专利摘要

本发明给出了一种用于水文信息的监管方法和系统，利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括测量点的水位信息和蓄水区域的面积；基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制面积信息与水位信息的时间关系曲线，基于关系曲线构建蓄水区域的地形信息并计算获取蓄水区域的当前蓄水量；响应于水位信息高于预设的水位阈值或蓄水量大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将水位信息控制于水位阈值内或蓄水量控制于水位阈值或蓄水量阈值内。该方法可以根据数据的不断修正和动态反演变化，不断修正精准的信息测量进而对水文信息进行精准的监管控制。

权利要求

1.一种用于水文信息的监管方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括所述测量点的水位信息和蓄水区域的面积；

S2：基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制所述面积信息与所述水位信息的时间关系曲线，基于所述关系曲线构建所述蓄水区域的地形信息并计算获取所述蓄水区域的当前蓄水量；

S3：响应于所述水位信息高于预设的水位阈值或所述蓄水量大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将所述水位信息控制于所述水位阈值内或所述蓄水量控制于所述水位阈值或所述蓄水量阈值内；

其中，所述地形信息的具体构建方式为利用基本单位斜边与水平地面的起伏夹角的变化量获得所述蓄水区域的地形起伏变化，通过不同时间的不同水位下的多个所述起伏夹角构建出所述地形信息，其中，基本单位斜边表示为水面边界与所述水位测量设备底部的距离。

2.根据权利要求1所述的一种用于水文信息的监管方法，其特征在于，所述起伏夹角的计算公式为其中r为一个基本单位的水平边界与水位测量设备在当前水平面的距离，h为当前水位的高度，夹角增加量为arctan(h1-h)/(r1-r)，其中h1为不同时间的水位高度，r1为不同时间的水平边界与水位测量设备在当前水平面的距离。

3.根据权利要求1所述的一种用于水文信息的监管方法，其特征在于，所述水文信息还包括降雨量，所述降雨量与所述蓄水量之间的关系为K＝V-P，其中K为蓄水量，V为降雨传感器获取的所述降雨量，P为降雨的消耗量。

4.根据权利要求1所述的一种用于水文信息的监管方法，其特征在于，所述方法还包括利用无线传输装置，实时显示所述测量点的所述水文信息，同时利用频域加密，对所述信息进行保护。

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有一或多个计算机程序，其特征在于，该一或多个计算机程序被计算机处理器执行时实施权利要求1至4中任一项所述的方法。

6.一种用于水文信息的监管系统，其特征在于，所述系统包括：

水文信息采集模块：配置用于利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括所述测量点的水位信息和蓄水区域的面积；

蓄水量模块：配置用于基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制所述面积信息与所述水位信息的时间关系曲线，基于所述关系曲线模拟获取所述蓄水区域的地形信息并计算获取所述蓄水区域的当前蓄水量信息；

水文信息管理模块：配置用于响应于所述水位信息高于预设的水位阈值或所述蓄水量信息大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将所述水位信息或所述蓄水量控制于所述水位阈值或所述蓄水量阈值内；

其中，所述地形信息的具体构建方式为利用基本单位斜边与水平地面的起伏夹角的变化量获得所述蓄水区域的地形起伏变化，通过不同时间的不同水位下的多个所述起伏夹角构建出所述地形信息，其中，基本单位斜边表示为水面边界与所述水位测量设备底部的距离。

7.根据权利要求6所述的一种用于水文信息的监管系统，其特征在于，所述水位测量设备包括浮球位移通道、多个滚动体位移通道和多路并行电路，所述滚动体位移通道垂直间隔布设于所述浮球位移通道上，每个所述滚动体位移通道对应一个所述并行电路，所述并行电路的开闭转换为当前位置的所述水位信息。

8.根据权利要求7所述的一种用于水文信息的监管系统，其特征在于，所述水位测量设备还包括浮球和多个滚动体，所述浮球上设置有磁铁，所述浮球置于浮球位移通道内部，所述滚动体为能够被所述磁铁吸附或排斥的金属滚动体，所述滚动体置于滚动体位移通道内部，所述滚动体左右移动控制所述并行电路的开闭转换。

