用于确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点；水位高度确定模块，用于根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述交点确定模块，包括：轮廓提取子模块，用于提取监测图像中的水域区域轮廓；交点确定子模块，用于确定虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述交点确定子模块，具体用于：根据两个虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，建立虚拟直线方程；将所述水域区域轮廓上的各像素点的坐标值，分别代入所述虚拟直线方程，计算所述虚拟直线方程等式两边数值的偏差；判断计算得到的所述偏差是否小于第一预设阈值，将所述偏差小于第一预设阈值的像素点放入交点集合；确定所述交点集合中像素点的个数；若所述交点集合中像素点的个数为1，则确定所述交点集合中的像素点为所述参照线与所述水域区域轮廓的交点；若所述交点集合中像素点的个数大于1，则根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括:计算所述交点集合中各像素点与一预设虚拟参照点之间的距离；将所述交点集合中、与所述预设虚拟参照点之间距离最小的一像素点，确定为所述虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述水位高度确定模块，具体用于：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述虚拟参照点的个数为三个；
所述水位高度确定模块，包括：第一计算子模块，用于根据如下公式(1)计算所述监测图像中水域的第一高度值；
第二计算子模块，用于根据如下公式(2)计算所述监测图像中水域的第二高度值；
水位高度确定子模块，用于基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000051
Figure BDA0003378398500000052
其中，M为中间值，M根据如下公式确定：
Figure BDA0003378398500000053
LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；Lc为虚拟参照点C对应的实际水位高度值；ac为虚拟参照点A和C之间的像素距离；bc为虚拟参照点B和C之间的像素距离；bd为虚拟参照点B和D点之间的像素距离；D点为虚拟参照线上与所述水域区域轮廓的交点；ad为虚拟参照点A和所述交点D点之间的像素距离。。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述水位高度确定子模块，具体用于：将所述第一水位高度值和所述第二水位高度值的平均值，确定为所述监测图像中水域的水位高度；或者，根据所述虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点在所述虚拟参照线上的位置，以及与所述交点相邻的虚拟参照点所对应的实际水位高度值，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述水位高度确定模块，具体用于：根据所述交点在图像坐标系中的纵坐标值、各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
根据本申请实施例的一种可实现方式，所述虚拟参照点的个数为两个；其中，所述水位高度确定模块，具体用于：根据如下公式确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000061
其中，LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；
LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；
yd为所述交点在图像坐标系中的纵坐标值；
ya为虚拟参照点A在图像坐标系中的纵坐标值；
yb为虚拟参照点B在图像坐标系中的纵坐标值。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，用于执行前述任一实现方式所述的水位高度监测方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现前述任一实现方式所述的水位高度监测方法。
本申请实施例水位高度监测方法、装置、电子设备及存储介质，通过在水域监测图像上虚拟参照点，建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系，可根据虚拟参照点构成的虚拟参照线与监测图像中的水域的交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的实际水位高度。这样不需要人工现场测量，也可获得监测水域的实际水位高度，成本较低；此外，即使监测水域没有水尺，也可通过水域监测图像的图像识别，获得监测水域的实际水位高度，具有较强的现场适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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它的附图。
