本文選題：紅外攝影 + 圖像處理　； 參考：《山東大學》2017年碩士論文

【摘要】：隧道及地下工程中,巖體的穩(wěn)定性分析與質(zhì)量評價是巖土工程設計規(guī)劃與安全施工過程中的重要一環(huán),而巖體地質(zhì)信息是進行巖體穩(wěn)定性分析和安全評價地基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的巖體信息采集方法面臨著不及時、效率低等問題,而新興的巖體結(jié)構(gòu)面信息數(shù)字化獲取方法在巖體地質(zhì)信息采集過程中具有方便快速、便于數(shù)據(jù)保存等明顯優(yōu)勢。但在獲取過程中也面臨著隧道洞室光線昏暗、多塵等惡劣環(huán)境條件的困擾,造成無法獲取較清晰的結(jié)構(gòu)信息圖像。面對以上相關(guān)問題,通過研究優(yōu)化巖體結(jié)構(gòu)面信息獲取及提取分析方法,為隧道等工程的施工設計提供有力保障。(1)研究總結(jié)了隧道復雜環(huán)境條件下采集設備環(huán)境敏感性及巖體結(jié)構(gòu)面最佳采集模式。以隧道昏暗、粉塵環(huán)境為基礎(chǔ),運用環(huán)境監(jiān)測儀器實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境溫濕度、亮度、粉塵濃度參數(shù)定量化,分別控制光照強度及粉塵濃度為單一變量,試驗分析采集設備在不同粉塵濃度和不同光照強度下的最佳采集模式及環(huán)境敏感性程度。并通過理論分析及現(xiàn)場試驗論證近紅外光線成像技術(shù)在克服隧道惡劣環(huán)境的可行性,確定了最佳紅外獲取波段。(2)運用數(shù)碼圖像處理技術(shù),研究巖體圖像的增強及信息獲取。利用點運算層次的圖像灰度變換處理及直方圖均衡化研究了掌子面圖像對比度增強方式;利用群運算層次的空域濾波增強方法實現(xiàn)巖體圖像噪聲去除,最終完成圖像質(zhì)量增強,凸顯巖體結(jié)構(gòu)面信息特征。在結(jié)構(gòu)面信息提取方向,實踐了多種邊緣檢測方法,并根據(jù)檢測邊緣完成了自動及手動修正,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)面邊緣的提取。(3)通過圖像特征提取技術(shù),完成巖體結(jié)構(gòu)面長度、寬度、傾角基本信息統(tǒng)計分析,并以隧道徑向RQD為基礎(chǔ)構(gòu)建隧道巖體空間各向異性評價體系,實現(xiàn)圍巖空間結(jié)構(gòu)特性劃分,為圍巖錨固支撐相關(guān)參數(shù)。(4)利用MATLAB編程語言建立地下工程巖體信息快速編錄及圍巖分級軟件系統(tǒng)�；趫D像處理技術(shù),實現(xiàn)了隧道掌子面巖體圖像增強、地質(zhì)信息提取與統(tǒng)計分析、引入巖石力學進行圍巖快速分級、利用隧道徑向RQD建立隧道空間各向異性評價體系等功能實現(xiàn),并依托濟南漿水泉隧道完成了工程應用。
[Abstract]:In tunnel and underground engineering, the stability analysis and quality evaluation of rock mass is an important part in the process of design, planning and safe construction of geotechnical engineering, and the geological information of rock mass is the basis of rock mass stability analysis and safety evaluation. The traditional method of rock mass information acquisition is faced with problems such as untimely and low efficiency. However, the new digital acquisition method of rock mass structure plane information has obvious advantages in the process of rock mass geological information collection, such as convenience, rapidity and data preservation. However, in the process of acquisition, the tunnel also faces dark light, dusty and other harsh environmental conditions, resulting in the lack of clear structure information images. In the face of the above problems, through the study of optimization of rock mass structure plane information acquisition and extraction analysis method, This paper studies and summarizes the environmental sensitivity of collecting equipment and the optimum acquisition mode of rock mass structure plane under the complicated environment of tunnel. Based on the dark tunnel and dust environment, the environmental monitoring instrument is used to quantify the parameters of temperature, humidity, brightness and dust concentration in the field, and to control the intensity of light and the concentration of dust as a single variable, respectively. The optimum collection mode and environmental sensitivity of the collection equipment under different dust concentration and different light intensity were analyzed. The feasibility of near infrared ray imaging technology in overcoming the bad environment of tunnel is proved by theoretical analysis and field test. The best infrared acquisition band is determined. Digital image processing technology is used to study the enhancement and information acquisition of rock mass images. The contrast enhancement method of palm face image is studied by using gray transformation and histogram equalization of point operation level, and the noise removal of rock mass image is realized by spatial filtering enhancement method of group operation level, and the image quality enhancement is finally completed. The information characteristics of rock mass structure plane are highlighted. In the direction of structure plane information extraction, several edge detection methods are put into practice, and the automatic and manual correction is completed according to the detection edge, and the extraction of structural plane edge is realized by means of image feature extraction technology, and the length and width of rock mass structural plane are completed. Based on the statistical analysis of the basic information of inclination angle, and based on the radial RQD of tunnel, the spatial anisotropy evaluation system of tunnel rock mass is constructed to divide the spatial structure characteristics of surrounding rock mass. For surrounding rock Anchorage bracing related parameters. 4) using MATLAB programming language to establish the software system of rapid cataloguing of rock mass information and classification of surrounding rock mass in underground engineering. Based on the image processing technology, the image enhancement of tunnel face rock mass, the extraction and statistical analysis of geological information, and the introduction of rock mechanics to the rapid classification of surrounding rock are realized. The function of tunnel spatial anisotropy evaluation system is established by using radial RQD of tunnel, and the engineering application of Jinan Jishuiquan tunnel is completed.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U452.12;TP391.41

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本文編號：1948817