冷却塔出口雾羽的摄影测量方法技术

本发明专利技术涉及冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，包括如下步骤：相机检校，数字畸变模型建立以及相机内参数检校；可见雾羽摄影，利用相机对可见雾羽水平影像摄影和立面影像摄影；图像预处理，增强图像的识别效果；可见雾羽勾选叠加，需要人工在序列影像上勾选可见雾羽范围，进行二值化处理；摄影测量处理，经过二值叠加后的图像，仍存在严重的变形，将其改正为无畸变的影像；可见雾羽参数统计计算，雾羽边界坐标计算、雾羽面积计算以及雾羽抬升轨迹计算。该方法能够获得水平影像摄影、立面影像摄影以及各影像的位置坐标，利用地面数字摄影测量处理技术，描绘出冷却塔雾羽的飘散范围与抬升轨迹，能够评价冷却塔出口雾羽对局地气象以及周围环境产生的影响。

【技术实现步骤摘要】
冷却塔出口雾羽的摄影测量方法
本专利技术属于大气环境影响评价测量领域，具体涉及一种冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，利用该测量方法可测出雾羽(湿热水汽)影响范围。
技术介绍
对于内陆火电厂、核电厂址，常规岛循环冷却散热系统常采用冷却塔循环冷却方案。《核电厂环境影响报告书》中第五章要求评价散热系统运行对周围环境的影响。评价冷却塔对环境影响的主要包括冷却塔出口逸出的雾羽在空气中的飘移扩散，会对局地气象、周围环境产生一定的影响。由于火电对雾羽的影响基本不做评价。因此本专利中实测雾羽的扩散范围在国内尚属首例，开创了新技术在新领域的应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，能够测出冷却塔出口雾羽的飘散范围和抬升轨迹，用于分析该雾羽对局地气象和周围环境的影响。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：提供冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，包括如下步骤：a、两部相机和两台全站仪，将每部相机设置在对应全站仪上，所述全站仪设置在地面上；其中一部相机用于对冷却塔出口雾羽的水平影像摄影，另一部相机用于对冷却塔出口雾羽的立面影像摄影；b、将两部相机获得的水平影像摄影和立面影像摄影，通过数字摄影测量技术，分别对影像进行图像预处理；c、将影像上可见雾羽勾选叠加，并进行二值化处理；d、经过二值化处理的图像，仍然存在严重的变形，再通过图像处理技术，将其改变为无畸变的影像；e、最后统计可见雾羽尺寸，获得可见雾羽的投影面积。进一步，在步骤a中，两部相机分别采用鱼眼数码相机和高分辨率数码相机，所述鱼眼数码相机用于测量冷却塔出口雾羽的水平影像摄影，所述高分辨率数码相机用于测量冷却塔出口雾羽的立面影像摄影。进一步，在摄影前，需对两台相机进行检校，检校的内容包括建立改正鱼眼影像变形的数字畸变模型及对数码相机的参数校验。进一步，在步骤a中，所述两台全站仪的放置位置，是根据天气情况，先判断可见雾羽的主方向，在可见雾羽的下方地面上设置水平摄影站，并采用GPS定位机测量该水平摄影站的坐标，架设全站仪及鱼眼数码相机；然后计算立面摄影站的位置，计算立面摄影站与水平摄影站的连线垂直于可见雾羽的方向，并采用GPS定位机测量立面摄影站的坐标，架设另一台全站仪及高分辨率数码相机。进一步，在确定水平摄影站和立面摄影站之前，还需利用GPS测量冷却塔中心坐标。进一步，在步骤b中，所述图像预处理是改善图像质量，加强图像判读和识别效果，使处理后的图像更适合与人眼视觉特征或机器分析。进一步，在步骤c中，所述二值化处理是将勾选的可见雾羽范围填充为灰度255或白度，将非可见雾羽部分填充为灰度0或黑度。进一步，在步骤d中，对无畸变的水平影像还需进行投影差改正，对无畸变的立面影像还需进行影像的倾斜改正。进一步，在步骤e中，统计可见雾羽的尺寸，包括水平投影面积、水平投影边界点坐标以及可见雾羽抬升轨迹。本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术采用两部摄像机和两台全站仪配合，分别对冷却塔出口雾羽进行水平影像摄影和立面影像摄影，然后对获得的图像进行处理，最后获得可见雾羽参数，并对该参数进行统计计算，从而得到雾羽的水平面积和抬升轨迹，便于分析该雾羽对局地气象和周围环境的影响。附图说明图1是本专利技术冷却塔出口雾羽的摄影测量方法的流程图；图2为可见雾羽平面摄影装置；图3为可见雾羽立面摄影装置；图4是可见雾羽二值叠加影像及畸变改正后的雾羽边界；图5是可见雾羽边界平面图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。本专利技术按工作的性质，主要分为外业影像获取与内业数据处理两大部分。其中，外业影像获取通过摄影测量装置,该装置包括以下部件：如图2所示，用于拍摄雾羽水平影像的第一相机鱼眼相机1和测量定位的全站仪2。摄影时，第一相机架1设于改装后的全站仪2上，第一相机主光轴与全站仪视准轴平行，保证测量的精准性。本专利技术的第一相机优选鱼眼数码相机。如图3所示，用于拍摄可见雾羽立面影像的第二相机3和测量定位的全站仪4。摄影时，第二相机3架设于改装后的全站仪4上，第二相机主光轴与全站仪视准轴平行，保证测量的精准性。本专利技术的第二相机采用高分辨率数码相机。高分辨率数码相机是指像素大于一千万的相机。用于测量冷却塔中心坐标的厘米级手持GPS定位机，该定位机首先测量冷却塔下口圆周上若干等间距离散点的坐标，拟合圆方程后，得到冷却塔中心平面坐标，其高程取圆周上离散点的高程平均值。可见雾羽影像获取需根据摄影当时的气象条件，判断可见雾羽的主方向，在可见雾羽的下方地面上设置水平影像摄站，并用GPS测量摄站的坐标,架设全站仪及鱼眼数码相机。水平影像摄站确定后，需立刻计算立面影像摄站的位置，即计算出的立面影像摄站与水平影像摄站的连线垂直于可见雾羽的主方向。如图1所示，是本专利技术摄影测量方法的流程图。该摄影测量方法包括六个步骤：相机检校、可见雾羽摄影、图像预处理、可见雾羽勾选、摄影测量处理、可见雾羽参数统计计算。一、相机校验对鱼眼相机的检校需进行特别的处理，即通过建立改正鱼眼影像变形的数字畸变模型，达到改正影像变形的目的；对数码相机内的参数进行校验，使之符合设定的参数。二、可见雾羽摄影将相机放置在全站仪上进行摄影，全站仪测量位置坐标。鱼眼相机拍摄可见雾羽的水平范围；高分辨率数码相机拍摄可见雾羽立面影像。摄影时，两台相机分别架设于两台改装后的全站仪上使用，相机主光轴与全站仪视准轴平行，如图2、3所示。三、图像预处理拍摄影像时，由于摄影条件的不同、天空亮度、天空背景的云层等因素的影响，使得原始拍摄的图像中可见雾羽的亮度、边界等并不十分清晰，影响影像中可见雾羽的判断和勾选，因此，图像预处理是必不可少的步骤。结合摄影条件、可见雾羽成像的特点，图像预处理主要是图像增强，改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果的图像处理方法，使处理后的图像更适合于人眼视觉特征或机器分析。四、可见雾羽勾选经过图像预处理后，需人工在序列影像上勾选可见雾羽范围5，并进行二值化处理，即将勾选的可见雾羽范围填充为灰度255(白)，其余非可见雾羽部分填充为灰度0(黑)，序列图像，经过二值化后，需进行图像叠加，得到摄影时间段内冷却塔6上可见雾羽的总体覆盖范围，如图4所示。五、摄影测量处理经过二值叠加后的图像，仍然存在严重的变形，必须将其改正为无畸变的影像；对于畸变改正后的水平影像还需进行投影差改正，以获得水平正射影像，对于畸变改正后的立面影像还需进行影像倾斜改正，以获得雾羽正立面影像。六、可见雾羽参数统计计算统计可见雾羽尺寸，主要包括水平投影面积、水平投影边界点坐标、可见雾羽抬升轨迹。上述步骤五，改正了水平影像上由于雾羽抬升引起的投影差后，所得到的影像即为具有同一比例尺的正射影像，统计此影像上可见雾羽所占的像元个数，乘以比例尺的平方，可得到可见雾羽的投影面积，如图5所示。本专利技术冷却塔出口雾羽的摄影测量方法并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本专利技术的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本专利技术的技术创新范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，包括如下步骤：a、两部相机和两台全站仪，将每部相机设置在对应全站仪上，所述全站仪设置在地面上；其中一部相机用于对冷却塔出口雾羽的水平影像摄影，另一部相机用于对冷却塔出口雾羽的立面影像摄影；b、将两部相机获得的水平影像摄影和立面影像摄影，通过数字摄影测量技术，分别对影像进行图像预处理；c、将影像上可见雾羽勾选叠加，并进行二值化处理；d、经过二值化处理的图像，仍然存在严重的变形，再通过图像处理技术，将其改变为无畸变的影像；e、最后统计可见雾羽尺寸，获得可见雾羽的投影面积。