图1为本申请一实施例水位高度监测方法流程示意图；
图2为图1中步骤S14的流程示意图；
图3为本申请一实施例中训练素材标记示意图；
图4为本申请一实施例中获得的二值图像上叠加虚拟参照点的示意图；
图5为本申请另一实施例中获得的二值图像上叠加虚拟参照点的示意图；
图6为在图4的二值图像上虚拟参照点划分的不同区域示意图；
图7为本申请一实施例水位高度监测装置框图；
图8为本申请一实施例电子设备框图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请一实施例水位高度监测方法流程示意图，参看图1，本实施例的水位高度监测方法，包括步骤：
S11.在水位监测图像上标定预设个数的虚拟参照点。
水位监测图像，可以是对江、河、湖泊或其它水域的某个或某些区域，通过监测摄像机进行图像采集所获得的监测图像。监测图像可以是视频或图片。
监测图像可以是实时获取的监测图像，以便对监测区域的水位高低进行实时监测分析。监测图像也可以是历史监测图像，以便对监测区域过去的某个时间点的水位高低进行历史水位追踪分析。
在水位监测图像上标定虚拟参照点之前，需由人工先在监测区域现场确定实际参照点及各实际参照点所对应的实际水位高度。
实际参照点，可以是在监测区域现场的实际参照物上标定的预定个数的参照点。实际参照点的数量可以是两个、三个或其它多数个。不同的实际参照点之间上下间隔设置。
实际参照物可以是桥墩、岸边台阶、树木等其它标志物，也可是放置的水尺，还可以是在标志物上刻画的实际参照线等。
在实际参照点确定之后，可确定各实际参照点的实际水位高度。
比如，在放置的水尺上，自上而下标定三个实际参照点A0、B0、C0，该三个实际参照点的实际水位高度分别为记为LA、LB、LC。
该水尺上实际参照点A0的实际水位高度LA为：该水尺的0点基准高程与实际参照点A0在该水尺上的指示高度之和。比如，该水尺的0点基准高程为10米，实际参照点A0在该水尺上的指示高度为9米，则实际参照点A0的实际水位高度LA为19米。
同理，可确定实际参照点B0和C0的实际水位高度，即如标定点B0在该水尺上的指示高度为6米，则实际参照点B0的实际水位高度LB为16米；如标定点C0在该水尺上的指示高度为3米，则实际参照点C0的实际水位高度LC为13米。
实际参照点可均位于当时的水面之上。本申请实施例不限于此，在其它实施例中，最下面的一个或两个实际参照点也可位于当时的水面之下。
关于虚拟参照点的标定，可在电子设备(如桌面计算机或手持式终端设备等)的显示界面中展示监测图像，由人工通过绘图工具在展示的监测图像上标定虚拟参照点。具体地，可参照监测图像上所显示的实际参照点的图像，标定虚拟参照点。
在一个例子中，可将虚拟参照点标定在监测图像上所显示的实际参照点图像上，即虚拟参照点与实际参照点图像相重叠。
比如，实际参照物是一实际水尺。实际参照点A0处于实际水尺的9米刻度处，实际参照点B0处于实际水尺的6米刻度处，实际参照点C0处于实际水尺的3米刻度处。在监控图像上显示有三个实际参照点A0、B0、C0的图像。
标定时，可在实际参照点A0的图像位置标定虚拟参照点A，虚拟参照点A与实际参照点A0的图像相重叠；同理，在实际参照点B0的图像位置标定虚拟参照点B，虚拟参照点B与实际参照点B0的图像相重叠；在实际参照点C0的图像位置标定虚拟参照点C，虚拟参照点C与实际参照点C0的图像相重叠。
在另一个例子中，可将虚拟参照点标定在监测图像上所显示的实际参照点图像的侧部，且使虚拟参照点和实际参照点图像在同一图像坐标系中纵坐标方向的高度值一致(即虚拟参照点距离图像中水面的高度，与实际参照点图像距离图像中水面的高度相一致)。
比如，实际参照物是一实际水尺。实际参照点A0处于实际水尺的9米刻度处，实际参照点B0处于实际水尺的6米刻度处，实际参照点C0处于实际水尺的3米刻度处。在监控图像上显示有三个实际参照点A0、B0、C0的图像。
标定时，可在水尺图像上的9米刻度处标定虚拟参照点A，虚拟参照点A位于实际参照点A0的侧部，与实际参照点A0不重叠；同理，可在水尺图像上的6米刻度处标定虚拟参照点B，虚拟参照点B位于实际参照点B0的图像侧部，与实际参照点B0的图像不重叠；可在水尺图像上的3米刻度处标定虚拟参照点C，虚拟参照点C位于实际参照点C0的图像侧部，与实际参照点C0的图像不重叠。
S12.建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系。
各虚拟参照点所对应的实际参照点的实际水位高度，即为各虚拟参照点所对应的实际水位高度。
比如，虚拟参照点A所对应的实际参照点A0的实际水位高度为19米，虚拟参照点B所对应的实际参照点B0的实际水位高度为16米，虚拟参照点C所对应的实际参照点C0的实际水位高度为13米，则虚拟参照点A对应的实际水位高度为19米，虚拟参照点B对应的实际水位高度为16米，虚拟参照点C对应的实际水位高度为13米。
可在水位高度输入界面，输入虚拟参照点A、B、C对应的实际水位高度，以建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系。
比如，针对虚拟参照点A，输入其对应的实际水位高度19米；针对虚拟参照点B，输入其对应的实际水位高度16米；针对虚拟参照点C，输入其对应的实际水位高度13米。这样，可建立虚拟参照点A与实际水位高度19米的对应关系，虚拟参照点B与实际水位高度16米之间的对应关系，虚拟参照点C与实际水位高度13米之间的对应关系。
