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八股排水影像辨識水位流量技術介紹水利規劃分署

  發刊期數:第0584期/ 發布日期:113/03/22

人工智慧影像辨識技術已經廣泛使用在機場臉部辨識自動通關、科技執法、停車場車牌辨識等領域,為了維護水文觀測時人員安全及增進工作效率,水利規劃分署112年於八股排水應用影像辨識技術觀測水位及流量,其流程可分為正射校正、影像辨識及流量推估等3步驟,首先對攝影機影像作正射校正,再由人工智慧影像辨識程式及大尺度粒子影像測速法分析獲得水位及表面流速資料,最後將表面流速轉換斷面平均流速,以流速-面積法推估獲得流量資料。

設置測站考量分別為(1)光源照明亮度;(2)感潮河段;(3)底床變化程度。光源是影響攝影機於夜晚時影像是否清楚可辨識的重要關鍵之一,通常選擇設置於橋梁斷面,除監測水位及維護方便外,因交通安全需求亦設置路燈照明;感潮河段因素為上游易會受到下游迴水影響,導致河川垂直流速剖面(Vertical velocity profile)產生兩段曲線,因此會使表面流速難以推估平均流速,另流速受到底床變化影響,若底床沖淤情形變化劇烈易產生較大不確定性。設備包括攝影機、資料處儲存及傳送機盒,機盒為IP67之防水等級,供電系統之太陽能板發電功率為150W以上及50AH以上蓄電池容量,在電力供給不確定情況下亦能維持正常功能。攝影機架設注意事項分別為(1)影像應含河川兩側堤岸,以利正射校正控制點設置(2)拍攝畫面盡量與水流方向垂直(3)架設時控制拍攝角度,角度過低易水面易反光,影響影像辨識結果。

流量觀測資料為河川排水辦理治理規劃之重要參考依據,有鑑於傳統人工水文觀測方式,危險度高且觀測資料少,為提高經濟效率及人力成本,期能透過人工智慧影像辨識水位流量技術,提昇水文觀測技術,增加流量觀測資料。