9.根据权利要求7所述的一种用于水文信息的监管系统，其特征在于，所述浮球位移通道为开放式，所述浮球位移通道与外界水源连通，所述浮球随所述水源的水位变化在所述浮球位移通道内上下移动，所述滚动体位移通道为密闭空间。

说明书

技术领域

本发明涉及水位测量工程领域，尤其是一种用于水文信息的监管方法和系统。

背景技术

近年来，由于特定区域的水位测量不准确，给工程施工、农业作业、工业应用以及人类的生活都带来了不小的麻烦，有时甚至造成很大的财力、物力与人力的重大损失。常规的测量方法一般都是单种手段，或者通过依靠国家的大气监测，其对于特定区域的水位累积或者水流聚集，往往误差很大，难以对于局部区域进行预测或者精准测量，造成信息的不确定性，很难得到精准的水位及其蓄水量的精准信息。

现阶段，常常会出现由路面积水、田地积水、工业设备积水等积水问题引起的生活安全、生产安全以及农作物减产等险情发生。尤其是下凹道路积水问题，由于其水深无法监测，而当下凹道路的积水达到一定深度时又会直接威胁过往车辆与行人等的安全。例如，目前的城市道路中存在的诸如隧道、立交桥底部等下凹道路，在遇到暴雨或水管爆裂时经常会存在因积水过深而导致的行人或车辆溺水事故发生。因此，为了及时排除险情，需要在容易产生积水的地方安装积水监测终端以实时监测积水情况。鉴于目前的无线公共通信技术比较成熟且信号覆盖面广，现阶段的积水监测终端常采用移动通信技术进行通讯，如此，也使得目前的积水监测终端功耗大，实施与维护起来比较困难。

发明内容

为了解决现有技术中存在的难以精确的获得水位及蓄水量的精准信息的技术问题，本发明提出了一种用于水文信息的监管方法和系统，解决对于特定区域的水位累积或者聚集造成误差大，很难得到精准的水位及其蓄水量的精准信息的难题。

在一个方面，本发明提出了一种用于水文信息的监管方法，包括以下步骤：

S1：利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括测量点的水位和蓄水区域的面积；

S2：基于连续监测的多组水位和面积，绘制面积与水位的时间关系曲线，基于关系曲线构建蓄水区域的地形信息并计算获取蓄水区域的当前蓄水量信息；

S3：响应于水位信息高于预设的水位阈值或蓄水量信息大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将水位信息控制于水位阈值内或蓄水量控制于水位阈值或蓄水量阈值内。

在具体的实施例中，步骤S2中地形信息的具体构建方式为利用基本单位斜边与水平地面的起伏夹角的变化量获得蓄水区域的地形起伏变化，进而构建出地形信息。不断求变化时间内起伏夹角的变化，只要时间间隔足够小就能够获得更加精确的地形起伏变化情况。

在具体的实施例中，起伏夹角的计算公式为 其中r为一个基本单位的水平边界与中间测量位置的距离，h为水平边界与中间测量位置的高度，夹角增加量为arctan(h1-h)/(r1-r)，其中h1为不同时间的水平边界与中间测量位置的距离，r1为不同时间的水平边界与中间测量位置的高度。该计算公式可以非常简单的计算出起伏夹角，并利用多组起伏夹角转换为地形变换的参数，能够准确地还原地形的变化情况。

在具体的实施例中，水文信息还包括降雨量，降雨量与蓄水量之间的关系为K＝V-P，其中K为蓄水量，V为降雨传感器获取的降雨量，P为降雨的消耗量。通过降雨量与蓄水量的关系，可以便于控制蓄水量，防止降雨量对蓄水量的影响。

在具体的实施例中，方法还包括利用无线传输装置，实时显示测量点的水文信息，同时利用频域加密，对信息进行保护。通过频域加密，可以实现信息的保护，满足不同用户的要求。

根据本发明的第二方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机处理器执行时上述方法。

根据本发明的第三方面，提出了一种用于水文信息的监管系统，该系统包括：

水文信息采集模块：配置用于利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括测量点的水位信息和蓄水区域的面积；

