水路を流れる流体における被測定断面の水位を計測する水位計測装置であって、水路に対して水面近傍へ固定された基準スケールと、被測定断面における水面に対して流れ方向を横断するように連続的に被撮影光を照射する照射装置と、その照射装置が照射した被撮影光と前記基準スケールとを含むように水面を連続的に撮影するカメラと、そのカメラによる撮影画像データから水面の高さ位置を算出する算出手段とを備えた水位計測装置。前記照射装置は、被撮影光を水路と平行な方向に対して連続的に変化させる水平方向変化手段を備えた請求項1に記載の水位計測装置。前記のカメラは、前記の被撮影光を異なる複数の場所から同時撮影するステレオカメラとし、前記の算出手段は、複数のカメラにおける同期させた撮影画像データを用いて画像処理を実行することした請求項1または請求項2のいずれかに記載の水位計測装置。水路を流れる流体の水面に対して流れ方向を横断するように連続的に被撮影光を照射する照射手順と、水路に対して水面近傍へ固定された基準スケールと前記被撮影光とを含むように、カメラにて水面を連続的に撮影する撮影手順と、その撮影手順による撮影画像データから水面の高さ位置を算出する水位算出手順と、を実行することとした水位計測方法。さて、特許文献1に開示されている技術の目的は、大規模な水路全体の流量を簡略な設備にて測定することである。すなわち、超音波を用いてドップラー法または相互相関法を利用して水の流速を計測する。また、既知である水路形状および寸法と別の手段で計測した水位とから流水断面積を計算し、その流水断面積と計測した前記の流速とから流量を算出する。したがって、大規模な水路全体の流量を簡略な設備にて測定するという目的を達成する点においては、既知である水路形状および寸法を利用することで十分である。しかし、正確な流量を算出したい、という目的で測定する場合には、超音波流量計にて計測の対象とする流水の断面形状の正確な把握が必要となる。その場合、開渠断面の寸法の正確な計測に基づく流水の断面形状の把握と、当該断面形状における上端を連続させた位置水位の把握とが必要となる。たとえば、水力発電所の効率試験を行う場合の流量の計測精度は、高精度であることが求められるため、開渠の断面寸法も高精度に計測する必要がある。開渠の大きさにもよるが、数センチメートル程度の断面寸法の違いによって1程度の流量差が生じる場合もあるからである。上記の点に鑑みると、特許文献1に開示された技術では不十分である。開渠断面の寸法の正確な計測に基づく流水の断面形状の把握も、当該断面形状における上端を連続させた位置水位の把握も、行えないからである。市販の水位計とその水位データ継続記録手段などによって、水位の経時変化を計測することで対処可能である。しかし、分岐直後などの流れの乱れが大きい箇所では、水面に凹凸が生じている。したがって、開渠の断面方向の水位を計測しなければ、高精度な流水断面積計測ができない。本発明が解決しようとする課題は、流れ方向に垂直な水面の水位を計測可能な水位計測装置および水位計測方法を提供することにある。第一の発明本願における第一の発明は、水路を流れる流体における被測定断面の水位を計測する水位計測装置に係る。すなわち、水路に対して水面近傍へ固定された基準スケールと、被測定断面における水面に対して流れ方向を横断するように連続的に被撮影光を照射する照射装置と、その照射装置が照射した被撮影光と前記基準スケールとを含むように水面を連続的に撮影するカメラと、そのカメラによる撮影画像データから水面の高さ位置を算出する算出手段とを備えた水位計測装置に係る。用語説明流体とは、川の水であることが一般的であるが、水に限られない。カメラに関して、連続的に撮影とは、動画像としての撮影の他、静止画像の多数撮影も含まれる。算出手段に関して、撮影画像データから水面の高さ位置を算出するとは、被撮影光の位置を基準スケールに対してどこになるかを画像処理するものである。作用照射装置によって、水路を流れる流体における被測定断面の水面を横断するように連続的に被撮影光を照射する。被撮影光は水面にて反射して反射光となる。カメラは、水面における被撮影光の反射光と基準スケールとを含むように水面を連続的に撮影する。算出手段は、基準スケールが含まれるように撮影した撮影画像データから水面の高さ位置を算出する。例えば、被測定断面における水面に照射した被撮影光の反射光における高さ位置を算出する。それによって、たとえ水路を流れる流体における被測定断面の水面が波打っている場合であっても、その水面の水位を簡易的にかつ高精度に計測可能となる。