本發(fā)明專利涉及道路積水監(jiān)測領域，具體為一種道路積水深度過程的監(jiān)測方法。

背景技術：

城市中人類的活動對水文循環(huán)過程產生了很大的影響，水文循環(huán)的主要環(huán)節(jié)蒸發(fā)、下滲、地表徑流、地下徑流等環(huán)節(jié)都在人類活動影響下發(fā)生了改變。近年來，城市降水徑流過程與傳統(tǒng)水文學的認識呈現(xiàn)出越來越大的差異，城市積水內澇問題突出。因此，城市地表徑流、水深過程的精細監(jiān)測對城市水循環(huán)研究、內澇風險評估和決策分析有著重要意義。在城市道路水深監(jiān)測方面，現(xiàn)有的方法包括電子水尺、監(jiān)控錄像等，但一般需用交流電，且精度無法超過1cm，仍不能完全滿足城市水文精細模擬和模型率定、驗證的需要。

技術實現(xiàn)要素：

為提高道路水深過程監(jiān)測的精度，解決城市徑流方面數(shù)據(jù)欠缺的問題，本發(fā)明專利將提供一種道路水深過程的監(jiān)測方法，該監(jiān)測方法應能保證道路水深過程的較高測量精度，容易操作安裝，適應多種路面條件，數(shù)據(jù)可信度較高。

為解決上述問題，本發(fā)明專利的技術方案如下：

一種道路水深過程的監(jiān)測方法，使用設備有：高清攝像機、三腳架、參照標尺、浮標、充電設備。具體過程為：降雨前，選擇較平整的一段路面，將高清攝像機、參照標尺按照一定距離要求布置于道路一邊；參照標尺的尺面與地面夾30°角放置；

浮標為可浮于淺水面的熒光色塑料薄片，用線固定在參照標尺上，保證在高清攝像機拍攝范圍內，幫助確認水位；

高清攝像機用三腳架或者其他固定裝置沿道路方向、垂直于路面安裝，鏡頭俯視60°角安置，使鏡頭軸心垂直于參照標尺面板，針對面板上的浮標與水面進行高清拍攝；

標尺面為60×60cm的正方形，繪有邊長5cm的正方形網(wǎng)格及兩排1mm精度刻度線。參照標尺也可據(jù)需要采用其他尺寸、網(wǎng)格密度。參照標尺下緣呈鋸齒狀，避免干擾橫向水流。

為保證攝像精度，高清攝像機鏡頭與參照標尺的尺面的垂直距離以60cm以內最佳，可在保證攝像精度的前提下拉遠，并保證高清攝像機不受濺水干擾；開始降雨后打開高清攝像機，對參照標尺上的水位線錄像或連續(xù)拍攝，錄像幀率不低于15幀/秒，連拍頻率可設為1張/分鐘、1張/3分鐘或其他所需頻率。在錄像結束后，拆卸攝像機，回收錄像資料；影像資料中，浮標與參照標尺的相對位置可指示水流方向，同時浮標位置可幫助驗證水位線；在高清攝像中，參照標尺上水位線的位置應清楚可辨，水深加深時，參照標尺上的水位線會垂直于水流方向橫移，由于直角三角形幾何關系，參照標尺上水位線移動1cm，即表示水深增加0.5cm，因此監(jiān)測水深精度應不低于0.5cm；利用參照標尺上的網(wǎng)格校正圖像變形，并人工從參照標尺刻度上讀取水位變化，或借助計算機識別水位線相對位置變化，讀取水深過程序列，時間間隔可據(jù)需要自定(如果采用錄像，時間間隔可達到1s，如果采用連拍，最小時間間隔即為連拍頻率)。需注意的是，監(jiān)測時需有研究人員在旁看護，或豎警示牌、設置護欄等，保障道路交通和儀器安全。