S13.确定各虚拟参照点构成的虚拟参照线与监测图像中的水域的交点。
各虚拟参照点构成的虚拟参照线，可以是竖直的直线(参看图4)，也可以倾斜的直线(参看图5)。
可选地，在各虚拟参照点所形成的虚拟参照线为倾斜的直线时，虚拟参照线与水陆分界线相垂直，以便在后续过程中可较为准确地确定所述虚拟参照线与水面的交点，从而提高水位高度监测的准确性。
各虚拟参照点构成的虚拟参照线，可在监测图像上显示，也可不在监测图像上显示。若在监测图像上显示虚拟参照线，可以由人工在监测图像上根据各虚拟参照点的位置绘制，例如连接各虚拟参照点以绘制出虚拟参照线；也可通过运行相关算法以实现虚拟参照线的自动绘制，例如自动连接各虚拟参照点以生成虚拟参照线。
各虚拟参照点构成的虚拟参照线在监测图像上显示时，可与监测图像中所显示的水面相交，以便更直观地看到虚拟参照线与监测图像中所显示水面的相交位置。
各虚拟参照点构成的虚拟参照线在监测图像上显示时，也可不与监测图像中所显示的水面相交，在具体计算时，可根据各虚拟参照点自动计算得到所述虚拟参照线与监测图像中所显示的水面相交位置。
可通过图像识别，识别出监测图像中的水域，并确定出各虚拟参照点构成的虚拟参照线与监测图像中的水域的交点。
S14.根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在确定虚拟参照线与监测图像中的水域的交点之后，可根据图像空间与实际物理空间之间的映射关系，得到所述交点所对应的实际水位高度，即为所述监测图像中水域的水位高度。
本申请实施例中，通过在监测图像上标定预设个数的虚拟参照点，建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系，可根据虚拟参照点构成的虚拟参照线与监测图像中的水域的交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的实际水位高度。这样不需要人工现场测量，也可获得监测水域的实际水位高度，成本较低；此外，即使监测水域没有水尺，也可通过水域监测图像的图像识别，获得监测水域的实际水位高度，具有较强的现场适应性。
在一实施例中，可利用水域提取的语义分割算法，识别出图像中的水域区域，从而确定出虚拟参照线与图像中的水域的交点。
具体地，参看图2，确定各虚拟参照点构成的虚拟参照线与监测图像中的水域的交点(步骤S13)，可包括步骤：
S131.提取监测图像中的水域区域轮廓。
可利用水域提取的语义分割算法，对监控图像进行识别，从识别结果中提取出水域区域轮廓。
语义分割是一种特殊的分类，其将输入图像的每一个像素点进行归类，图像中的每一个像素都有属于自己的类别。可基于深度学习技术，通过大量素材水域区域的标定及训练得到水域提取的语义分割算法。其中，训练素材标记可如图3所示。
比如，对于一大小为M*N的图像(M为图像宽度方向上的像素点个数，N为图像高度方向上的像素点个数)，采用水域提取的语义分割算法从中提取水域区域轮廓的步骤，可包括步骤：
S1311.对所述图像进行语义识别，得到M*N的二维矩阵。
S1312.对所述图像中的像素值做二值化处理。
在进行二值化处理时，图像中水面区域各像素点的像素值置为255，如图4所示图像中的白色区域，堤岸等背景区域各像素点的像素值置为0，如图4所示图像中的黑色区域。
对所述图像中的像素值做二值化处理后得到的图像，可称为二值图像。
S1313.提取二值图像中的水域区域轮廓。
利用轮廓提取函数，提取二值图像中的水域区域轮廓(图中包围白色区域的边界线)，得到包含轮廓上各像素点坐标的轮廓数组P。
S132.确定各虚拟参照点构成的虚拟参照线与水域区域轮廓的交点。
将标定的虚拟参照点，叠加到二值图像上。在一个例子中，如图4所示，A、B、C为叠加到二值图像上的三个虚拟参照点，通过A、B、C三点的直线即为虚拟参照线。
确定由虚拟参照点构成的虚拟参照线与水域区域轮廓的交点，可包括步骤：
S1321.建立虚拟直线方程。
在一个例子中，可选取三个虚拟参照点中的任意两个点，根据选取的两点在图像坐标系中的坐标，建立图像坐标系中的虚拟直线方程。
其中，图像坐标系为在图像中的二维坐标系。二维坐标系可根据需要设定，比如可将图像中左上角的一像素点作为二维坐标系的原点，图像的横向作为x坐标轴方向，图像的竖向作为y坐标轴方向。
本实施例中，根据A、C两点建立虚拟直线方程。因A、C两点的距离较远，根据A、C两点建立的虚拟直线方程更为准确，更便于对水域区域轮廓上的像素点在虚拟直线上的拟合计算。
根据A、C两点建立虚拟直线方程时，需要根据A、C两点在图像坐标系中的坐标，计算虚拟直线方程的斜率k和偏移量b，建立虚拟直线方程L为：y＝kx+b。
在另一实施例中，在虚拟参照点为两个点的情况下，可直接根据该两个点在图像坐标系中的坐标，建立图像坐标系中的虚拟直线方程。
S1322.计算偏差。
将水域区域轮廓上的一像素点的坐标值，代入虚拟直线方程，可计算虚拟直线方程等式两边数值的偏差。
比如，从轮廓数组P中取出第一像素点，将该像素点的坐标值(xa,ya)，带入虚拟直线方程L，计算偏差diff，其中，diff＝|ya-k*xa-b|；
S1323.建立交点集合。
判断计算得到的偏差diff是否小于第一预设阈值，若小于第一预设阈值，则将第一像素点放入交点集合N中；交点集合也可称为交点数组。
