基于圖像識別技術的沿岸潮汐測量方法研究

摘 要:基于目前驗潮方法存在著間接測量轉換誤差難以消除，水準聯測困難，濕端設備為有源裝置，造價高等不足的現狀，首次采用光學原理，提出利用攝影及圖像識別技術來實現潮汐測量，實現了無源濕端直接自動化潮汐測量，開辟了潮汐測量技術的新途徑，為沿岸、島礁的潮汐測量及內陸水位監測提供一種建站成本低、靈活機動的測量方法。

關鍵詞:潮汐測量; 水尺; 圖像采集; 圖像識別

中圖分類號:TN919 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0120-03

Research on Seacoast Tide Gauge Based on Image Recognition Technology

DENG Yu-fen，SHEN Ming，RUAN Rui，ZHANG Bo

(Navy Institute of Hydrographic Surveying and Charting， Tianjin 300061， China)

Abstract: A scheme of realizing the tide measurement with photography and image recognition technology based on the optical theory is proposed to overcome the difficulties in the face of the existing tide methods， such as elimination of indirect measurement conversion error， implementation of leveling joint measurement， alternation of green-end active device and reduction of fabrication cost. The automatic and direct tide measurement to the passive green end was achieved. A new way of tidal measurement for monitoring the water level of coast， reefs and inland was opened up， which provides a method for building some low-cost measurement stations and a flexible measurement method for the tide measurement. The basic principle and method of the hardware and software design are presented.

Keywords: tide measurement; water gauge; image acquisition; image recognition

目前國內外的潮汐測量技術種類很多，但這些測量方法也各自有一定的缺陷，如水尺驗潮自動化程度低，壓力式驗潮、超聲波驗潮和GPS驗潮等存在著間接測量轉換誤差難以消除，水準聯測困難，濕端設備為有源裝置，造價高等不足，為彌補這些不足，使得傳統驗潮技術有一突破，本文提出利用攝影及圖像識別技術來實現沿岸潮汐測量。

1 系統原理與結構

1.1 系統原理

利用攝影與圖像識別技術進行潮汐測量的基本原理是在水中豎立一個特制的水尺，水尺上端刻畫有一基準線，從基準線往下，按定長畫有圖形尺碼，每個尺碼表示一固定的長度。岸邊固定光學攝像儀，定時攝錄水尺及海面圖像，經過自動識別，判別出水尺基準線和海面在水尺上的位置，通過判別兩線之間含有多少尺碼即可得到水位線距基準線的距離，從而得到潮位值。

1.2 系統結構

系統由濕端和干端兩部分組成。濕端設備是立在水中的水尺，干端設備主要有光學成像鏡頭、CCD攝像頭、網絡視頻服務器及監控計算機組成。……