岩体采动覆岩裂隙图像的采集与预处理方法

采动覆岩裂隙时空演化特征研究的关键是对裂隙做定量分析，而提取有效的裂隙图像特征是对其时空演化定量分析的关键步骤。由于试验材料的性质特征等，在进行模拟试验时，所获得的裂隙面的岩体颜色与表面等其他位置的颜色相差不大，而且通常采用照相机等设备在试验过程中进行拍照监测。随着时间的推移，受到光线、观察点等的影响，又因为裂隙长度以及宽带等的不均匀，需要较高精度的测量仪器，且工作量较大，再加上开采的连续性，必然导致测量的误差较大，比如微小的裂隙长度与宽度等特征无法或不易测量。而数字图像处理技术为此提供了可行性，可通过数字图像处理技术对获得的裂隙图像进行处理，以保证提取有效的裂隙特征图像。

无论是模拟试验还是现场测试，裂隙相对于岩体来说，在尺度上要小很多，例如裂隙的宽度往往要远小于裂隙的长度，更是远小于岩体的长度和宽度，如果想要获得有效的裂隙图像，图像采集非常重要。图像采集时要采用高像素的数码相机，针对变化较快的裂隙要采用高速摄像机，例如岩石在压缩同时发生破裂的过程，裂隙的变化时间短，可能瞬间从无到有甚至大范围的破碎，因此需要采用高速摄像机，例如至少每秒能够捕获250帧以上的图像。而在目前的相似模拟材料试验中，采动岩体的裂隙变化是比较缓慢的，因此可以采用高像素的数码相机，使裂隙获得更高的像素，以提高裂隙识别的准确度。由于数码相机的局限性，在不同位置拍摄获得的图像，其中不同位置裂隙的像素数值不同，因此在拍摄时需要固定同一位置对裂隙进行拍摄。为了减少光照的影响，需要在合适的位置布置补光灯，从而突出裂隙图像与岩体的对比度，以方便后期对裂隙的提取。另外，可以利用三脚架等工具，固定数码相机，调整合适的位置，以提高获得的图像质量。(www.xing528.com)

获得的图像往往包含有许多其他信息，例如试验设备边界，未受采动影响的岩体，也就是无裂隙的岩体等。因此需要首先要对图像进行预处理，消除一些易处理的干扰，突出裂隙信息。例如，本书主要研究采动覆岩的裂隙，主要研究导水裂隙范围内的岩体采动裂隙，因此可对获得的图像进行适当的裁剪，消除无用信息，减少图像处理的工作量，提高裂隙识别质量。