循环读取轮廓数组P中的其它各像素点，将其坐标值代入直线方程L，计算偏差是否小于第一预设阈值，将所述偏差小于第一预设阈值的其它像素点保存到交点集合N中，直至循环结束。
第一预设阈值可根据实际需要设定，比如可为3个像素大小、5个像素大小、10个像素大小、15个像素大小、20个像素大小、或30个像素大小等。
S1324.确定最佳交点。
在根据步骤S1323得到的交点集合中，若只有1个像素点，则可将该像素点确定为虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。若所述交点集合中的像素点个数大于1，则需要根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点。
在一个例子中，可根据距离最小原则，从交点集合中筛选出一最佳像素点，作为虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。具体地，根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点，可包括:计算交点集合中各像素点与预设虚拟参照点之间的距离；将交点集合中、与所述预设虚拟参照点之间距离最小的一像素点，确定为虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
其中，预设虚拟参照点可以是处于所述水域区域轮廓上方的任一虚拟参照点。优选地，可将虚拟参照点中处于最顶端的一个虚拟参照点(如A点)作为所述预设虚拟参照点。在一实施例中，根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度(步骤S14)，可包括：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一个例子中，根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，可包括：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一个具体例子中，虚拟参照点的个数为三个；其中，根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
根据如下公式(1)和公式(2)，确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000151
Figure BDA0003378398500000152
其中，M为中间值，M根据如下公式确定：
Figure BDA0003378398500000153
LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；Lc为虚拟参照点C对应的实际水位高度值；ac为虚拟参照点A和C之间的像素距离；bc为虚拟参照点B和C之间的像素距离；bd为虚拟参照点B和D点之间的像素距离；D点为虚拟参照线上与所述水域区域轮廓的交点；ad为虚拟参照点A和所述交点D点之间的像素距离。
由于虚拟参照线是一条直线，可采用直线投影变换的交比不变原理推导得出上述公式(1)和(2)。推导过程如下：
1)图像与物理空间存在如下关系：
Figure BDA0003378398500000154
其中：a、b、c、d为图像中虚拟参照线上的四个点，ac、bc、bd、ad分别为图像中a与c的像素距离、b与c的像素距离、b与d的像素距离、a与d的像素距离；AC、BC、BD、AD分别为物理空间中A与B的实际距离、B与C的实际距离、B与D的实际距离、A与D的实际距离。
ac的计算公式：
Figure BDA0003378398500000155
bc、bd、ad、AC、BC、BD、AD计算方式相同。
2)可采用平直坡段作为虚拟参照线的设置区域，可认为虚拟参照线与水平面夹角固定，假设为θ，则有：
AC＝|Lc-LA|÷sinθ
其中：BC、BD、AD的计算公式类似。
3)将AC、BC、BD、AD代入，所有sinθ相消后，可得：
Figure BDA0003378398500000161
即：
Figure BDA0003378398500000162
推出：
Figure BDA0003378398500000163
4)设：
Figure BDA0003378398500000164
则有LD：
Figure BDA0003378398500000165
或：
Figure BDA0003378398500000166
从以上推理可以看出，交点D的水位高度，只与A、B、C、D四点的像素坐标和A、B、C三点的实际水位高度有关，与A、B、C三点的空间物理坐标无关。
利用上述推导结果，代入A、B、C、D四个点的像素坐标和LA、LB、LC计算D点的水位高度有两个值，需要进行过滤处理，以最终得到监测图像中水域的水位高度。
计算得到的D点的两个水位高度值，可记为第一高度值和第二高度值。
可根据预设规则对得到的两个值进一步处理，得到监测图像中水域的水位高度。
在一个例子中，将第一高度值和第二高度值的平均值，确定为所述监测图像中水域的水位高度。
在另一个例子中，根据交点D在虚拟参照线上与相邻虚拟参照点的位置关系，以及所述相邻虚拟参照点所对应的实际水位高度值，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一个例子中，利用A、B、C三点的纵坐标大小，将虚拟参照线从上到下分成4个区域，如下图6所示。
