[发明专利]基于图像的地下洞室掌子面快速安全预测方法

摘要

本发明涉及一种基于图像的地下洞室掌子面快速安全预测方法，所述方法包括以下步骤：1)红外相机拍照，获取当前里程的掌子面图像；2)对掌子面图像进行图像预处理；3)进行聚类分析；4)进行岩性识别，得到岩性分类信息；5)对步骤2)预处理好的图像进行边缘检测；6)进行边界提取，得到掌子面层理节理信息；7)结合岩性分类信息和层理节理信息绘制当前掌子面的地质素描图，获得当前掌子面的结构面信息；8)移动至下一个里程，重复步骤1)‑7)；9)根据提取到的结构面信息进行三维地质建模；10)根据三维地质建模进行岩体块体分析，预测岩体稳定性，最终得到洞室安全预测结果。与现有技术相比，本发明具有速低噪声、可视化建模等优点。

主权项

一种基于图像的地下洞室掌子面快速安全预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)红外相机拍照，获取当前里程的掌子面图像；2)对获得的掌子面图像进行图像预处理，分别执行步骤3)和5)；3)对步骤2)预处理好的图像进行聚类分析，得到初步分类结果；4)在步骤3)初步分类结果的基础上进行岩性识别，得到岩性分类信息，执行步骤7)；5)对步骤2)预处理好的图像进行边缘检测，获取图像结构面分界线；6)在步骤5)边缘检测后进行边界提取，得到掌子面层理节理信息，执行步骤7)；7)结合步骤4)和步骤6)获得的岩性分类信息和层理节理信息绘制当前掌子面的地质素描图，获得当前掌子面的结构面信息；8)移动至下一个里程，重复步骤1)‑7)后，执行步骤9)；9)根据提取到的结构面信息进行三维地质建模，所述的三维地质建模是依据前后两次掌子面分析的结构面分界线，进行三维曲面重建，具体步骤包括：a)基于结构面分界线，建立若干剖面多边形；b)建立前后两次掌子面的边界多边形对应关系，自动搜索控制点对；c)前后两次掌子面边界多边形自动连接生成体周三角形；d)判断体周三角形是否有交叉，若是，则调整控制点对，返回步骤c)，若否，则执行步骤e)；e)相邻的前后掌子面边界多边形分别三角剖分，闭合体元前后剖面；f)建立三维地质模型；10)根据三维地质建模进行岩体块体分析，预测岩体稳定性，最终得到洞室安全预测结果。