【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能的乡村河流液位监控系统及方法
[0001]本专利技术涉及液位监测
，具体为一种基于人工智能的乡村河流液位监控系统及方法。
技术介绍
[0002]乡村河流在农业生产中起到非常重要的作用，由于农作物不同生长阶段对水分条件的需求是不同的，且农作物在不同生长阶段的降雨量是未知的，因此当降雨量不足时，农作物可使用河流水进行灌溉，这要求对乡村河流的液位时刻进行监控，避免出现河流干涸的情况。
[0003]现有的乡村河流液位监控系统在对河流进行液位监测时，通常利用水准仪直接对乡村河流液位进行监测，随着监测时间的增加，插入河流底部的视尺易被腐蚀，导致水准仪的读数存在误差，进而降低了系统的监控效果，以及现有的监控系统在对乡村河流液位进行监控时，无法实现对河流液位进行预测，导致河流水无法满足农业需求，农作物产量因此逐渐减少，以及基于河流液位监控系统对农业进行灌溉时，未考虑到河流在对农业灌溉过程中出现断流的情况，导致在对农业进行灌溉时，增加灌溉成本。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于人工智能的乡村河流液位监控系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于人工智能的乡村河流液位监控方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]步骤一：利用水准仪对河流深度进行测量，基于测量结果对乡村河流流场进行模拟；
[0007]步骤二：基于降雨量和排水量对乡村河流流场中的河流液位进行预测；
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的乡村河流液位监控方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：利用水准仪对河流深度进行测量，基于测量结果对乡村河流流场进行模拟；步骤二：基于降雨量和排水量对乡村河流流场中的河流液位进行预测；步骤三：根据步骤二中的河流液位预测结果，利用乡村河流对农业进行层级灌溉。2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的乡村河流液位监控方法，其特征在于：所述步骤一中基于河流深度对乡村河流流场进行模拟的具体方法为：1)将水准仪放置在距离河流岸边Xm的位置，前视尺放置在河流中心处，后视尺放置在距离水准仪的水平位置处，通过利用水准仪读取的前后视尺数值对河流深度H
AB
进行计算，具体的计算公式为：H
AB
＝H
b
‑
H
a
；其中，水准仪和前后视尺位于同一直线上，Y表示测量的河流宽度，H
b
表示通过水准仪读取的后视尺数值，H
a
表示通过水准仪读取的前视尺数值；2)以1)中水准仪放置的地势高度为基准，在乡村河流地势高于或低于基准的位置，重复1)操作，得到处于不同地势位置的河流深度其中，i＝1,2,3
…
,n，表示对水准仪测量位置的编号；3)将流速传感器固定在前视尺下部，对河流处于不同地势位置的流速进行测量；4)基于河流宽度、水准仪测量时的河流位置、河流流速和河流深度对乡村河流流场进行模拟。3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的乡村河流液位监控方法，其特征在于：所述步骤二中基于降雨量和排水量对乡村河流流场中的河流液位进行预测，具体的预测方法为：(1)基于排水量Q1和降雨量Q2对河流液位进行预测，则河流液位h
i
的具体公式为：其中，i＝1,2,3
…
,n，表示对水准仪测量位置的编号，Q
i
表示水准仪在第i个测量位置处单位时间内水流通过河流横截面的体积，Y表示测量的河道宽度，V
i
表示流速传感器在第i个测量位置处测量的河流流速，Q1表示河流排水量，Q2表示降雨量，l表示农村河流长度，表示对河流下降液位与河流上升液位之间的差值进行计算，表示对河流初始液位进行计算，h
i
表示在第i个测量位置时的河流液位，表示河流横断面的实测面积与预测面积之间满足的比例关系；(2)将(1)中预测的河流液位h
i
与步骤一中计算得到的河流深度进行比较分析，当时，表示此时河流有水流渗出，此时预测的河流液位为当时，此时预测的河流液位为h
i
；(3)基于预测的河流液位h
i
对河流每一阶段的渗水量Q
i
′
进行预测，则
根据各种类农业的土壤情况结合就近原则对农业进行初步灌溉，其中，表示第i个测量位置至第i+1个测量位置之间的河流长度。4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的乡村河流液位监控方法，其特征在于：所述步骤三中判断乡村河流能否满足农业灌溉的具体方法为：Step1：根据各种类农业的分布情况，对各种类农业的总灌溉量进行计算，具体的计算公式为：其中，j＝1,2,3
…
,m，j表示农业种类编号，S
j
表示第j种农业对应的种植面积，w
j
表示第j种农业单位面积未进行初步灌溉需求的灌溉量，表示第j种农业根据自身土壤情况初步灌溉时需求的灌溉量；Step2：基于地势高低对各种类农业到河流的最短灌溉距离进行计算，具体方法为：判断预测的河流液位h
i
与河流流速最高时的河流液位之间的大小关系，当时：
①
.根据步骤二中预测的河流液位寻找河流流速最高时的河流液位，则此时河流液位下降了其中表示河流流速最高时的河流液位；
②
.基于
①
中计算结果，在保证河流每一阶段流速最大的前提下，河流每一阶段允许排出的最大水量为其中，表示第i个测量位置至第i+1个测量位置之间的河流长度；
③
.对各种类农业到河流的最短距离d
j
进行计算，选取最短距离d
j
中最小值对应的农业种类作为第一灌溉地，基于最短距离d
j
可知第j种农业可得到的最大灌溉量为将得到的最大灌溉量与第j种农业需求的总灌溉量W
j
进行比较，当时，对第j种农业与附近其它种类农业的最短距离d
′
j
进行计算，当最短距离d
′
j
小于对应种类农业距离河流最短的距离时，选取d
′
j
最小值代表的农业种类作为第j种农业的第二灌溉地，判断第二灌溉量是否满足第二灌溉地需求的总灌溉量，若满足，基于剩余灌溉量寻找第三灌溉地，若不满足，则将第二灌溉地需求的总灌溉量替换成其中W
′
j
表示第二灌溉地需求的总灌溉量；
④
.重复
③
，直至所有种类的农业都完成灌溉任务；当h
i
与的大小关系不一时，在的河流阶段，不对农业进行灌溉，在的河流阶段，执行操作
①‑④
对农业进行灌溉；当时，将河流流速最高时的河流液位调整为执行操作
①‑④
对农业
进行灌溉。5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的乡村河流液位监控方法，其特征在于：根据步骤三中确定的第一灌溉地、第二灌溉地和第三灌溉地，对农业灌溉路径进行确定。6.一种基于人工智能的乡村河流液位监控系统，其特征在于：所述系统包...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟俊杰，王宇翔，
申请(专利权)人：江苏新晖测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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