蓄水量模块：配置用于基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制面积信息与水位信息的时间关系曲线，基于关系曲线模拟获取蓄水区域的地形信息并计算获取蓄水区域的当前蓄水量信息；

水文信息管理模块：配置用于响应于水位信息高于预设的水位阈值或蓄水量信息大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将水位信息或蓄水量控制于水位阈值或蓄水量阈值内。

在具体的实施例中，水位测量设备包括浮球位移通道、多个滚动体位移通道和多路并行电路，滚动体位移通道垂直间隔布设于浮球位移通道上，每个滚动体位移通道对应一个并行电路，并行电路的开闭转换为当前位置的水位信息。凭借该水位测量设备可以准确的或者水位的变化情况。

在具体的实施例中，水位测量设备还包括浮球和多个滚动体，浮球上设置有磁铁，浮球置于浮球位移通道内部，滚动体为能够被磁铁吸附或排斥的金属滚动体，滚动体置于滚动体位移通道内部，滚动体左右移动控制并行电路的开闭转换。通过磁铁吸附金属滚动体巧妙的实现了对电路的控制，多组并行电路可以转换为不同的水位电信号。

在具体的实施例中，浮球位移通道为开放式，浮球位移通道与外界水源连通，浮球随水源的水位变化在浮球位移通道内上下移动，滚动体位移通道为密闭空间。凭借开放式的浮球位移通道，利用浮球与水位的同步关系可以保证水位信息的准确性。

本发明通过电子水位测量设备，实现低功耗电路保持常开方式下的水位测量，实现系统在低功耗模式下的水位测量，实现特定测量点的水位信息采集；接着，结合视频采集设备，实现基于水位测量点的周边的蓄水位置与距离测量，实现基于视频采集的蓄水区域的测量面积测量；然后，通过测量点的水位信息值与视频测量的蓄水区域范围大小，计算测量点范围的蓄水量；结合不同的视频蓄水边界的变化，结合大数据分析技术，实现不同场景、不同地形变化的水位、水量测量；接着，结合降雨传感器的测量信息，计算出排水与蓄水的关系曲线与拟合曲线，结合大数据分析工具，提供实时动态的水信息分析；同时结合排水系统，实现特定蓄水的目的或者保持特定水位与蓄水的目的；同时通过无线传输装置，实现wifi、蓝牙等公共信息广播，为周边提供公共水位信息，实现水位现场信息的动态展示，达到灵活应用的目的，可以大规模推广应用。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请的一个实施例的水文信息的监管方法的流程图；

图2是本申请的一个具体的实施例的起伏夹角的计算示意图；

图3是本申请的一个具体的实施例的频域加密的示意图；

图4是本申请的一个实施例的水文信息的监管系统的框架图；

图5是本申请的一个具体的实施例的水位测量设备的结构示意图；

图6是本申请的一个具体的实施例的视频设备和水位测量设备的总体结构示意图；

图7是本申请的一个具体的实施例的显示器与无线模块的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

根据本申请的一个实施例的水文信息的监管方法，图1示出了根据本申请的实施例的水文信息的监管方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101：利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括测量点的水位信息和蓄水区域的面积。通过对水位信息的采集，作为后续关系曲线构造和监管的数据基础。

在具体的实施例中，基于视频的蓄水区域测量系统，通过视频采集设备，可以实现蓄水区域的不同尺寸测量，结合位置、安装高度与大小标定，实现蓄水区域的不同边界测量，得出基于水位测量点周边的蓄水区域信息测量与获取。

S102：基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制面积信息与水位信息的时间关系曲线，基于关系曲线构建蓄水区域的地形信息并计算获取蓄水区域的当前蓄水量。获取地形信息和蓄水量可以更好的分析当前水域的水文情况，可以便于提前生成预警，防止水位信息出现剧烈变化造成的不良影响。

