›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (10): 3074-3080.doi: 10.16285/j.rsm.2017.10.038

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孔壁钻孔图像的结构面参数提取方法研究

汪进超1, 2,王川婴1,胡 胜1,韩增强1,王益腾1, 2   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071;2. 中国科学院大学,北京 100049
  • 收稿日期:2016-07-25 出版日期:2017-10-10 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 王川婴,男,1962年生,博士,博导,研究员,主要从事钻孔摄像技术和数字岩土方面的研究工作。E-mail: chywang@whrsm.ac.cn E-mail:wangjinchao_88@163.com
  • 作者简介:汪进超,男,1988年生,博士研究生,主要从事岩土测试方面的研究工作。

A new method for extraction of parameters of structural surface in borehole images

WANG Jin-chao1, 2, WANG Chuan-ying1, HU Sheng1, HAN Zeng-qiang1, WANG Yi-teng1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
  • Received:2016-07-25 Online:2017-10-10 Published:2018-06-05

摘要: 为了提升岩体结构面参数提取的自动化程度以及准确性,结合钻孔图像中岩体结构面的特性,开展了适用于结构面图像预处理和结构面参数提取的方法研究。首先,采用自适应中值滤波法对钻孔图像进行去噪处理,通过对梯度算子法和最大类间方差法的图像分割进行比较,提出了更适用于实际钻孔图像分割的改进方差法,即结合梯度算子与最大类间方差法;然后对分割后的图像进行Canny算子边缘检测;最后,通过多项式曲线拟合获得结构面的正弦曲线,从而计算出岩体结构面的参数——倾向、倾角和隙宽。通过将提取方法与传统的手动识别结果进行对比,其结果表明:提取方法获取的参数较为精确。从而证明了该结构面参数提取方法具有可行性和准确性,且提取效率高于传统的手动识别。

关键词: 钻孔摄像, 钻孔图像, 结构面提取, 产状, 隙宽

Abstract: This study aims to improve the automation and accuracy of extracting parameters of rock mass structural planes. By considering rock mass characteristics of the structural plane in borehole images, a new method was developed for the pre-processing of structural plane image and the extraction of structural plane parameter. First, the noise in borehole images was removed with an adaptive median filtering method. An improved variance method was also proposed by comparing the gradient operator method and the maximum interclass variance method, which is more suitable for the actual borehole image segmentation. Then, a Canny operator was used to detect the edge of segmented images. Finally, the sine curve of the structural plane was obtained by the polynomial curve fitting, and thus the structural plane parameters including dip, dip angle and width were calculated. The comparison of results obtained by the proposed extraction method and the traditional manual recognition shows that the proposed method is more accurate. Therefore, it is demostrated that the proposed method is feasible and accurate, and its extraction efficiency is higher than the traditional manual method.

Key words: borehole camera, borehole image, structural plane extraction, structural plane attitude, structural surface width

中图分类号: 

  • TU 452

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