一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备及方法，包括扫描仪、用于安装扫描仪的升降架；所述升降架包括底座、移动台，所述底座顶部设有安装筒，所述移动台上设有与安装筒相对应的安装脚，所述安装脚通过调节组件可升降安装在安装筒内，所述扫描仪固定在移动台顶部；所述移动台上安装有折叠梯。本发明专利技术所述的扫描仪通过升降架的调节可实现测点精度高、采集速度快，采集密度大，既可得到单个断面的冲淤变化又可得到全场的冲淤分布和泥沙流失量，为岸滩修复方案的合理性提供基础依据。

【技术实现步骤摘要】
一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备及方法
本专利技术属于沙质海岸岸滩冲淤模型试验
，尤其是涉及一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备及方法。
技术介绍
实施海岸线整治修复工程，引导和促进海岸生态修复与环境整治，大大提升我国海洋环境生态保护与建设能力，满足人民群众亲海需求。建设生态海堤，提升抵御台风、风暴潮等海洋灾害能力是近期需要推动的“重点工作”。我国半数以上的海滩遭受侵蚀破坏，我国主要海湾自然岸线的比例由1940年代的78.21％降至2014年的28.87％，海岸侵蚀会带来巨大的生命财产损失，对其修复和保护迫在眉睫，在岸滩修复工程中一般采用沙坝、沙堤和潜堤相结合的方式。在修复措施实施前一般采用模型试验验证方案的修复效果，试验冲淤变化的测量工作至关重要，它决定了能否把试验的实际情况真实地反映出来，直接影响到试验相关数据的可靠性和准确性。常用的测量方法有围等高线法和超声测量法，前者测量精度不高，而后者无法实现快速全场测量。对于泥沙流失量的常规的计算方法以断面为基准，每个断面上取一定数量的测点，采用分段的形式分别计算相邻断面间的体积，然后叠加得到计算区域的体积，最终换算成泥沙流失量。断面间距越小，断面测点布置越多，计算结果就越准确。采用三维扫描技术后，采集的数据点相当密集，因此无需分段计算，可直接通过软件构建三角网格，进行体积计算，从而分析泥沙流失量。基于固定装置和高速三维激光扫描仪，测点精度高、采集速度快，采集密度大，可得到单个断面的冲淤变化、全场的冲淤分布和泥沙流失量，为岸滩修复方案的合理性提供基础依据。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备及方法，在模型试验中受研究范围和场地的限制一般采用的比尺较小，模型中岸线的冲淤变化量级较小，解决岸滩修复试验中数据测量的准确性，为岸滩修复方案的合理性提供基础依据的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，包括扫描仪、用于安装扫描仪的升降架；所述升降架包括底座、移动台，所述底座顶部设有安装筒，所述移动台上设有与安装筒相对应的安装脚，所述安装脚通过调节组件可升降安装在安装筒内，所述扫描仪固定在移动台顶部；进一步的，所述移动台上安装有折叠梯。进一步的，所述移动台的侧壁上设有折叠梯安装槽，所述折叠梯一端转动安装在安装槽内，另一端则延伸至底座上，所述底座的侧壁上设有与折叠梯相对应的凹槽，所述折叠梯另一端则放置在凹槽内。进一步的，所述移动台顶部设有折叠梯放置槽，所述折叠梯放置槽与折叠梯安装槽相通，所述折叠梯通过旋转放置在折叠梯放置槽内。进一步的，所述安装筒设有四个，分别设置在底座的顶部四角上，每两个安装筒之间设有连接腔，连接腔的两端分别向上延伸出齿轮连接腔，所述安装筒内设有调节腔，所述齿轮连接腔与安装筒内的调节腔相通，所述调节组件包括齿轮组、蜗杆，所述蜗杆安装在连接腔内，所述齿轮组包括多个齿轮，每个齿轮对应安装在齿轮连接腔内，齿轮底部延伸至连接腔内与蜗杆进行啮合。进一步的，每个安装脚相对的侧壁上设有齿条，所述齿轮侧壁延伸至调节腔内与安装脚进行啮合。进一步的，其中两个安装筒侧壁上设有凸台，凸台内设有转轴腔，所述蜗杆一端贯穿其中一个安装筒延伸至转轴腔后连接有第一锥形齿轮，所述转轴腔内安装有调节杆，调节杆上安装有两个第二锥形齿轮，两个第二锥形齿轮分别于两个蜗杆的第一锥形齿轮进行啮合，所述调节杆一端贯穿凸台的侧壁后连接有调节头。进一步的，其中两个安装脚上设有滑槽，所述蜗杆一端贯穿滑槽。进一步的，所述扫描仪通过三脚架固定在移动台上，所述移动台上还安装有电源设备，所述扫描仪与电源设备电性连接。一种航沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量方法，包括以下步骤：S1、沙滩整治修复试验地形测量前将试验场地进行清理；S2、将扫描仪进行安装固定，并将设置好接收参数的U盘与扫描仪连接；S3、在试验场地放置用于坐标配准的物体，测试启动扫描仪进行扫描，扫描数据直接传入U盘内；S4、将U盘内的数据导入处理设备中，处理设备中利用对比物进行坐标匹配，根据匹配结果生成沙滩冲淤演变的数据；S5、通过数据处理文件对沙滩冲淤演变数据进行处理生成冲淤变化图。进一步的，所述步骤S2中的接收参数包括：水平角度范围、垂直角度范围、水平间距、垂直间距。进一步的，所述步骤S4中的坐标匹配过程如下：在TrimbleRealworks软件中，对试验前数据，在配准环境下通过拟合工具，拟合出10cm直径圆球，并将各圆球坐标记录下来，作为初始坐标。同样方法拟合试验后数据中的圆球，利用TrimbleRealworks软件的大地基准工具，用初始坐标替换同样位置圆球坐标，点击应用后完成试验前后数据的配准，使试验前后的坐标统一。进一步的，所述步骤S5中的数据处理文件包括Excel、Surfer、Fortran程序软件。进一步的，所述步骤S5中生成冲淤变化图过程如下：101、利用TrimbleRealworks软件的坐标测量工具点取边界的坐标，生成Surfer软件的白化文件Bln；利用TrimbleRealworks软件的坐标测量工具点取断面的坐标，利用EXCEL生成等间距的坐标文件；102、利用TrimbleRealworks软件，删掉多余数据，并输出Txt文件；103、通过Surfer软件读入Txt文件，生成等间距的Grid文件；104、利用生成的Bln文件对Grid进行白化处理，白化后的Grid输出Dat文件；105、；试验前后的Dat文件通过编译的Fortran程序可对高程进行差值即可得到冲淤变化值，利用Surfer软件读取插值后的Dat数据可生成冲淤图；106、通过编译Fortran程序可以批量得到多个断面的冲淤变化；107、将多个断面的冲淤变化的数据导入Excel中，生成冲淤变化的趋势图。相对于现有技术，本专利技术所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备具有以下优势：(1)本专利技术所述的扫描仪通过升降架的调节可实现测点精度高、采集速度快，采集密度大，既可得到单个断面的冲淤变化又可得到全场的冲淤分布和泥沙流失量，为岸滩修复方案的合理性提供基础依据。(2)本专利技术所述的升降架通过调节组件实现上下调节，节省成本，为升降架的放置节省空间。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备结构图一；图2为本专利技术实施例所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备结构图二；图3为本专利技术实施例所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备部分剖视图；图4为本专利技术实施例所述的底座剖视图；图5为本专利技术实施例所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，其特征在于：包括扫描仪(3)、用于安装扫描仪(3)的升降架；/n所述升降架包括底座(1)、移动台(2)，所述底座(1)顶部设有安装筒(11)，所述移动台(2)上设有与安装筒(11)相对应的安装脚，所述安装脚通过调节组件(6)可升降安装在安装筒(11)内，所述扫描仪(3)固定在移动台(2)顶部；/n所述移动台(2)上安装有折叠梯(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，其特征在于：包括扫描仪(3)、用于安装扫描仪(3)的升降架；
所述升降架包括底座(1)、移动台(2)，所述底座(1)顶部设有安装筒(11)，所述移动台(2)上设有与安装筒(11)相对应的安装脚，所述安装脚通过调节组件(6)可升降安装在安装筒(11)内，所述扫描仪(3)固定在移动台(2)顶部；
所述移动台(2)上安装有折叠梯(5)。


