[發(fā)明專利]依據(jù)大數(shù)據(jù)修正垂線流速的方法

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• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112097748A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 白文斌;李勁
• 申請（專利權）人: 北京美科華儀科技有限公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01F1/00;G01F23/00;G01P5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種依據(jù)大數(shù)據(jù)修正垂線流速的方法，該方法分二個執(zhí)行步驟，第一步確定每條測速垂線的水位流速關系，第二步修正實測垂線流速，以測速垂線的水位流速關系、和水位為依據(jù)逐一校核、修正每個測次的各個實測垂線流速，運用本方法，可以有效修正流量監(jiān)測中流速的奇異值，提升測流設備的抗干擾能力，提高流量監(jiān)測的精度，為防洪決策大數(shù)據(jù)的積累提供更可靠的保障。

技術領域

本發(fā)明涉及水文監(jiān)測技術領域，具體為一種依據(jù)大數(shù)據(jù)修正垂線流速的方法。

背景技術

水文工作一直以嚴謹、可靠著稱，追求數(shù)據(jù)的精度和可用性一直是水文工作者日思夜想的問題，流量監(jiān)測是水文最核心工作之一，提升流量監(jiān)測的精度、質量，剔除奇異值等始終都是水文工作者的不懈追求。

本發(fā)明的目的在于提供一種方法來效修正流量監(jiān)測中流速的奇異值，提升測流設備的抗干擾能力，提高流量監(jiān)測的精度，從而為防洪決策大數(shù)據(jù)的積累提供更可靠的保障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于可以有效修正流量監(jiān)測中流速的奇異值，提升測流設備的抗干擾能力，提高流量監(jiān)測的精度，為防洪決策大數(shù)據(jù)的積累提供更可靠的保障。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

1、依據(jù)大數(shù)據(jù)修正垂線流速的方法，該方法分二個執(zhí)行步驟，第一步確定每條測速垂線的水位流速關系，第二步修正實測垂線流速，以測速垂線的水位流速關系、和水位為依據(jù)逐一校核、修正每個測次的各個實測垂線流速。

2、如圖1所示，河道流量測量，是在河道的某一斷面上，使用雷達波、adcp等流速感應器，對河道斷面上多個相對固定的點進行流速的測量，所述測速垂線就是這些流速觀測和測量的點，這些測速點位于斷面所在的直線上，該直線垂直于河水流動的方向。

實際工作中，所述河道流量測量通常在一個水文站上進行。

實際工作中，測量到水位和垂線流速后，還需要計算出河水的流量，流量是流量測站的最終成果，流量是通過水位、多個垂線流速計算而得，本方法修正的流速是流量計算中的關鍵因素，流量的單位是m3/s，流速的單位是m/s，水位的單位是m，水位通常是基于黃海、渤海等基面的海拔高程。

3、河道流量的測量是一個長期的過程，一般每日數(shù)次至數(shù)百次，每次測量的數(shù)據(jù)成果有各個測速垂線上的流速和當前河道的水位。

實際工作中，流量測量過程中可能還伴有現(xiàn)場的照片、風速、溫度等因素，流量測量形成的成果本身就是大數(shù)據(jù)，本方法是從大數(shù)據(jù)中提取關鍵要素，該要素是垂線流速、水位系列，再以該關鍵要素對新測量的流量數(shù)據(jù)進行修正的過程。

4、如圖2所示，所述水位流速關系是每測速垂線一個的，該關系可用公式sp=aZ2+bZ+c來表達，適中sp表示流速，Z表示水位，a、b、c為常數(shù)，在特定的測速垂線上，每次測流的成果，對應有該測速垂線的流速和測流時的水位，將該測速垂線上多個測次中的水位、流速數(shù)據(jù)，帶入最小二乘法，即可擬合出測速垂線的水位流速關系公式，算得a、b、c三個常數(shù)的值。

實際工作中，該關系公式可以事先定義，也可以動態(tài)擬合，動態(tài)擬合時，需要讀取歷史數(shù)據(jù)，讀取該測速垂線多次測量的水位和流速，將水位和流速集合帶入最小二乘法，可計算出sp=aZ2+bZ+c公式中的a、b、c常數(shù)，事先定義是有人工判讀的方式、人工擬合公式、人工確定a、b、c三常數(shù)，測流過程中，收到實測數(shù)據(jù)后，立即進行判讀和修正。

5、如圖3、圖4所示，所述第二步對施測垂線的修正，是在現(xiàn)場施測后，對每一個測速垂線，逐一依據(jù)測速垂線的水位流速關系和所測水位值，計算出一個流速，實測流速和計算流速之間會有一個差值，如果該差值的絕對值大于設定值，則將該垂線流速替換為計算流速。

實際工作中，通常將上設定值設定為0.3，計算值與測量值只差大于0.3則使用計算值替換測量值，計算值與測量值只差小于或等于0.3則保留測量值。