在具体的实施例中，结合不同时间的时视频测量边界与水位高低信息，计算出每次的蓄水信息，进而结合获取的测量信息，反演出地面的地形，实现每单位区域的地形曲线，可以实时动态的跟踪地面地形变化与蓄水信息；如图2的起伏夹角的计算示意图所示，假设一个基本单位的水平边界与中间测量位置的距离为r，高度为h，则基本单位斜边的与水平地面的起伏夹角 在不同的时间，根据测得的不同的h与不同的r，可以得到不同的夹角，结合已经测量得到的夹角，第二次的夹角增加量等效为一个梯形，其夹角增加量为arctan(h1-h)/(r1-r)，通过不断测量的夹角变化量，可以得到测量区域地形的起伏变化。因为水位面积和高度是连续监测的，根据多组积水高度、积水面积数据，可绘制出积水高度、积水面积与时间的曲线关系，结合大数据工具，即可反演出地面的地形。

在具体的实施例中，图2中的斜边可以看做一个变化曲线中的一段，通过不断求变化时间内。这个角度的变化。只要这个时间间隔够小，就可能很完美的还原曲线斜边的形状，最终形成地形的变化信息。

在具体的实施例中，蓄水量信息、地形反演、降雨与蓄水关系等都通过时间蓄水信息的不断变化与测量信息，结合时间序列计算方法与大数据分析方法，数值反演获得，同时实现数据的不断修正与动态反演变化，提供不断修正精准的信息测量。其中，时间序列计算方法：基于随机过程与数理统计，研究随机数据序列所遵循的统计规律，在此是将蓄水量信息、地形信息、降雨都可转化为与时间的关系，时间是自变量，其余的都是因变量，这样就可以动态的分析这些变量的关系。大数据分析方法：在此数据因为是连续长期连续收集的，因此可以探索这些变量内在的关系。

在优选的实施例中，还可以设置降雨量传感器用于获取不同的降雨量信息，结合蓄水位置变化，获得测量位置周边的降雨与蓄水的非线性变化关系；假设单位时间降雨量为V，消耗量为P,蓄水量为k，则K＝V-P，根据等效关系，假设降雨量为一定区域内的圆形区域，其体积计算就根据圆柱计算所得，同时带入上式中的夹角测量，从而得到非线性变化关系。

S103：响应于水位信息高于预设的水位阈值或蓄水量大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将水位信息控制于水位阈值内或蓄水量控制于水位阈值或蓄水量阈值内。通过预设的水位阈值或蓄水量阈值，最终将当前水域的水位或蓄水量控制在合理范围内。

在具体的实施例中，结合蓄水信息与水位信息，为排水或者积水装置提供决策信息支持；通过地形信息，蓄水变化信息，蓄水量信息，结合已配置的单位排水单元，结合已经计算的不同情形下的变化因子，得到每个时间范围内的排水时间计算：t＝k/v其中v为排水量每小时，其中的k为时间变换因子，为一个多因素的优化量。

在优选的实施例中，上述方法中还可以包括利用无线传输装置例如基于信息的蓝牙、wifi等无线信息广播，基于公共模式，测量点周边有无线显示的接收装置，可以实现显示被测区域的信息，同时个人的接收信息系统也可以接受公共信息，为避免被干扰与入侵，可以采用频域加密技术，实现信息的保护，如图3所示，采用频域信息特定区域信息写入加密信息，保障信息握手与识别，结合接收端的信息辨识进行解密分析后获得信息中的水位情况信息，可以实现针对不同用户的数据分级，达到满足不同用户的要求。

继续参考图4，图4示出了根据本申请的一个实施例的水文信息的监管系统的框架图，如图4所示，该系统包括水文信息采集模块401、蓄水量模块402和水文信息管理模块403，水文信息采集模块401接入蓄水量模块402，蓄水量模块接入水文信息管理模块403。

