[发明专利]一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法

说明书

本发明公开了一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法，包括以下步骤：步骤1：基于互相关函数的二维建模，包括：步骤1.1：获取二维裂隙图像，通过坐标转换将三维裂隙转换为二维裂隙；步骤1.2：对步骤1.1得到的二维裂隙图像进行处理，得到训练图像TI与条件点图像HD；步骤1.3：基于互相关函数建立模型；步骤2：根据得到的模拟图，判定每条裂隙包含的像素点，得到裂隙坐标位置，复现出裂隙，且对同向且相隔不多于三个像素的裂隙进行修复。本发明基于互相关函数进行条件模拟，在一定程度上保证了裂隙的完整性，又对裂隙模式进行了保留，提供相较其他方式建模，用时更短，更加简便、准确，同时进行的复现使得数值模拟称为可能。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法。

背景技术

近年来，世界上的许多国家都在评价核废料在岩体中的永久存储问题。核废料一般都置放在地下深部的基岩中，利用地质体和人为屏障，防止放射性核素迁移到人类的生活环境。这些地质屏障如花岗岩、玄武岩、页岩和泥岩等，均发育有大量的断层和节理裂隙。在自然条件下，送些断层和裂隙是核污染向环境迁移的最主要通道，而地下水是可能使核素迁移的唯一介质。因而在核废料置场址的调查中，必须对待选场地的基岩裂隙水进行详尽的研究和模拟预测，确保污染物在未来不会对人类的生存环境造成威胁。因此，如何建立一个合理而准确的裂隙系统模型是当前的一个热点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法。

实现本发明目的的技术解决方案：

一种基于互相关函数的二维裂隙复现方法，包括以下步骤：

步骤1：基于互相关函数的二维建模，包括：

步骤1.1：获取二维裂隙图像，通过坐标转换将三维裂隙转换为二维裂隙；

步骤1.2：对步骤1.1得到的二维裂隙图像进行处理，得到训练图像TI与条件点图像HD；

步骤1.3：基于互相关函数建立模型，过程如下：

步骤1.31：设定扫描模板T并得到重叠区域OL，具体为：设定扫描模板T，将训练图像TI沿着模拟路径划分为多个扫描单元，以一个像素点作为节点，以此节点代表扫描模板T在多个扫描单元上依次扫描，两个相邻的扫描单元之间的重叠部分定义为重叠区域OL，所述重叠区域OL具有预设宽度；

步骤1.32：创建要模拟的网格G，网格G与训练图像TI尺寸相同，在训练图像TI中选取任意一个节点作为网格G中的第一个节点，将此节点代表扫描模板T复制到网格G中；

步骤1.33：利用互相关函数计算相关性，具体为：设定第一阈值，在网格G 中的第一个节点所代表的扫描模板T中提取重叠区域OL并将重叠区域OL与训练图像TI进行对比，使用互相关函数计算二者的相关性，对得到的相关性数值进行排序，在训练图像TI中选取相关性高于第一阈值的节点作为子集；

步骤1.34：对于所述子集中的每一个节点T(j,k)，求取训练图像TI中该节点T(j,k)代表的扫描模板T与条件点图像HD中的节点T(m，n)代表的扫描模板T的皮尔逊相关系数，设定第二阈值，在子集中选取高于第二阈值的节点生成一个新的子集，从新的子集中随机选取其中一个节点代表的扫描模板T，并将其赋给网格G与条件点图像HD中的节点T(m，n)对应的节点T(m′,n′)，而后移动至模拟路径的下一个节点；

步骤1.35：沿模拟路径重复步骤1.33和1.34直至访问网格G中的所有节点，最终得到的模拟图；

步骤2：根据得到的模拟图，判定每条裂隙包含的像素点，得到裂隙坐标位置，复现出裂隙，且对同向且相隔不多于三个像素的裂隙进行修复，具体包括：

步骤2.1：提取裂隙骨架：将得到的模拟图进行图像处理得到裂隙骨架；