@article { author = {Zarei, Mahdis and Samadi, Amir and Mohajeri, Seyed Hossein}, title = {Introducing and Evaluating the Effectiveness of Various Image Processing Algorithms in Determining Hydraulic Raughness Using Gradation Curve in Gravel Bed Rivers}, journal = {Journal of Hydraulics}, volume = {13}, number = {4}, pages = {93-110}, year = {2019}, publisher = {Iranian Hydraulic Association}, issn = {2345-4237}, eissn = {2645-8063}, doi = {10.30482/jhyd.2019.82710}, abstract = {The importance and role of bed roughness in conducting hydraulic flow studies and sediments,especially in river simulation models, are not covered by any of the experts in this area. For thisreason, researchers used simple methods such as direct measurement using ruller or calipers ormechanical sieving for many years to determine the size of roughness of bed particles. In recent years,with the advancement of technology and the promotion of digital photography cameras, variousalgorithms and software for automated analysis of bed surface data are provided using digital imagestaken from the river bed. But so far, no comparative study has been conducted regarding thecomparison of the results of different methods and their validation and only researchers have beenevaluating and commenting on the shape of the gradation curve and the particle diameters. In thisstudy, imaging of one kilometer from the bed of the Kordan river in the west of the Alborz province,and then the images obtained in nature, as well as images taken from the particles collected from thebed in the laboratory with three different image processing methods and in two backgrounds withdifferent colors have been analyzed and compared with the results of the sieve analysis method. Basedon the results, it can be said that the presentation of an acceptable gradation curve does not mean theaccuracy of image methods, and these methods are sometimes found to have a notable error in thecounting of particles, which, by shrinking the image field or increasing the number of fine particles inthe image or the presence of particles with longitudinal elongation, this error will be tangible andindescribable. Factors such as how adjacent particles are placed, the color and appearance ofaggregates, the distribution of light in the image, and the algorithm used to process the image on thegrain size curve, are effective. Therefore, using these methods in estimating hydraulic roughnessshould be done with sufficient accuracy.}, keywords = {Bed Roughness,Gravel bed,Gradation Curve,Error analysis,Image Processing Softwares}, title_fa = {معرفی و بررسی کارایی الگوریتم‌های مختلف پردازش تصویر در تعیین زبری هیدرولیکی به کمک منحنی دانه‌بندی در رودخانه‌های بستر شنی}, abstract_fa = {اهمیت و نقش زبری بستر در مدل‌های شبیه‌سازی رودخانه بر هیچ یک از متخصصان این حوزه پوشیده نیست. براین اساس، محققان برای تعیین اندازه زبری ذرات بستر، از روش‌های ساده‌ای چون اندازه‌گیری مستقیم با خط‌کش یا کولیس یا دانه‌بندی با الک تا سالیان متمادی استفاده می‌کردند. در سالیان اخیر با پیشرفت تکنولوژی و ترویج دوربینهای عکاسی دیجیتال، الگوریتم‌ها و نرم‌افزارهای مختلفی برای تجزیه و تحلیل خودکار اطلاعات بستر با استفاده از تصاویر دیجیتالی اخذ شده از بستر آبراهه‌ها ارائه شده‌اند، لکن تاکنون در خصوص مقایسه نتایج روش‌های مختلف و صحت‌سنجی آنها به صورت تطبیقی مطالعه‌ای صورت نگرفته و صرفاً محققان مختلف بر روی شکل ظاهری منحنی دانهبندی و نیز قطرهای شاخص ذرات ارزیابی و اظهارنظر کرده‌اند. در این مطالعه، به منظور بررسی قابلیت روش فتوگرامتری در تعیین منحنی دانه‌بندی و زبری بستر، تصویربرداری از بازه‌ای یک کیلومتری از بستر رودخانه کردانِ استان البرز صورت گرفت و منحنی دانه بندی به کمک روش پردازش تصویر با 3 الگوریتم پردازش تصویر مختلف استخراج گردید. در ادامه منحنی دانه بندی حاصله، با منحنی دانه بندی حاصل از آزمایش الکِ مصالح جمع آوری شده از محل بازدید و منحنی دانه بندی حاصله از ذرات جمع‌آوری شده از بستر در داخل آزمایشگاه مقایسه گردیده شد. بر اساس نتایج حاصله می‌توان گفت که ارائه منحنی دانه‌بندی قابل قبول، به معنی دقت خوب روش‌های تصویری نیست و این روش‌ها بعضاً در شمارش ذرات دارای خطای فاحشی هستند که با کوچک شدن میدان تصویر یا افزایش تعداد ذرات ریزدانه داخل تصویر یا وجود ذرات دارای کشیدگی طولی، این خطا محسوس و غیرقابل اغماض خواهد بود. همچنین آنالیز حساسیت روی ضریب زبری، نشان داد که خطا در برآورد منحنی دانه‌بندی می‌تواند موجب خطای غیرقابل اغماض روی ضریب زبری گردد. لذا استفاده از این روش‌ها در تخمین زبری هیدرولیکی بایستی با دقت کافی صورت گیرد.}, keywords_fa = {زبری بستر,رودخانه شنی,منحنی دانه‌بندی,آنالیز خطا,نرم‌افزارهای پردازش تصویر}, url = {https://jhyd.iha.ir/article_82710.html}, eprint = {https://jhyd.iha.ir/article_82710_ae1f838fcb58cd2a794cfba812bafcfb.pdf} }