基于图像解析的泥沙特征参数提取与分析技术

技术来源

       省部计划 。

技术简介

       该技术采用高倍摄像与激光粒度仪结合使用的方法对泥沙及其携带污染物质特性进行分析， 高倍摄像系统记录颗粒沉降过程 ，基于试验浓度的大小对光源位置便捷地进行调节 ， 以实现最佳  的观测效果 ，采用数字图像分析的手段对记录的图像进行解析 ，得到颗粒粒径 、形状以及沉降速  度等关键参数 ；激光粒度仪实时快捷获取水体中颗粒体积浓度和颗粒组成信息 ， 观测泥沙颗粒级  配 。通过两种方式的结合 ，能够更加全面 、连续 、真实 、准确地得到不同水文泥沙环境中的微颗  粒粒径组成 、形状和沉降特性 。技术特点： 一是综合高倍摄像的图像处理和激光粒度测量的优  点 ，设备比较完善 ，工作效率高 ，成果更加准确 。二是可以根据研究需要进行不同水动力和浓度  的模拟试验 ，基于试验浓度的大小对光源位置便捷地进行调节 ， 以实现最佳的观测效果 。三是解  决了 目前在泥沙及其携带物质的观测分析中关键参数获取存在不足 、效率较低且准确性不够的问  题 ， 以及在泥沙输运转移研究中对水动力条件考虑不足和受到颗粒浓度制约的问题 。

技术指标

     （1） 通过图像解析能够获取的参数 4个： 颗粒面积 、长轴 、短轴 、沉降速度 。

（2） 基于图像直接获取的参数 ， 可以进一步计算得到的参数7个： 当量直径 、等效圆直径 、圆度 、椭圆离心率 、分形维数 、凸出度 、有效密度 。

     （3） 观测颗粒粒径范围： 5μm~8mm 。

     （4） 观测颗粒沉降速度范围： 0. 01~45mm／s 。

     （5） 工作浓度范围： 1~2000mg／L。

应用范围及前景

       适用于泥沙及其携带重金属和污染物等的输运转移和沉降过程观测分析研究 。

细颗粒泥沙絮凝一直是泥沙基本理论和运动规律研究的重点 ，也是河流工程泥沙研究中普遍  面临的难点课题 。特别是近年来 ，在人类活动的影响下 ， 大量有机物随着工农业生产生活污废水  进入河流 、湖泊 、水库及河口海岸等天然水体 ，并且与细颗粒泥沙之间会发生相互作用和影响 。 因此 ，利用本技术开展细颗粒泥沙及携带物质输运和沉降的基础研究是十分必要和迫切的 ， 可进  一步推广应用于其他水沙运动及水污染治理等相关技术研究 ，前景广阔 。

持有单位： 长江水利委员会长江科学院

单位地址： 湖北省武汉市黄浦大街 23号长江科学院

联  系  人： 郭超

联系方式： 15827361730、02782927240