在具体的实施例中，水文信息采集模块401配置用于利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括测量点的水位信息和蓄水区域的面积；蓄水量模块402配置用于基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制面积信息与水位信息的时间关系曲线，基于关系曲线模拟获取蓄水区域的地形信息并计算获取蓄水区域的当前蓄水量信息；水文信息管理模块403配置用于响应于水位信息高于预设的水位阈值或蓄水量信息大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将水位信息或蓄水量控制于水位阈值或蓄水量阈值内。

在优选的实施例中，图5示出了根据本申请的一个具体的实施例的水位测量设备的结构示意图，如图5所示，水位测量设备500具体包括浮球位移通道501、浮球502、滚动体503、滚动体位移通道504和测量电路505，其中，浮球位移通道501与外界的水源是连通的，其具体的形状可以为柱状结构，浮球位移通道501中的水位高度与外部的水位是一致的，浮球502设置于浮球位移通道501中，随水位的升降上浮或下降，浮球502可以为中空的磁性材料，可替代的，浮球502也可设置为除了球状外的其他形状，例如椭球等其他形状，材质也可选择可以浮于水面的材料，但需在其上设置有磁性材料，用于吸附滚动体503来实现测量电路的激活，同样可以实现本发明的技术效果。

在具体的实施例中，滚动体503为可以被具有磁性材料的浮球502吸附的金属材料制成，例如铁珠或者包含铁和其他轻质材料混合制成的滚动体，只需保证其可以被浮球502的磁性材料吸附并在滚动体位移通道504中移动即可。滚动体503设置于密封的滚动体位移通道504中，一个滚动体位移通道504与一个测量电路505形成一个水位电路，滚动体503在浮球502的磁性吸附或排斥的作用下实现对测量电路505的激活或者关闭状态，以此生成该水位状态下的电路信号。水位测量设备500包括多个并行的水位电路，具体可以根据水位的测量单位进行并行水位电路的间隔设置，例如以0.5m为基本单位进行水位电路的设置，则两间隔的水位电路之间的距离为0.5m，当浮球502随水位上升至某一水位电路时，滚动体503在浮球502的磁性作用力下移动，常开的测量电路505变为常闭电路，测量电路505的状态变化生成该水位的电信号并转换为当前水位的水位高度信息。利用浮球502和并行电路的设计，可以准确的获取水位信息。

在具体的实施例中，图6示出了本申请的一个具体的实施例的视频设备和水位测量设备的总体结构示意图，如图6所示，在水位测量设备500上设置有视频设备600，该视频设备600用于拍摄当前水域的整体情况，测算出当前水域的面积，以及多段时间内面积的变化情况结合水位测量设备的水位信息绘制出当前水域的地形结构，并通过无线传输模块700传输至如图7所示的显示器800上，在无线传输的过程中，采用频域加密实现针对不同用户的数据分级，满足不同用户的要求，实现了水位现场信息的动态展示，为周边提供公共水位信息，达到灵活应用的目的。

本发明给出了一种用于水文信息的监管方法和系统，利用水位测量设备和视频采集设备，获取测量点的水文信息，其中水文信息包括测量点的水位信息和蓄水区域的面积。通过对水位信息的采集，作为后续关系曲线构造和监管的数据基础；基于连续监测的多组水位信息和面积信息，绘制面积信息与水位信息的时间关系曲线，基于关系曲线构建蓄水区域的地形信息并计算获取蓄水区域的当前蓄水量。获取地形信息和蓄水量可以更好的分析当前水域的水文情况，可以便于提前生成预警，防止水位信息出现剧烈变化造成的不良影响；响应于水位信息高于预设的水位阈值或蓄水量大于预设的蓄水量阈值，利用排水系统将水位信息控制于水位阈值内或蓄水量控制于水位阈值或蓄水量阈值内。通过预设的水位阈值或蓄水量阈值，最终将当前水域的水位或蓄水量控制在合理范围内。并同时通过无线传输装置，实现wifi、蓝牙等公共信息广播，为周边提供公共水位信息，实现水位现场信息的动态展示，达到灵活应用的目的，可以大规模推广应用。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

一种用于水文信息的监管方法和系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。