其中，区域1对应的纵坐标范围是(0,ya)，区域2对应的纵坐标范围是(ya,yb)，区域3对应的纵坐标范围是(yb,yc),区域4对应的纵坐标范围是(yc,图像纵坐标最大值)。计算结果的处理过程如下：
1)利用计算得到的D点纵坐标值，判断D点所在的区域。如ya＜yd＜yb，则D点处于区域2中；
2)若D点处于区域2，则有LA＞LD＞LB，其他区域有类似关系；
3)将计算得到的D点水位高度值LD与LA和LB比较，如满足步骤2中的关系LA＞LD＞LB，则D点水位高度值LD即为监测图像中水域的水位高度；
4)若两个值都满足要求，则取平均值作为监测图像中水域的水位高度；
5)若两个值都不满足要求，则无计算结果；
利用以上计算方法，实际测试100个点位，水位计算结果和实际高度误差大于0.02认为识别错误，小于0.02认为识别正确。则水位计算正确数量95，计算错误数量5，该方法的计算准确率为95％。详细数据如下表所示：
Figure BDA0003378398500000181
Figure BDA0003378398500000191
Figure BDA0003378398500000201
其中，人工研判标识0为计算结果正确，标识1为计算结果错误。
上述实施例中，监测图像中水域的水位高度LD是根据公式(1)和公式(2)来确定的，在另一实施例中，也可仅根据公式(1)来确定所述监测图像中水域的水位高度LD；在又一实施例中，也可仅根据公式(2)来确定所述监测图像中水域的水位高度LD。
上述实施例中，主要是根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，来确定所述监测图像中水域的水位高度。在另一实施例中，也可根据交点和各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，确定所述监测图像中水域的水位高度。
具体地，根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度(步骤S14)，可包括：
根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一实施方式中，根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，可以包括：
根据各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定实际水位高度与各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值之间的线性模型；
根据该线性模型以及交点在图像坐标系中的纵坐标值，确定交点所对应的实际水位高度。
在一个例子中，虚拟参照点的个数为n个，n为大于1的自然数。在各虚拟参照点构成的虚拟参照线上，各虚拟参照点的纵坐标y,与各虚拟参照点对应的实际水位高度L之间，存在如下多组对应关系：
(y1,L1),(y2,L2),...,(yn,Ln)；
可根据如下公式(即实际水位高度与各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值之间的线性模型之一)确定监测图像中水域的水位高度：
L＝b1g1(y)+b2g2(y)+...+bngn(y)； 公式(3)
其中，g1(y)，g2(y)，g3(y)…，gn(y)为已知的n个线性无关的连续函数，称为基函数。对多个gj的不同选取可构成多种典型的和常用的线性模型。在一个例子中，可采用多项式基函数：gj(y)＝yj。在另一个例子中，可采用傅里叶基函数：
Figure BDA0003378398500000211
参数b可通过解关于b1,…,bn的线性方程组确定。
将所述交点在图像坐标系中的纵坐标值,代入上述公式，可计算得到实际水位高度。
在一个具体例子中，虚拟参照点的个数为两个；
其中，根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，可包括：
根据如下公式(即实际水位高度与各虚拟参照点在图像坐标系中的纵坐标值之间的线性模型之一)确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000221
其中，LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；yd为所述交点在图像坐标系中的纵坐标值；ya为虚拟参照点A在图像坐标系中的纵坐标值；yb为虚拟参照点B在图像坐标系中的纵坐标值。
其中公式(4)可根据如下方式推导得出：
1)设虚拟参照点的纵坐标为自变量y，对应的实际水位高度为因变量L，两者之间的关系如下：
L＝ky+b； 公式(5)
2)A、B两点的纵坐标与实际水位高度对应关系如下：
y L
A ya LA
B yb LB
D yd ？
3)利用A、B两点值代入公式5可求得k、b的值：
Figure BDA0003378398500000222
4)将yd代入公式5得到交点D的水位高度为：
Figure BDA0003378398500000223
