本课题是在山西省回国留学人员科研资助项目“高寒区冰水情检测方法研究及其在万家寨水电大坝冰情监测中的应用(项目编号：2012-045)”、水利部黄河水利委员会黄河水利科学研究院技术开发项目“黄河冰情自动监测系统研发与现场试验”、以及水利部2012年公益性行业科研专项经费项目“黄河冰情自动监测系统研发与现场试验(项目编号：201201080)”资助下进行的一项技术应用研究。由于特殊的地理环境影响,冰凌灾害目前己成为威胁黄河中上游地区人民生命与财产安全最主要的自然灾害,采用现代化的科技手段建设有效的黄河冰凌灾害预警系统是我国防汛减灾系统建设的一项迫切任务。虽然国家水利部水文司已于1994年1月1日公布了关于“河流冰情观测规范”(SL59-93)的中华人民共和国行业标准,但是由于黄河特殊的地理环境,使得目前对黄河河道进行实时冰情检测仍然十分困难。为了能够对黄河的冰情进行检测以对冰凌灾害进行预报,改善黄河冰情检测治理的落后局面,本论文提出采用GPRS移动通信技术,在黄河冰凌汛期远程获取河道现场实时冰凌图像信息,利用单片机技术、带彩信协议GPRS无线通信模块、图像捕获和图像压缩编码功能模块,用单片机根据控制串口摄像头图像采集和压缩处理,采集图像以彩信的形式发送至管理人员的手机,实现对冰层厚度、冰凌图像的无线远程监测从而为防凌决策部门提供参考依据,这将对维持人民正常生活秩序以及国民经济和社会可持续发展提供保障,具有深远的现实意义。为实现上述监测技术,本文从以下四个方面进行了实验研究：1.查阅大量的国内外相关文献,了解掌握了国内外冰情监测的技术方法,在总结现有技术的基础上,使用基于空气、冰与水的物理特性差异的冰情监测技术,从而实现对冰层厚度、冰下水位等的测量,并在原有系统的基础上添加了图像监测以及温度感应监测等功能模块,从而使河道冰情监测更加立体化。2.对本论文中图像监测部分所涉及的两个关键技术,GPRS网络技术和彩信传输技术进行了理论研究。在了解GPRS网络技术,包括它的概念及特点、网络组成、工作原理和在各类行业中的应用情况,以及彩信传输技术,包括彩信传输的概念、WAP技术协议、彩信技术原理及实现方式以及与SMS和EMS的区别等情况之后,确定了彩信图像监测的可行性和实施方案。3.选用广州谱泰公司GPRS模块PTC01进行的彩信图像传输实验。4.考虑到黄河万家寨水利大坝周围的现场情况,为保证监测系统的长期稳定运行,设计了专用的太阳能供电系统,并且改进了冰情监测传感器的安装工艺。2011年11月至2012年3月,我们将设计研制成功的彩信图像黄河河道冰情监测系统安装在黄河万家寨水库进行了长时间连续监测实验,在监测期间,系统运行良好,既可以了解冰层厚度、冰下水位等冰水情信息,也可以随时掌握现场的图像信息,实现了对黄河河道的立体化监测。通过现场试验,也发现了监测系统在运行中存在的技术缺陷,为今后系统的进一步完善与提高积累了技术资料。