复杂岩石节理裂隙图像处理及几何复杂度分析

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1、Y1219696分类号密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目复杂岩石节理裂隙图像处理及几何复杂度分析英文题目ComplicatedRockFractureImageProcessingandGeometryComplicityAnalysis硕士研究生崖盎指导教师至里星筮撞学科专业吐篓抠．应用拉本论文提交日期至壁Q2至量且论文答辩日期2壁Q2生五且2目论文评阅入，星国熬超重基鼻喀避砰互耀麴连匝崮，苤隆答辩委员会主席邱玉辉教授西南大学2007年5月6日重庆邮电大学硕十论文摘要天然岩石节理裂隙普遍存在于各类岩石中

2、，了解节理裂隙的性质对于地质、地球物理、采矿、石油工程、水文地质以及核废料隔离都具有重要意义。岩石节理裂隙研究的一项重要内容是表面形态属性数据的获取。传统获取数据的方法是人工实地测量。与人工实地测量相比，图像测量除安全性好、速度快和精确高外，还可得到人工测量不能获得的信息(如悬崖处的裂隙网络特征等)，并可以同时采集多个样本的多个属性参数，进行并发式测量。图像测量涉及到多种图像处理方法，其中最重要的是图像分割，分割结果的好坏直接影响到节理裂隙的后续分析。本文对基于核函数的空间模糊C均值聚类分割算法进行了改进，提出

3、了快速基于核函数的空间模糊c均值聚类算法。该算法不仅可以在分割过程中较好地去除噪声对分割结果的影响，还降低了时间复杂度。同时，还可以填补节理裂隙中微小的孔洞。利用图像处理获取的数据，可以用来分析节理裂隙的几何复杂程度。这是各种岩石工程的设计和应用的重要信息。目前，国际岩石力学学会、中国国家标准、一些学者都提出了节理裂隙复杂程度等级划分的标准或方法。而传统的分级方法不适用于分析节理网络非常复杂的岩石。本文提出用节理裂隙面积／非节理裂隙面积，单位面积的节理裂隙分枝数，单位面积的节理裂隙网格数，网格平均面积／采样面面

4、积四个参数来描述复杂岩石节理裂隙。并建立模糊综合评判模型，对节理裂隙几何复杂度进行分析，给出了分级标准。这样不仅可以综合考虑各参数对评判结果的贡献，并能定量地得出复杂岩石节理裂隙的几何复杂度等级。通过对复杂岩石节理图像的实例分析，验证了该方法的实用性。关键词：复杂岩石节理裂隙，图像分割，模糊c均值聚类，时间复杂度，几何复杂度，综合评判重庆邮电大学硕士论文摘要AbstractRockfractureswidelyexistinkindsofrocks．So，researchofrockfractureplaysa

5、nimportantroleinthefieldsofgeology,physicalgeography,mining，oilengineering，hydrologyandnuclearwasteinsulation．Obtainmentofsurfacemorphologyattributedataisveryimportantintheresearchofrockfracture．Manualworkisthetraditionaldataobtainingmethod．Comparedwithmanua

6、lwork，automaticmeasurementbyimageprocessingissafe，fastandhighprecise．Andsomeinformation(suchasfracturenetworkfeaturesofcliffrock)thatcan’tbeobtainedbymanualworkcanbeobtainedbythismethod．Andmultipleattributedataofmultiplerocksamplescanbecollectedbythemethodat

7、thesametime．Concurrentmeasurementcanberealized．Manyimageprocessingalgorithmsareusedintheprocessofimagemeasurement．Themostimportantoneisimagesegmentation．Thesegmentingresultwillaffectthesubsequentanalysisofrockfracturedirectly．KernelspatialfuzzyC-meanscluster

8、ingmethodisimprovedinthisthesis．Fastkernelspatialfuzzyc—meansclusteringispresented．Theimprovedmethodnotonlycanremovenoiseinasegmentedimage，butalsocandecreasethetimecomplexity．Meanwhile，littlehol