基于图像处理的震损结构快速识别研究

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1、——＿乂蓮謹是大葦ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ破±享恆巧文ＭＡＳＴＥ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ一＾＜ｎｌ錢ｉ＾ｑｌ■ｊ杳■■■■１基于图像处理的震损结构快速识別研究－防灾减灾工程及防护工程Ａ。学科专业？作者姓名！竺是霍林＾島！教授指导教师１今２０１６年６月５日签郎Ａ胡硕±学位论文基于图像处理的震损结构快速识别研究Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆａｓｔｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎｏｆ

2、ｅａｒｔｈｕａｋｅｄａｍａｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｇｑｇｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｅｒｏｃｅｓｓｉｎｐｇ作者姓名；张耀文学科、专业：防灾减灾工程及防护工程学号；２１３０６０７６指导教师：霍林生完成日期：２０１６年５月１日夫金巧义夫營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究王作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他

3、个人或集体臣经发表的研究成果，也不包含其他巴申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同王作的同志对本研究所做的贡献均邑在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目；Ｉ寺固緣游碱朵賴絲爲媒Ａ化割爲）絮作者签名：淡日期；年／月又日大连理工大学硕±学位论文摘要地震常常给人类的生命财产造成非常严重的损失，。地震发生后防灾减灾相关部口一要对灾害的损失进行评估，而对震损结构的评估是其中的重要环，是地震现场震害调查、灾害损失评估、烈度评定、建（构）筑物安

4、全鉴定Ｗ及震害预测和工程修复等工作的基础。目前，对震损结构的评估主要采取专家实地走访、观察与经验结合的破坏情况等级划分方法。在实践中发现，这种方法存在损伤数据难获取、费时费力、依赖专家经验、有安全隐患、资料收集不完备等不足。图像处理技术的应用使得实现震损结构评估的快速化、自动化成为可能。本文将图像处理技术应用于震损结构快速评估方面，主要从墙体自动识别、残余变形检测、建筑实体三维建模等Ｈ个方面作为切入点开展研巧。主要工作与创新成果如下：一（１）墙体是结构的个重要构件，对墙体破坏情况的评估可Ｗ为整体结构破

5、坏提供重要信息一。本文提出种基于单幅图像的墙体自动识别方法。因墙体本身特征不明显，可通过窗户的识别来定位墙体。Ｗ实现单幅图像中窗间墙的自动识别为例说明方法。获取图像后，首先进行直线检测，并应用改进的直线连接方法对直线段进行连接Ｗ获取长直线段。其次，提取直线两侧的图像区域，通过区域的颜色特征筛选出窗户边框的候选直线并对窗户侧进行标记。最后，利用候选直线把整个图像分割成若干子区域，并根据直线标记和面积特征确定窗户位置，进而识别出窗间墙的位置。应用个人手机拍摄实例图像对方法进行验证分析，结果表明方法能较好地实现

6、从单幅图像中自动识别窗间墙，且通过简单的调整，即可用于检测其他类型的墙体。（２）结构残余变形是最能直接反映结构破坏情况的指标。本文利用残余变形与梁，把残余变形的检测问题转换为梁柱边缘夹角测量问题柱的夹角满足几何关系的特点，一种基于图像处理的震损结构残余变形检测方法。对结构平面进行标定后进而提出，由人工在标定直线和梁柱边缘附近粗选点，用于大致确定目标直线的范围。为确保检测精度，采用基于Ｃａｎｎｙ边缘检测的主成分分析方法检测出标定直线和代表结构边缘的直线。因采集到的图像通常并非正拍图像，论文利用射影几何的相关

7、知识，仅对直线进行，进而通过计算矫正后结构边缘直线之间的夹角得到结构的残余变形矫正。为验证方法的可行性，利用测试图像和实际震损结构分别进行了检测试验，结果表明方法在不对整个图像进行矫正的情况下°，实际残余变形检测的最大误差不超过０．３，较人工检测有操作简单、高效、经济等优点。－－Ｉ基于图像处理的震损结构快速识别研究（３）在开展震害研究工作时，使用单幅二维图像，，信息量太少使用多幅二维图像，又存在图像间匹配不直观的问题，而目前常用的虚拟建模方法又不能很好地反映真一实震害特点，给震害研巧工作的开

8、展增加了难度。为此本文提出种基于图像处理的Ｈ维结构实体建模方法。首先要围绕结构实体进行序列图像拍摄，为实现较好的重建效果，°要求拍摄点相邻的两图像间转角不大于１５。其次，应用图像Ｈ维重建法，在提取图像ＳＩＦＴ特征点并匹配后