本發(fā)明專利提供的一種道路水深過程的監(jiān)測方法，提高了道路水深過程的監(jiān)測精度，有助于幫助城市徑流研究。

本發(fā)明專利具有的有益效果如下：

1)本發(fā)明專利測量道路水深的精度較高，數(shù)據(jù)資料可靠，提高了對城市路面徑流的認識；

2)本發(fā)明專利的新方法儀器成本較低，使用壽命較長，故障率低；

3)本發(fā)明專利的新方法節(jié)約空間，便于安裝拆卸；

4)本發(fā)明專利的新方法不需交流電，安裝、使用、拆卸全過程中對測量點周邊幾乎不造成影響；

5)本發(fā)明專利提出了一種監(jiān)測道路水深過程的新方法，為城市水循環(huán)研究缺乏基礎數(shù)據(jù)的難題提供了一個新的解決思路。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明的實施例一使用法示意圖；

圖2是本發(fā)明的參照標尺結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的實施例二半永久性安置法示意圖。

具體實施方式

結合實施例說明本發(fā)明的具體實施方式。

實施例一：

正常使用

本實施例是一種道路積水深度過程的監(jiān)測設備，設備布置如圖1所示。包括：高清攝像機1沿道路方向，借助三腳架2俯視60°，鏡頭朝著參照標尺3，安裝在路緣石上道路邊緣；參照標尺3放在待測道路邊緣；安裝時控制攝像機鏡頭主軸與參照標尺面垂直，且鏡頭與參照標尺3尺面相距盡量近；將充電設備4連接至高清攝像機1，浮標5用線固定在參照標尺3上。測量時設置警示牌、護欄，或有工作人員在近旁看護，保證道路和儀器安全。

本實施例的工作原理是：安裝在路邊的高清攝像機1，對參照標尺3、浮標5和路面積水進行攝像或連續(xù)拍照；通過攝像中水位線與參照標尺3的相對位置變化確認水深過程，由于參照標尺3的尺面與地面夾30°角，水面在參照標尺3上的讀數(shù)變化1cm，即為水深變化0.5cm，所以測量精度至少可達0.5cm，借助浮標5驗證水面位置、確認水流方向。

為保證拍攝效果，要求攝像機鏡頭1主軸垂直于參照標尺3尺面，鏡頭與參照標尺3尺面相距不超過60cm最佳，可在保證攝像精度的前提下拉遠。所述高清攝像機1可安置在路邊人行道或綠化帶內，由測量人員看護或配設防護箱。所述參照標尺3沿水流方向放置在待測路面邊緣，可在支撐面上安置配重(如石塊等)，需以降低水流擾動為前提。如圖2所示，參照標尺3標尺面為60×60cm的正方形，繪有邊長5cm的正方形網(wǎng)格及兩排1mm精度刻度線。也可據(jù)需要采用其他尺寸、網(wǎng)格密度。參照標尺3下緣呈鋸齒狀，避免干擾橫向水流。

也可據(jù)需要采用其他尺寸、網(wǎng)格密度(如10×10cm、3×3cm、1×1cm等)。

此使用情景下，設備安置地點靈活，安裝拆卸便捷，可在不同地點多次重復使用。

實施例二：

半永久性長期安置

本實施例是實施例一的改裝，將快速拆裝設備改為半永久性長期安置設備。

用鐵箱6(或其他材質防護箱)代替三腳架，固定在監(jiān)測點，在攝像頭位置留出監(jiān)視窗；鐵箱6內置30°云臺，固定高清攝像機1的俯角。采用蓄電池、太陽能電路板7為攝像機持續(xù)供電，一般高清攝像機功率5W左右，可按實驗條件選擇太陽能電路板。參照標尺以地膠固定在待測道路邊緣，考慮到道路安全，可選擇橡膠等材質。設備布置如圖3所示。

為保證道路安全，半永久性安置應選在無機動車、人流量少的道路。

此使用情景下，設備半永久性留在監(jiān)測點，不需拆卸、回收、充電，只需測量人員定期回收數(shù)據(jù)。同時設備不需交流電，采用太陽能供電，清潔環(huán)保，安裝成本較低。

最后應說明的是，以上僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳布置方案對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案(比如整個設備的布置、連接方式、參照標尺的樣式、材質等)進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍。