基于无人机低空遥感和OTSU算法的黑龙江开江流凌密度研究
2022-03-21汪恩良胡胜博韩红卫刘承前
水利学报 2022年1期
汪恩良,胡胜博,韩红卫,刘承前
(1.东北农业大学 水利与土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150030;2.黑龙江省寒区水资源与水利工程重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150030)
1 研究背景
冬季封河和春季开河阶段,我国北纬30°以北的河流普遍存在冰情危害[1],随着河流断面冰凌分布密度的增大,冰凌撞击水工建筑物的概率增大,且大量流凌在特定河段,如河道束窄处、浅滩、急弯、连续弯道、尚未解冻冰盖的前缘等处受阻,形成冰凌阻水体,往往严重阻塞过水断面,使上游水位显著壅高,造成凌汛灾害[2-3]。在冰情严重的年份,春季流凌的撞击会对桥墩等水工建筑物造成不同程度的破坏,每年国家和沿海各省区都要投入巨大的人力物力和财力专门用于凌汛灾害的预防和处理,故监测河流断面的冰凌变化信息,掌握冰凌分布密度数据是冰凌灾害预防的关键[4-5]。
河流断面冰凌分布密度是在指定断面内,冰凌分布面积占河流单位面积的百分比,可以反映出河流断面上不同时间冰凌流量的大小,是预测冰凌灾害的重要指标[6]。目前获得冰凌分布密度常用的方法有人工望远镜目估法和卫星遥感监测法:(1)人工望远镜目估法[7],通过人为观测,估算河流断面冰凌分布密度。这种方式操作简单,但对观测人员要求较高,需要有比较丰富的经验,既要保持眼睛的健康,也要保持清醒的头脑,但无法对冰凌分布密度进行准确地量化,缺乏客观性;(2)卫星遥感监测技术[8],使用卫星拍摄的冰凌图像提取冰凌分布密度,由于卫星遥感方式的时间间隔大,空间分辨率较低等因素的影响,导致冰凌分布密度监测存在较大误差。……
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