2.根据权利要求1所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，其特征在于：所述移动台(2)的侧壁上设有折叠梯安装槽，所述折叠梯(5)一端转动安装在安装槽内，另一端则延伸至底座(1)上，所述底座(1)的侧壁上设有与折叠梯(5)相对应的凹槽，所述折叠梯(5)另一端则放置在凹槽内。


3.根据权利要求2所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，其特征在于：所述移动台(2)顶部设有折叠梯放置槽(23)，所述折叠梯放置槽(23)与折叠梯安装槽相通，所述折叠梯(5)通过旋转放置在折叠梯放置槽(23)内。


4.根据权利要求1所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，其特征在于：所述安装筒(11)设有四个，分别设置在底座(1)的顶部四角上，每两个安装筒(11)之间设有连接腔(13)，连接腔(13)的两端分别向上延伸出齿轮(61)连接腔(13)，所述安装筒(11)内设有调节腔(110)，所述齿轮(61)连接腔(13)与安装筒(11)内的调节腔(110)相通，所述调节组件(6)包括齿轮组、蜗杆(8)，所述蜗杆(8)安装在连接腔(13)内，所述齿轮组包括多个齿轮(61)，每个齿轮(61)对应安装在齿轮(61)连接腔(13)内，齿轮(61)底部延伸至连接腔(13)内与蜗杆(8)进行啮合；
每个安装脚相对的侧壁上设有齿条(22)，所述齿轮(61)侧壁延伸至调节腔(110)内与安装脚进行啮合；
其中两个安装筒(11)侧壁上设有凸台(12)，凸台(12)内设有转轴腔(120)，所述蜗杆(8)一端贯穿其中一个安装筒(11)延伸至转轴腔(120)后连接有第一锥形齿轮(81)，所述转轴腔(120)内安装有调节杆(7)，调节杆(7)上安装有两个第二锥形齿轮(71)，两个第二锥形齿轮(71)分别于两个蜗杆(8)的第一锥形齿轮(81)进行啮合，所述调节杆(7)一端贯穿凸台(12)的侧壁后连接有调节头(72)；
其中两个安装脚上设有滑槽(24)，所述蜗杆(8)一端贯穿滑槽(24)。


5.根据权利要求1所述的一种沙滩修复试验中岸线冲淤演变快速测量设备，其特征在于：所述扫描仪(3)通过三脚架(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘针，程永舟，陈汉宝，夏波，黄筱云，戈龙仔，徐亚男，赵旭，姜云鹏，张亚敬，杨会利，马隽，张维，
申请(专利权)人：长沙理工大学，交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43