[發明專利]一種巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法

在審

• 申請號: 202011021471.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112132965A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉江峰;王陽光;浦海;黃炳香;陳旭;李震;倪宏陽
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T7/136;G01N15/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：所述巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法包括：

(1)獲取不同尺度的巖土體孔裂隙結構圖像，所述不同尺度得巖土體孔裂隙結構圖像包括高分辨率圖像和低分辨率圖像；

(2)對所述高分辨率圖像和低分辨率圖像分別進行預處理；

(3)對經過所述預處理之后的高分辨率圖像和低分辨率圖像進行閾值分割及二值化；

(4)對所述閾值分割及二值化后的低分辨率圖像進行三維數字模型重構，獲取低分辨率圖像的第一組合體素單元，對所述第一組合體素單元進行細化處理后，獲取第一細化組合體素單元，所述第一細化組合體素單元的分辨率和目標分辨率相同；

(5)對所述閾值分割及二值化后的高分辨率圖像進行粗化處理，對粗化處理后的所述高分辨率圖像進行三維數字模型重構，得高分辨率圖像的第二粗化組合體素單元，所述第二粗化組合體素單元的分辨率和目標分辨率相同；

(6)對所述第一細化組合體素單元和第二粗化組合體素單元進行布爾疊加運算，得多尺度三維圖像。

2.根據權利要求1所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：所述獲取不同尺度的巖土體孔裂隙結構圖像的方式包括但不限于CT掃描成像、FIB/SEM掃描成像和SEM掃描成像。

3.根據權利要求1所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：所述預處理包括降噪處理、亮度調整和對比度調整中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：對所述步驟(2)中預處理后的圖像進行二值化處理后，其中白色為孔裂隙結構，黑色為基質結構。

5.根據權利要求1所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：采用模擬退火算法對所述步驟(4)和所述步驟(5)中的低分辨率圖像和高分辨率圖像進行三維數字模型重構。

6.根據權利要求1所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：在對所述第一細化組合體素單元和所述第二粗化組合體素單元進行布爾疊加運算之前，

若干個所述第一細化組合體素單元拼接組成第一基本圖像單元，若干個所述第二粗化組合體素單元拼接組成第二基本圖像單元；將所述第一基本圖像單元和所述第二基本圖像單元進行布爾疊加運算；所述第一基本圖像單元的尺寸和所述第二基本圖像單元的尺寸相同。

7.根據權利要求6所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：在將若干個所述第一細化組合體素單元拼接組成所述第一基本圖像單元的過程中，可將至少一個所述第一細化組合體素單元進行旋轉后再拼接；

在將若干個所述第二粗化組合體素單元拼接組成所述第二基本圖像單元的過程中，可將至少一個所述第二粗化組合體素單元進行旋轉后再拼接。

8.根據權利要求1所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：所述第一細化組合體素單元包括第一孔裂隙細化組合體素單元和第一基質細化組合體素單元；所述第二粗化組合體素單元包括第二孔裂隙粗化組合體素單元和第二基質粗化組合體素單元。

9.根據權利要求8所述的巖土體孔裂隙結構多尺度表征方法，其特征在于：所述步驟(6)中的布爾疊加運算方式為：

式中，I_F為多尺度三維圖像；I_L為低分辯率多尺度三維圖像；I_H為高分辯率多尺度三維圖像；0_L為第一基質細化組合體素單元；1_L為第一孔裂隙細化組合體素單元；0_H為第二基質粗化組合體素單元；1_H為第二孔裂隙粗化組合體素單元。