基于边缘阈值分割的钻孔图像RQD自动分析方法研究

发布时间：2024-04-14 09:23

　　RQD是评价岩体完整性的重要指标,传统获取方法受钻进工艺、取芯质量和回次长度影响较大,不能客观反映岩体质量。针对该问题,提出了一种基于边缘阈值分割的钻孔图像RQD自动分析方法。该方法首先对钻孔图像进行预处理和边缘阈值分割,实现图像中结构面和破碎带目标筛分;然后,对筛分出的目标区域进行编码,并进行连通区合并分析,确定影响RQD分析的有效目标;最后,提取有效目标中结构面和破碎带的位置、宽度信息,计算钻孔岩体RQD值。以泾河东庄水利枢纽工程坝址区钻孔为例,进行图像RQD自动分析,结果与钻孔图像、波速测试结果一致性较好,提高了钻孔RQD统计的准确性。该方法丰富了RQD获取途径,为评价岩体完整性提供了一种快速有效的方法。

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【部分图文】：

图2钻孔结构面图像和破碎岩体图像

钻孔图像中包含了钻孔揭示的地层与岩体信息，其中用于钻孔RQD分析的岩体信息主要包括完整岩石、结构面和破碎岩体（图2）。钻孔中完整岩块的壁面反射效果基本一致，图像明暗程度相同、像素值相同；结构面由于充填物与原岩不同，反射性相对较差，图像偏暗，若结构面无充填物，则不能发生反射，图像显....

图1钻孔二维平面图像和三维柱状图像

钻孔图像主要有两种形式：(1)孔壁展开的二维平面图像（全景图像）；(2)经处理的三维柱状图像（见图1）。展开的平面图像多为常用的图片格式，使用和处理较为方便。三维柱状图像的立体感更强，能够提供更为逼真的空间形态和位置信息，但需专用软件打开[16]。在钻孔图像处理和信息提取过程中，....

图3分析流程图

基于钻孔图像信息识别的RQD自动分析，首先对钻孔图像进行裁剪、灰度转换和图像滤波处理；然后利用阀值分割将拟识别目标从背景中分离，并对目标进行边缘检测和标记，通过阈值设定，合并重叠和相邻的目标连通区，标记有效目标信息，判别目标中的结构面和破碎带；最后提取结构面中心线深度、结构面宽度....

图4图像梯度直方图

d）以边缘点的平均灰度值S为阈值，对钻孔灰度图像f(x,y）进行灰度分割，从而实现目标与背景的分离。以图2结构面图像（a）和破碎岩体图像（b）为例，分别采用最大类间方差法、改进方差法和本文方法，对钻孔裂隙图像和破碎岩体图像进行分割（图5）。

本文编号：3954461