[发明专利]一种基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法

说明书

本发明公开了一种基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法，对基于数字钻孔摄像技术获取的钻孔光学图像，按照下述步骤处理：S101、读取数字钻孔的平面展开图像，进行颜色空间转换，单独提取HSV空间中的S通道图像；S102、将获取的S单通道图像进行预处理；S103、将预处理后的图像进行自适应阈值分割与边缘细化；S104、将图像进行正弦函数匹配；S105、提取正弦函数拟合参数，并进行对应的岩体参数转换；S106、计算整图单位体积结构面条数以及结构面张开度，得到岩体综合评估系数。本发明的岩体评估分析方法，简单易行，稳定可靠，工作效率高，完成钻孔面的自动识别与参数提取，快速有效评估岩体完整性。

技术领域

本发明涉及一种岩体评估分析方法，具体涉及一种基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法。

背景技术

工程岩体中发育有不同规模、不同形状、不同期次、不同成因的结构面，将岩体切割成形状各异、大小不一的镶嵌块体。实践表明，岩体完整性是工程岩体的重要特性，是水文地质、工程地质、土木工程、岩土工程等领域的重要评估指标。岩体的分类评价方法有很多种，其中比较有影响力的有：苏联普氏岩石坚固系数测定、美国deere岩体质量指标RQD评估、地质力学RMR法、岩石质量指标Q分类体系等等；在专利CN 106296678 A中，提出一种基于钻孔光学成像技术的RQD分析方法，对基于钻孔光学成像技术获取的钻孔光学成像照片，进行钻孔图像处理、钻孔信息识别、钻孔RQD计算步骤。

虽然RQD指标已得到广泛使用，但在实际工程中，经常出现同一结构区的同一岩体中，不同钻孔测得的RQD指标离散性很大，有时甚至与实际岩体完整性完全不符的情况。因此，由于工程活动的多样性和岩体赋存环境的复杂性，建立一个实用性强、便于不同工程人员参考，直观反映岩体完整性的分析方法是极为必要的。

基于数字光学技术的钻孔摄像设备能以图片或视频方式直接提供钻孔孔壁的图像，全景360度真实还原钻孔孔壁实际状况，全景图像平面展开是一幅包含一段完整(360度)钻孔孔壁的二维图像，类似孔壁沿北极方向垂直地被劈开，然后展成平面。而三维立体空间中的结构面，在展开平面图像中以一个完整周期的正弦曲线形式呈现，正弦曲线所包含的参数则与结构面的参数特性相关联，可以相互转换，更能直观便捷地反映孔内的实际情况，保证了地质信息采集的完整性和准确性。

在已有文献公开的方法中，对于数字钻孔图像的处理以及后续结构面的识别，存在较多的人为参与环节。人工输入操作参数，尤其是针对图像信息数据较大的情况，不仅仅工作效率低，也会出现处理结果的不稳定性。

本发明提出新的基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法，简单易行，稳定可靠，工作效率高，通过完成钻孔面的自动识别与参数提取，快速有效分析评估岩体完整性。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法。

本发明是这样实现的：

一种基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法，对基于数字钻孔摄像技术获取的钻孔光学图像，按照下述步骤处理：

S101、读取数字钻孔的平面展开图像，进行颜色空间转换，单独提取HSV空间中的S通道图像；

S102、将获取的S单通道图像进行预处理；

S103、将预处理后的图像进行自适应阈值分割与边缘细化；

S104、将图像进行正弦函数匹配；

S105、提取正弦函数拟合参数，并进行对应的岩体参数转换；

S106、计算整图单位体积结构面条数以及结构面张开度，得到岩体综合评估系数。

本发明的基于数字式全景钻孔图像的岩体评估分析方法，主要评估分析过程都是在Matlab平台上完成的。