文档介绍：数字图像处理技术在隧道掌子面的应用冷彪,仇文革,杜诚言引子面图像进行的研究并不多见。费王景剥岢鲇测算问题、对隧道前方的裂纹发生隋况和地质结构猤珼随着国家基础设施建设力度加大,路网建设已成为投资的重点之一,因所处的地理位置的缘故,隧道在线路总长中占有很大比例,个别地段可达到%~%以上,可见隧道的挖掘施工与地质探测在铁路建设中起到极其重要的作用。隧道挖掘施工必然会遇到隧道掌子面和开挖方量⑶吠的做出预测的问题,以及研究隧道受力结构变化等一系列问题,一旦处理不好,极有可能给隧道施工过程带来灾难性后果,诸如隧道塌陷、地下水泛滥等,现行的观察一般地是由人工记录和掌子面状况描绘或者照像,因人而异,获得的数据缺乏一致性和可比性,而照片也有冲洗过程不能做到数字化和及时处理,而人工分析的作用也是极其有限的,结果因分析人员的经验、学识等的不同而不尽相同,比如为了了解隧道开挖部分和隧道前方的地质结构,需要建立隧道的三维模型,靠人工绘制几乎无法实现,用电脑进行三维建模则容易得多。目前国内外对掌辉光器加亮隧洞边缘,再拍下掌子面数字图像,对图像中的被加亮的隧道边缘作图像处理,提取出隧道边缘,据此与隧道设计断面作比较,从而计算出隧道超挖、欠挖面积。该种方法只计算了隧道施工中的超、欠挖面积,所要实现的功能相对比较简单。第卷增刊年月岩土力学摘要,在隧道施工过程中,为了解开挖方量以及隧道前方的地质构造等信息,有必要对掌子面图像进行分析。传统分析中’大多数以人工素描为主,效果因人而异。为了克服传统方法的局限,将图形、图像处理及三维建模技术引入对掌子面图像的处理中,建立隧道掌子面地质图像画像系统,对一系列跟踪拍摄的掌子面图像进行处理,自动提取出掌子面上不同岩层的边界,获取岩层的特征信息,以此对围岩分级。根据相邻掌子面上岩层目标的对应关系,建立起隧道的三维模型,为隧道施工提供必要的参考信息。关键词:图像处理;三维建模;隧道掌子面中图分类号文献标识码:,ù笱聊竟こ萄г海啥·琧甌收稿日期:..基金项目:铁道部余槐铁路圆梁山隧道科研基金项目作者简介:冷彪,男,年生,博士研究生,主要从事隧道及地下工程信息化施工的研究。猰篵..增刊一一琒,:琯琒甌,,,,篿;;
滞枷翊砑际舅枷度,笔者将图形、图像处理技术和三维建施工到·定距离拍摄下掌子面的数字图像,如此跟日本曾经开发过利用图像分析的岩层自动评价系统,对隧道掌子面数字图像处理有较深入地研究。为了提高对掌子面的处理速度以及提高处理精模技术引入到掌子面处理之中,自动提取出岩层边界,再辅以人工干预,最终将掌子面图像上的所有岩层边界信息提取出来,建立了隧道三维模型,且据模型推预测出隧道前方的地质结构信息。术,其中数字图像处理包括图像增强、图像恢复、图像分割、特征提取等,实现将掌子面图像中的岩层及裂缝边界提取出来。图形处理包括对直线、曲线的旋转、变形、剪切等处理,用来对岩层边界进行编辑。模式识别包括神经网络、遗传算法、向量机等识别方法,用以对岩层自动分级等。是一个图形和模型库,可以用其完成对隧道三维模型的建立。在隧道施工过程中,对掌子面跟踪拍摄,即每随施工进度进行拍摄,形成一系列掌子面图像,.将这些随施工进度跟踪拍摄的掌子面图像输入图像处理系统,按照拍摄时问先后排列图像;对每一幅图像进行数字图像处理,提取出图像中各岩层和裂缝的边界信息,分析各岩