上海千实解读《图像识别法河流流量测验规范》

　　上海千实精密机电科技有限公司：根据《中国水利学会团体标准管理办法》(水学〔2020〕85号)有关规定，由中国水利学会组织相关单位编制的团体标准《图像识别法河流流量测验规范》已完成征求意见稿。现向有关单位及专家征求意见。

　　流量是水灾害防治、水资源管理、水生态环境保护与水科学研究的重要基础信息，现有的传统流量接触式测验设施存在建站成本高、需人员值守、安装维护困难等问题，且单套设备无法满足低水、中水 和高水全量程监测需求，成为制约智慧水利基础感知体系建设、阻碍现代水利建设发展的短板。

　　十四五”时期是加快水利改革发展的关键期，也是全面实现智慧水利的攻坚期。智慧水利是新时期水利高质量发展的六大实施路径之一，水利智能感知技术与体系建设，是实现数字水利、智慧水利的关 键支撑。亟需大力推进流量监测新技术新设备研发和推广应用，加强基础研究与科技创新，充分运用现代科技手段，打造自动、智能、高效的流量监测预报分析评价全流程系统。

　　随着计算机视觉技术在各个行业取得了重大突破，图像识别技术在河道流量测量中得到应用，相较传统监测手段在测验效率、成本、环境适应性方面均表现出巨大优势。该技术、成熟、可靠，目前 已经在贵州省、福建省、安徽省、四川省等20余省份水文测站和淠 史杭大型灌区及南水北调中线等重大工程得到应用。但行业内尚无图像识别法测流相关的技术标准和规程，不利于该技术产品的推广与应 用因此，编制该标准能够填补图像识别法流量测验标准规范的空白，有利于图像识别法测流技术的推广，为非接触式流量测验带来技术革新，为推动水利高质量提供有力科技支撑和强力驱动，具有显著的经济和社会效益。

　　根据中国水利学会团体标准制修订计划安排，本标准按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导 则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。参考GB 50179 河流流量测验规范；GB/T 50095 水文基本术语和符号标准；GB/T 15966 水文仪器基本参数及通用技术条件；GB/T 41368 水文自动测报系统技术规范；GB/T 28181 安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求；GB/T 15408 安全防范系统供电技术要求；GB 50348 安全防范工程技术规范；SL 651 水文监测数据通信规约；SL/T 247 水文资料整编规范等规程编制。

　　本标准共包括6章，分别为：范围、规范性引用文件、术语和定 义、基本规定、仪器安装、流速和流量测验。

　　(1)范围

　　规定了图像识别法用于河流流量测验所涉及基本要求、技术要求 及适用范围。所定范围的写法与 GB 50179-2015 河流流量测验规范 等基本一致。本标准适用于天然河流和人工河渠的流速流量测验。

　　(2)规范性引用文件

　　本章说明了标准引用的相关国家标准、相关行业标准及技术规范等文件。

　　(3)术语和定义

　　本章对本标准中出现的特定术语名词进行解释定义，包括图像识 别法、代表流场、测速线、流速时空图像法、地面标定点等作出了专门的释义。

　　(4)基本规定

　　本章针对图像识别法测流的适用条件进行了规定，对测验河段的性质、环境，现场供电、通讯网络设施情况，测验河段的稳定性进行调查，对水位流量关系进行定线和检验，以确保极端条件下流量数据 的获取。

　　本标准所指图像识别法适用于时空图像法，时空图像法作为当前成熟应用的方法；相较之下粒子图像法对水面有漂浮物有较高要求，有一定局限性，是前期用的较多的方法；光流法以通过大量的比测论 证，但投入实用的实例不多。三者均属于图像识别法范畴，对河流流 量测验所涉及的基本要求一致，均可通过设置测速线计算表面流速，故此次一并进行规范。

　　(5)仪器安装

　　本章对图像识别法流量测验仪器的安装进行了规范。对测验河段 顺直长度、水面波纹特征、测验断面，摄像机像素所覆盖的河宽情况、图像资料相关参数作出了具体要求；对图像识别法测流的主要仪器的 两种类型进行了说明，即边缘终端型和后台计算型；对安装步骤包括主件设备、摄像机、立杆、供电及通讯设施进行了规范，安装完成后 需检查检验重点进行了详细说明；同时对摄像机标定及标定误差参数 范围进行了规定。

　　(6)流速和流量测验

　　本章对图像识别法测流的水位数据、测速频次、测流时刻进行了 规范，测速线的数目、位置、长度、起点距的设置进行了说明，对表 面流速测验、断面流量测验的原理及操作步骤进行了规范。

　　对比测率定作出了基本规定，包括需要进行比测率定的场景、水 文条件、频次以及误差范围。规范了样本要求，测速线流速选择要求， 换算关系率等，阐述了不具备比测条件的断面如何进行成果合理性检 查，以及水位流量关系曲线的定线与检验方式。

　　本章对图像识别法测流的误差来源及相应的误差控制措施进行 了明确，其中误差来源包括坐标系误差、环境因素误差、河段信息误 差、流速插补误差、摄像机精度误差等，并针对以上误差进行相应的控制措施进行对应。

　　(7)附录A

　　附录A为规范性附录，给出了图像识别法河流流量计算表和图 像识别法测流成果表，用于记录测验河段断面流量流速面积法测验相 关测验成果。

　　(8)附录B

　　附录B为资料性附录，主要阐述了时空图像法流速测验原理， 表明如何通过河流表面亮度的变化获取河流表面流速大小。

2023-03-10 00:00