参看图7，本申请实施例还提供一种水位高度监测装置20，包括：参照点标定模块22、水位关系建立模块23、交点确定模块24、以及水位高度确定模块25；其中，参照点标定模块22，用于在水位监测图像上，标定预设个数的虚拟参照点；水位关系建立模块23，用于建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系；交点确定模块24，用于确定所述各虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点；水位高度确定模块25，用于根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在一实施例中，所述交点确定模块24，包括：轮廓提取子模块，用于提取监测图像中的水域区域轮廓；交点确定子模块，用于确定虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点；
其中，所述交点确定子模块，具体用于：根据两个虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，建立虚拟直线方程；将所述水域区域轮廓上的各像素点的坐标值，分别代入所述虚拟直线方程，计算所述虚拟直线方程等式两边数值的偏差；判断计算得到的所述偏差是否小于第一预设阈值，将所述偏差小于第一预设阈值的像素点放入交点集合；确定所述交点集合中像素点的个数；若所述交点集合中像素点的个数为1，则确定所述交点集合中的像素点为所述参照线与所述水域区域轮廓的交点；若所述交点集合中像素点的个数大于1，则根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点。
本实施例中，确定虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点的过程，与前述方法实施例的技术方案的实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在一实施例中，所述根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括:计算所述交点集合中各像素点与一预设虚拟参照点之间的距离；将所述交点集合中、与所述预设虚拟参照点之间距离最小的一像素点，确定为所述虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
本实施例中，根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点的过程，与前述方法实施例的技术方案的实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在一实施例中，所述水位高度确定模块25，具体用于：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一个例子，水位高度确定模块25，具体用于：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
本实施例中，根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度的过程，与前述方法实施例的技术方案的实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在一实施例中，所述虚拟参照点的个数为三个；所述水位高度确定模块15，具体用于：根据如下公式(1)和/或公式(2)，确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000241
Figure BDA0003378398500000242
其中，M为中间值，M根据如下公式确定：
Figure BDA0003378398500000243
LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；Lc为虚拟参照点C对应的实际水位高度值；ac为虚拟参照点A和C之间的像素距离；bc为虚拟参照点B和C之间的像素距离；bd为虚拟参照点B和D点之间的像素距离；D点为虚拟参照线上与所述水域区域轮廓的交点；ad为虚拟参照点A和所述交点D点之间的像素距离。
在一实施例中，所述水位高度确定模块，包括：第一计算子模块，用于根据所述公式(1)计算所述监测图像中水域的第一高度值；第二计算子模块，用于根据所述公式(2)计算所述监测图像中水域的第二高度值；水位高度确定子模块，用于基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一实施例中，所述水位高度确定子模块，具体用于：将所述第一水位高度值和所述第二水位高度值的平均值，确定为所述监测图像中水域的水位高度；或者，根据所述虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点在所述虚拟参照线上的位置，以及与所述交点相邻的虚拟参照点所对应的实际水位高度值，确定所述监测图像中水域的水位高度。
本实施例中，根据公式(1)和公式(2)，确定所述监测图像中水域的水位高度LD的过程，与前述方法实施例的技术方案的实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在另一实施例中，也可仅根据公式(1)来确定所述监测图像中水域的水位高度LD；在又一实施例中，也可仅根据公式(2)来确定所述监测图像中水域的水位高度LD。
在一实施例中，所述交点确定子模块14，具体用于：根据所述交点在图像坐标系中的纵坐标值、各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
在一实施例中，所述虚拟参照点的个数为两个；其中，所述交点确定子模块14，具体用于：根据如下公式确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure BDA0003378398500000251
其中，LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；yd为所述交点在图像坐标系中的纵坐标值；ya为虚拟参照点A在图像坐标系中的纵坐标值；yb为虚拟参照点B在图像坐标系中的纵坐标值。
上述公式的推导过程，可参看前述方法实施例，在此不再赘述。
图8为本申请一实施例电子设备框图，参看图8，本实施例电子设备，包括：处理器81和存储器82；存储器81用于存储可执行程序代码；处理器82通过读取存储器81中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，用于执行前述方法实施例所述的水位高度监测方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
该电子设备以多种形式存在，包括但不限于：桌面计算机、移动终端设备、服务器等。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现前述任一实施例所述的水位高度监测方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种水位高度监测方法，其特征在于，包括：
在水位监测图像上标定预设个数的虚拟参照点；
建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系；
确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点；
根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
2.根据权利要求1所述的水位高度监测方法，其特征在于，确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点，包括：
提取监测图像中的水域区域轮廓；
确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
3.根据权利要求2所述的水位高度监测方法，其特征在于，所述确定虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括：
根据两个虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，建立虚拟直线方程；
将所述水域区域轮廓上的各像素点的坐标值，分别代入所述虚拟直线方程，计算所述虚拟直线方程等式两边数值的偏差；
判断计算得到的所述偏差是否小于第一预设阈值，将所述偏差小于第一预设阈值的像素点放入交点集合；
确定所述交点集合中像素点的个数；
若所述交点集合中像素点的个数为1，则确定所述交点集合中的像素点为所述参照线与所述水域区域轮廓的交点；
若所述交点集合中像素点的个数大于1，则根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点。
4.根据权利要求3所述的水位高度监测方法，其特征在于，所述根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括:
计算所述交点集合中各像素点与一预设虚拟参照点之间的距离；
将所述交点集合中、与所述预设虚拟参照点之间距离最小的一像素点，确定为所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点。
5.根据权利要求1所述的水位高度监测方法，其特征在于，所述根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
6.根据权利要求5所述的水位高度监测方法，其特征在于，所述虚拟参照点的个数为三个；
其中，所述根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
根据如下公式(1)计算所述监测图像中水域的第一高度值；
根据如下公式(2)计算所述监测图像中水域的第二高度值；
基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度；
Figure FDA0003378398490000021
Figure FDA0003378398490000022
其中，M为中间值，M根据如下公式确定：
Figure FDA0003378398490000023
LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；
LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；
Lc为虚拟参照点C对应的实际水位高度值；
ac为虚拟参照点A和C之间的像素距离；
bc为虚拟参照点B和C之间的像素距离；
bd为虚拟参照点B和D点之间的像素距离；D点为虚拟参照线上与所述水域区域轮廓的交点；
ad为虚拟参照点A和所述交点D点之间的像素距离。
7.根据权利要求6所述的水位高度监测方法，其特征在于，所述基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
将所述第一水位高度值和所述第二水位高度值的平均值，确定为所述监测图像中水域的水位高度；或者，
根据所述交点在所述虚拟参照线上与相邻虚拟参照点的位置关系，以及所述相邻虚拟参照点所对应的实际水位高度值，确定所述监测图像中水域的水位高度。
8.根据权利要求1所述的水位高度监测方法，其特征在于，所述根据所述交点、各虚拟参照点，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度，包括：
根据所述交点在图像坐标系中的纵坐标值、各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
9.一种水位高度监测装置，其特征在于，包括：
参照点标定模块，用于在水位监测图像上标定预设个数的虚拟参照点；
水位关系建立模块，用于建立各虚拟参照点与实际水位高度的对应关系；
交点确定模块，用于确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述监测图像中的水域的交点；
水位高度确定模块，用于根据所述交点、各虚拟参照点及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
10.根据权利要求9所述的水位高度监测装置，其特征在于，所述交点确定模块，包括：轮廓提取子模块，用于提取监测图像中的水域区域轮廓；交点确定子模块，用于确定所述虚拟参照点构成的虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点；所述交点确定子模块，具体用于：根据两个虚拟参照点在图像坐标系中的坐标，建立虚拟直线方程；将所述水域区域轮廓上的各像素点的坐标值，分别代入所述虚拟直线方程，计算所述虚拟直线方程等式两边数值的偏差；判断计算得到的所述偏差是否小于第一预设阈值，将所述偏差小于第一预设阈值的像素点放入交点集合；确定所述交点集合中像素点的个数；若所述交点集合中像素点的个数为1，则确定所述交点集合中的像素点为所述参照线与所述水域区域轮廓的交点；若所述交点集合中像素点的个数大于1，则根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点；所述根据预设筛选规则，从所述交点集合中，筛选确定所述参照线与所述水域区域轮廓的交点，包括:计算所述交点集合中各像素点与一预设虚拟参照点之间的距离；将所述交点集合中、与所述预设虚拟参照点之间距离最小的一像素点，确定为所述虚拟参照线与所述水域区域轮廓的交点；所述水位高度确定模块，具体用于：根据所述交点和各虚拟参照点在图像坐标系中的横坐标值和纵坐标值，及各虚拟参照点所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度；所述虚拟参照点的个数为三个；
所述水位高度确定模块，具体用于：根据如下公式(1)和/或公式(2)，确定所述监测图像中水域的水位高度LD：
Figure FDA0003378398490000041
Figure FDA0003378398490000051
其中，M为中间值，M根据如下公式确定：
Figure FDA0003378398490000052
LA为虚拟参照点A对应的实际水位高度值；LB为虚拟参照点B对应的实际水位高度值；Lc为虚拟参照点C对应的实际水位高度值；ac为虚拟参照点A和C之间的像素距离；bc为虚拟参照点B和C之间的像素距离；bd为虚拟参照点B和D点之间的像素距离；D点为虚拟参照线上与所述水域区域轮廓的交点；ad为虚拟参照点A和所述交点D点之间的像素距离；所述水位高度确定模块，包括：第一计算子模块，用于根据所述公式(1)计算所述监测图像中水域的第一高度值；
第二计算子模块，用于根据所述公式(2)计算所述监测图像中水域的第二高度值；水位高度确定子模块，用于基于所述第一高度值和所述第二高度值，根据预设规则确定所述监测图像中水域的水位高度；所述水位高度确定子模块，具体用于：将所述第一水位高度值和所述第二水位高度值的平均值，确定为所述监测图像中水域的水位高度；或者，根据所述交点在所述虚拟参照线上与相邻虚拟参照点的位置关系，以及所述相邻虚拟参照点所对应的实际水位高度值，确定所述监测图像中水域的水位高度；
所述水位高度确定模块，具体用于：根据所述交点在图像坐标系中的纵坐标值、各虚拟参照点在所述图像坐标系中的纵坐标值，以及各虚拟参照点的纵坐标所对应的实际水位高度，确定所述监测图像中水域的水位高度。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，用于执行前述权利要求1-8任一项所述的水位高度监测方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现前述权利要求1-8任一项所述的水位高度监测方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114359841A (zh) * 2022-03-07 2022-04-15 武汉大水云科技有限公司 一种基于时空平均的视频水位识别方法
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