[發明專利]基于數字圖像確定不均勻巖土材料滲透系數的方法

在審

• 申請號: 201410462519.1
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104268830A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 徐衛亞;孟慶祥;楊蘭蘭;王環玲;王如賓;閆龍;張強
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于數字圖像確定不均勻巖土材料滲透系數的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)獲取巖土材料的彩色數字圖像文件；

(2)將彩色數字圖像進行去噪和二值化處理，得到表示巖石和其它組分的二值圖像文件；

(3)提取二值圖像中的圖形邊界，并轉換為矢量圖形文件；

(4)基于矢量圖形文件中的有限單元網格，通過數值方法模擬滲透試驗確定不均勻巖土材料的宏觀等效滲透系數。

2.根據權利要求1所述的基于數字圖像確定不均勻巖土材料滲透系數的方法，其特征在于，所述步驟(2)中將彩色數字圖像進行去噪和二值化處理的具體步驟包括：

(2.1)將彩色圖像數據的RGB色彩空間中的紅、綠和藍顏色分別對應的灰度圖像進行中值濾波處理，將圖像去噪；

(2.2)將數字圖像轉換到HIS色彩空間；

(2.3)根據數字圖像在HIS色彩空間中的巖石和其它組分區別度最大的分量的頻率分布情況設定二值化閾值，將數字圖像二值化，得到表示巖石和其它組分的二值圖像。

3.根據權利要求2所述的基于數字圖像確定不均勻巖土材料滲透系數的方法，其特征在于，步驟(2.3)之后還包括結合原始彩色數字圖像中的巖土分布情況對二值圖像中的巖土邊界進行修改以得到更符合實際情況的巖土分布二值圖像的步驟。

4.根據權利要求1所述的基于數字圖像確定不均勻巖土材料滲透系數的方法，其特征在于，所述步驟(3)中提取二值圖像中的圖形邊界，并轉換為矢量圖形文件的具體步驟包括：

(3.1)利用8連通域標記方法提取二值圖像中的表示巖石或土壤的其中一種像素點集合；

(3.2)對屬于該集合的每一個點根據位置進行拆分為四條線，記錄四條線的坐標；

(3.3)對所有線的集合進行運算刪除重合的線，得到該像素點集合的外邊框；

(3.4)將外邊框進行排序處理，形成首尾相連的鋸齒狀邊界；

(3.5)對鋸齒狀邊界進行平滑處理；

(3.6)根據一個像素點的實際尺寸，將邊界圖像文件轉換為矢量圖形文件。

5.根據權利要求1所述的基于數字圖像確定不均勻巖土材料滲透系數的方法，其特征在于，所述步驟(4)基于矢量圖形文件中的有限單元網格，通過數值方法模擬滲透試驗確定不均勻巖土材料的宏觀等效滲透系數的具體步驟包括：

(4.1)通過有限元網格劃分軟件將步驟(3)得到的矢量圖形文件劃分為有限元網格；

(4.2)設置數值滲透試驗的邊界條件與實驗室相同，利用達西定律采用常水頭測滲透系數的方法進行模擬滲透試驗。