第一の発明のバリエーション1第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。すなわち、前記照射装置は、被撮影光を水路と平行な方向に対して連続的に変化させる水平方向変化手段を備えることとしてもよい。作用水面はある一定周期で変動しているが、その水面の変動周期があまりに長いために、適切に水位計測ができない場合がある。その場合は、水平方向変化手段によって被撮影光を水平方向に対して連続的に変化させると、水面に照射した被撮影光の反射光を画像取得する数が増える。それによって適切に水位を計測することができる。第一の発明のバリエーション2第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。すなわち、前記のカメラは、前記の被撮影光を異なる複数の場所から同時撮影するステレオカメラとし、前記の算出手段は、複数のカメラにおける同期させた撮影画像を用いて画像処理を実行することとしてもよい。作用前記のカメラをステレオカメラとすると、三次元の画像で表示することが可能となる。それによって、水面の乱れに応じた詳細なデータを取得し、よりいっそう高精度の水位を計測することができる。第二の発明本願における第二の発明は、水路を流れる流体の水面に対して流れ方向を横断するように連続的に被撮影光を照射する照射手順と、水路に対して水面近傍へ固定された基準スケールと前記被撮影光とを含むようにカメラにて水面を連続的に撮影する撮影手順と、その撮影手順による撮影画像データから水面の高さ位置を算出する水位算出手順とを実行することによる水位計測方法に係る。作用たとえば、水路を流れる流体における被測定断面の水面が波打っている場合であっても、その水面の水位を計測可能である。本願発明によれば、流れ方向に垂直な水面の水位を計測可能な水位計測装置および水位計測方法を提供することができた。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る水位計測装置10は、図1および図2に示すように、基準スケール11と照射装置20とカメラ80と制御装置60とを備えている。なお、本実施形態では開渠90を流れる流体における被測定断面の水位を計測することを例とする。前記照射装置20から発射する被撮影光としては、レーザ光32の他、流体の色と明確に区別可能な色彩をなす光でなければならない。上記の基準スケール11は、図1に示すように開渠90に対して水面近傍へ固定されたもので、水位を目視で計測するためのスケールである。前記照射装置20は、被撮影光であるレーザ光32を発射するヘッドノズル31を含むレーザヘッド部30と、被測定断面における水面を横断するように前記レーザ光32を連続的に移動する被撮影光移動装置40と、を備えている。さらに、前記レーザ光32を水平方向に対して連続的に変化させる水平方向変化装置50を備えることもできる。前記照射装置20は、その一例として図1および図3に示すように箱型形状の装置本体21が例えば三脚23にて所望の場所へ設置可能な台座22の上に設けられる。前記被撮影光移動装置40は、前記装置本体21に設けられる。その装置本体21の一側面に、円弧状長孔のガイド孔部41が形成される。さらに、可動支持部材42が前記ガイド孔部41へ挿入された状態でそのガイド孔部41によって案内されて移動する構成である。つまり、前記可動支持部材42の一端側は装置本体21の外側へ突出し、前記可動支持部材42の他端側は装置本体21の内部へ挿入されている。また、前記装置本体21の内部の下部には、円板状の回転部45がモータや回転ギヤなどからなる回転駆動機構44にて例えば一方向へ回転するように設けられている。その上で、前記可動支持部材42の他端は、前記回転部45の外周縁近くの一点と、ピストンなどの連動部材43にて回転自在に連結されている。前記レーザヘッド部30は、前記装置本体21の外側へ突出した可動支持部材42の一端側へ固定されている。さらに、前記レーザヘッド部30にはその上部にヘッドノズル31が取り付けられていることに加えて、その下部には前記の水平方向変化装置50が設けられている。その水平方向変化装置50は、前記ヘッドノズル31と同じ側のレーザヘッド部30の側面へ固定したモータなどの回転駆動部51と、その回転駆動部51の回転軸の先端へ固定した遮蔽板52aとを備えている。その遮蔽板52aには、複数のレーザ光通過孔53が前記ヘッドノズル31から発射されるレーザ光32を遮断する位置に対して回転同心円上に設けられている。