洞室數(shù)字編錄系統(tǒng)圖像預(yù)處理技術(shù)研究.pdf

1、洞室地質(zhì)編錄是水電站工程、交通工程以及其它地下建筑物工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，其成果主要為節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)、高邊坡、隧道和地下洞室的工程施工設(shè)計(jì)、巖體穩(wěn)定性分析和工程支護(hù)加固措施等服務(wù)。編錄要素主要包括巖性、地層分界線、分化界限、各種構(gòu)造線、構(gòu)造面及其產(chǎn)狀和性質(zhì)、充填物的種類(lèi)和充填特征等。 常規(guī)地質(zhì)編錄數(shù)據(jù)采集的作業(yè)方式是基于手工的編錄與測(cè)繪，該方法效率低、幾何精度不高、量測(cè)數(shù)據(jù)事后無(wú)法驗(yàn)證、隨機(jī)性較大、重現(xiàn)性差、對(duì)局部和細(xì)節(jié)構(gòu)造信息不敏

2、感。 目前已有一些科研設(shè)計(jì)單位和高等院校在基于攝相機(jī)的工程地質(zhì)編錄信息系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)方面做了一些有益的嘗試和探索。 本文研究基于普通數(shù)碼相機(jī)的地質(zhì)編錄方法數(shù)字圖像的校正和拼接技術(shù)。主要研究以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：普通數(shù)碼相機(jī)圖像的桶形畸變校正，采用基于多項(xiàng)式函數(shù)擬合的校正公式，并對(duì)殘余誤差進(jìn)行了分析和比較，篩選出符合要求的較優(yōu)擬合函數(shù)；洞室數(shù)字圖像的透視變形校正，在針孔模型的基礎(chǔ)上，研究了透視映射關(guān)系，建立了城門(mén)型洞室邊墻和

3、拱項(xiàng)透視變形校正公式；由于照度不均引起的灰度變化的校正，提出了基于圖像分塊均值采樣多項(xiàng)式擬合的高通濾波輻射校正方法；對(duì)于大范圍作業(yè)時(shí)的圖像拼接，提出了基于快速拼接算法基礎(chǔ)上的圖像拼接算法，采用十字形源特征區(qū)域，基于邊緣和三值化的匹配方案，在一定程度上克服因照射水平不同引起的圖像匹配誤差和繞軸旋轉(zhuǎn)誤差。 基于數(shù)碼相機(jī)的圖像采集編錄方法具有較高的效率和幾何精度，能改善編錄工程師工作環(huán)境，量測(cè)數(shù)據(jù)可以事后室內(nèi)驗(yàn)證，便于無(wú)紙化歸檔和勘測(cè)