巖石節(jié)理裂隙的骨架抽取及其張開度測量算法研究

1、分類號TP3914l密級公開重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目羞丕塋壟裂墮鮑盈苤墊巫盈甚堂五廛型量笠迭盈窒碩士研究生劍筮翅指導(dǎo)教師至里量墊蕉學(xué)科專業(yè)鹽差墊廛周掛盔論文提交日期2QQ坌生月論文答辯日期2QQ窆生月23旦論文評閱人2009年5月22日重慶郵電人學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理在巖體工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在巖體工程中，巖石節(jié)理裂隙的幾何特征是一個非常重要的性質(zhì)。提取巖石圖像中的各種節(jié)理裂隙，了解節(jié)理裂

2、隙的性質(zhì)和特征信息，對于地質(zhì)地震、地球物理、采礦、石油工程、水文地質(zhì)以及核廢料隔離等都具有重要意義。本文運用圖像處理方法，對節(jié)理裂隙進行準(zhǔn)確的提取，并重點研究了節(jié)理裂隙骨架的抽取以及其張開度的測量。首先，本文研究了如何對巖石圖像進行節(jié)理裂隙的準(zhǔn)確提取。由于直接用分割方法提取節(jié)理裂隙得不到真實的節(jié)理裂隙信息，所以本文采用圖像預(yù)處理技術(shù)消除圖像中的椒鹽噪聲和隨機噪聲；采用圖像分割技術(shù)分割提取巖石節(jié)理裂隙；采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的膨脹和腐蝕技術(shù)填補

3、巖石節(jié)理裂隙中的孔洞和橋接斷開的節(jié)理裂隙。其次，在準(zhǔn)確提取巖石節(jié)理裂隙后，研究了基于紫外光圖像的節(jié)理裂隙骨架抽取算法。骨架是表示物體形狀的一種有效形式，居于圖形的對稱中心，有著與原圖形相同的拓撲結(jié)構(gòu)，并保留著原圖形的形狀信息。本文分析了Hilditch、OPTA、FPA等細化算法的優(yōu)缺點，結(jié)合OPTA和FPA細化算法優(yōu)點進行了骨架抽取算法的改進，使其適合巖石節(jié)理裂隙骨架的抽取。由實驗得知，該算法能抽取出較理想的巖石節(jié)理裂隙骨架，其骨架是

4、完全單像素的，中軸性較高，對邊界敏感度低，帶有較多的原圖像裂隙形狀信息。最后，在抽取裂隙骨架后，研究了基于裂隙骨架的巖石節(jié)理裂隙張開度測量算法。在離散化的圖像中，骨架兩邊的像素個數(shù)基本相等，同時裂隙骨架能代表裂隙的曲折程度和裂隙的走向。本文正是利用骨架的這些特點來測量裂隙的寬度，這樣能測得合理的裂隙寬度。在此基礎(chǔ)上，提出了基于骨架的裂隙張開度測量算法。對此算法進行了測試，可知此算法測量精度高，能很好測量裂隙的準(zhǔn)確寬度，并對裂隙寬度測量結(jié)