前記ヘッドノズル31から発射されるレーザ光32は、遮蔽板52aにて遮蔽される。しかし、遮蔽板52aが回転することによってレーザ光通過孔53を通過する。その時、レーザ光32は幅と広がりを有しているので、レーザ光通過孔53がレーザ光32に対して例えば左から右へ移動する際、図5aから図5eに示すようにレーザ光32が通過する幅の位置が左から右へ変化する。後続するレーザ光通過孔53によっても、上記と同じようにレーザ光32が左から右へ変化する。以下、その動作を繰り返すことになる。その結果、遮蔽板52aを回転させると、前記レーザ光32がレーザ光通過孔53によって断続的に通過するとともに水平方向へ変化することになる。前述した遮蔽板52aとは異なる例として、図6aから図6dに示す遮蔽板52bは、その外周側に扇状形のレーザ光通過切欠き部54を設けている。なお、図6a~図6dは遮蔽板52bからヘッドノズル31に向かって視た正面図である。遮蔽板52bが矢印方向へ回転すると、図6aではレーザ光32がレーザ光通過切欠き部54を通過して幅と広がりをもって照射する。図6bではレーザ光32がレーザ光通過切欠き部54の右側の遮蔽板52bによって右側から遮蔽されるので、レーザ光32の幅が左側へ移動して照射される。図6cではレーザ光32が遮蔽板52bによって完全に遮断される。図6dでは遮蔽板52bにて遮断されていたレーザ光32がレーザ光通過切欠き部54によって右側から開放されるので、レーザ光32の幅が右側へ移動して照射される。その結果、遮蔽板52bを回転させると、前記レーザ光32はレーザ光通過切欠き部54によって断続的に通過するとともに水平方向へ変化することになる。なお、水平方向変化装置50は上記の図5および図6の方法には限定されない。レーザ光32を水平方向へ変化させる装置の構成であればよい。また、被撮影光移動装置40の動作は、例えば、図4aから図4dに示すように円板状の回転部45が矢印方向へ一回転すると、前記可動支持部材42が連動部材43を介して円弧状長孔のガイド孔部41によって案内されながら一往復する。その結果、前記レーザヘッド部30は、図2に示すようにレーザ光32が被測定断面における水面を横断して連続的に照射するように角度変化することになる。前記の水平方向変化装置50の動作がさらに加わることによって、図1および図2に示すように水面へ照射されるレーザ光32が断続的にしかも水平方向へ変化することになる。すなわち、レーザ光32は水面にて反射して反射光33となる。前記カメラ80は、前記の照射装置20が照射したレーザ光32の反射光33と、前記の基準スケール11とを含むように水面を連続的に撮影するものである。また、前記カメラ80は、図8に示すように前記のレーザ光32を異なる複数の場所から同時撮影するステレオカメラとすることができる。そのステレオカメラによって、三次元の画像で表示することが可能となる。それによって水面の乱れに応じた詳細なデータを取得し、よりいっそう高精度の水位を計測することができる。制御装置60は、例えばパソコンなどの測定端末器を使用する。その測定端末器は、制御部70と記憶部61と表示部62と操作部63とを含んで構成される。前記の制御部70は、中央処理装置CPUを含む半導体集積回路により測定端末器を管理および制御する。記憶部61は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDDHardDiskDrive等で構成され、制御部70で処理されるプログラムや取得データなどを記憶する。表示部62は、液晶ディスプレイ、ELElectroLuminescence、PDP等で構成され、記憶部61に記憶されたアプリケーションのGUIGraphicalUserInterfaceを表示する。操作部63は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等の複数のキースイッチおよびマウスから構成され、ユーザの操作入力をするものである。さらに、上記の制御部70は、画像処理装置71、演算部72、指令部73を含んで構成されている。前記画像処理装置71は、カメラ80によって撮影された画像をデジタル信号に変換するものである。本実施形態では、照射装置20にて照射された水面上のレーザ光32の反射光33と、基準スケール11とを含むように撮影された画像をデジタル信号に変換する。前記演算部72は、カメラ80から画像処理装置71を経て得た撮影画像データから、被測定断面における水面を横断して断続的に照射された各レーザ光32と、基準スケール11とを比較して、各レーザ光32における反射光33の高さ位置を算出する。