【技术特征摘要】
1.一种冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，包括如下步骤：a、两部相机和两台全站仪，将每部相机设置在对应全站仪上，所述全站仪设置在地面上；其中一部相机用于对冷却塔出口雾羽的水平影像摄影，另一部相机用于对冷却塔出口雾羽的立面影像摄影；b、将两部相机获得的水平影像摄影和立面影像摄影，通过数字摄影测量技术，分别对影像进行图像预处理；c、将影像上可见雾羽勾选叠加，并进行二值化处理；d、经过二值化处理的图像，仍然存在严重的变形，再通过图像处理技术，将其改变为无畸变的影像；e、最后统计可见雾羽尺寸，获得可见雾羽的投影面积，其中：在步骤a中，所述两台全站仪的放置位置，是根据天气情况，先判断可见雾羽的主方向，在可见雾羽的下方地面上设置水平摄影站，并采用GPS定位机测量该水平摄影站的坐标，架设全站仪及鱼眼数码相机；然后计算立面摄影站的位置，计算立面摄影站与水平摄影站的连线垂直于可见雾羽的方向，并采用GPS定位机测量立面摄影站的坐标，架设另一台全站仪及高分辨率数码相机。2.如权利要求1所述的冷却塔出口雾羽的摄影测量方法，其特征是：在步骤a中，两部相机分别采用鱼眼数码相机和高分辨率数码相机，所述鱼眼数码相机用于测量冷却塔出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇，侯燕鸿，王东海，吕志锋，赵云驰，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11