その各反射光33の高さ位置の平均値を水位として算出する。前記指令部73は、ケーブルを介して前記照射装置20におけるレーザヘッド部30に対してヘッドノズル31からレーザ光32を発射する指令を与える。それとともに前記被撮影光移動装置40に対してレーザ光32が被測定断面における流体の流れの水面を横切るように移動する指令を与える。また、水平方向変化装置50に対してレーザ光32を水平方向に対して連続的に変化させる指令を与える。次に、上記の水位計測装置10における作用、すなわち本発明に係る水位計測方法について説明する。例えば開渠90の被測定断面における水位を計測する場合について説明する。まず、図1に示すように、照射装置20が開渠90の被測定断面における流体の流れの水面を横切るようにしてレーザ光32を連続的に移動するように設置される。照射装置20のレーザヘッド部30においてヘッドノズル31からレーザ光32が発射される。その時、レーザ光32が被撮影光移動装置40によって開渠90の被測定断面における水面を横切るようにして発射される。それに加えて、水平方向変化装置50によって水面へ照射されるレーザ光32が、図1および図2に示すように断続的にしかも水平方向へ変化する。上記のように水面へ照射されたレーザ光32の反射光33は、基準スケール11を含むようにカメラ80によって連続的に撮影される。制御装置60では、カメラ80から画像処理装置71を経て得た撮影画像データから、被測定断面における水面を横断して断続的に照射された各レーザ光32の反射光33と、基準スケール11とを比較して、各反射光33の高さ位置が演算部72にて算出される。その各反射光33の高さ位置の平均値が水位として算出される。以上のようにして、レーザ光32が開渠90の被測定断面における流体の流れの水面を横切るように連続的に照射されるとともに、その水面上のレーザ光32の反射光33と基準スケール11が含むようにカメラ80によって撮影される。その得られた画像データ情報から被測定断面における水面の全体の水位が計測することができる。したがって、たとえ開渠90を流れる流体における被測定断面の水面が波打っている場合であっても、その水面の水位を計測可能となる。照射装置20が単数の場合は、計測したい開渠90における被測定断面に沿って前記レーザ光32をトラバースすればよい。一方、複数の照射装置20を用いることができる場合は、例えば、開渠90の側壁91の近くから複数のレーザ光32を扇状に水面へ照射し、その多くのレーザ光32の反射光33を画像取得すればよい。水面は時々刻々と変化しているため、必ずしも水面からの反射光33を定常的に画像取得することができない。しかし、水面はある一定周期で変動しているので、その周期を十分にカバーできるような画像計測時間を設定すれば、水面からの反射光33を画像取得することができる。前記の水面の変動周期があまりに長いために、適切に水位計測ができない場合は、レーザ光32を開渠90における流体の流れ方向へ微振動させることによって、前記反射光33を画像取得する数を増やすことができる。つまり、前記の水平方向変化装置50を用いてレーザ光32が流体の流れ方向の水平方向へ変動することによって、レーザ光32を流体の流れ方向へ微振動させることができる。水面からの反射光33を画像取得することに関しては、反射光33の計測周期に応じてビデオカメラやハイスピードカメラなどの各種カメラ80を選択することができる。その際、レーザ光32だけを選択的に取得するために、使用するレーザ光32の周波数帯フィルタを用いることが望ましい。水位はある一定時間の平均値として求めればよいので、ビデオカメラによる画像取得ではなく、デジタルカメラによる画像取得でも可能である。例えば、撮影時間中はデジタルカメラのシャッターを開けておき、反射光33を撮影し続ける。そのようにして計測した画像を処理することによって、反射光33の水位の平均値を求めることができる。以上のことから、本実施形態の水位計測装置および水位計測方法では、レーザ光32などの被撮影光による照射と、カメラ80を用いた画像計測とを組み合わせることによって、たとえ開渠90を流れる流体における被測定断面の水面が波打っている場合であっても、その水位を計測することができた。水位の計測結果を用いて、その水位を含む断面形状での超音波流量計であれば、開渠90を流れる流体の流量を、水位の変化を無視して流体流量を計測する場合に比べて高精度に計測することが可能となる。