专利名称：基于图像处理分析的护堤抛石密度测定方法
技术领域：
本发明涉及一种抛石堆积体密度计算的方法，特别涉及一种基于图像处理的护堤堤岸施工抛石密度测定方法。
背景技术：
在护堤堤岸工程中，抛石施工是常用的方法，抛石密度是保证护堤堤岸安全的关键，是控制工程质量的重要参数指标。不同于一般的堆石坝中堆石材料级配的自然性，护堤抛石施工中的石块尺寸和级配一般有一定的要求，石块粒径比一般堆石坝要大一些，范围可能在O. 3米到O. 8米左右。抛石施工的密度测定一直是工程界没有很好解决的问题。对于一般堆石密度的测定，常用的方法有两大类，一类是直接测量法。比如水利部和地矿部的土工试验规程中提出的试坑灌水法或灌砂法。这类方法的优点是可以直接得到坑测的密度，但这种方法一方面由于挖坑破坏了原堆石结构，另一方面费时费工，而且挖坑位置所得 密度不一定具有代表性。第二类方法为间接测量法，如压实观测法、振动碾装加速度计法、静弹模法、动弹模法等。这类方法的缺点是不能直接测定堆石的密度，只能间接、相对、定性的表示堆石密度。后来有的学者利用面波技术发明的面波检测仪，通过反演拟合或数理统计等方法计算堆石密度，但这些方法由于结果的可靠性或精度等问题在工程中应用有限。中国专利CNl 165292A提出了一种堆石体密度测定的附加质量法，有的学者在其基础上提出了附加质量法数字量板求到堆石体密度的方法，但这些方法还是以试坑法为基础，因此具有第一类直接测量法的缺点。护堤抛石的另外特点是，与一般堆石所不同的，由于抛石石块粒径较大，而一般试坑法等适用于最大粒径不大于O. 3米的堆石体。另一方面，由于粒径较大，抛石体表面既使通过整平，其表面仍不是平整的，这就造成一般方法中的仪器在抛抛石表面很难布设。因此，护堤堤岩工程中的大粒径抛石体密度测定是工程实际中的一个难题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决以上问题，而提供一种基于图像处理分析的护堤抛石密度测定方法，先拍摄抛石堆积体整平后的二维图像，图像经黑白二相处理后通过图像分析计算其二维面密度，然后运用三维重构体视学分析方法根据面密度计算抛石体的体密度。本发明的技术方案是这样得以实现的一种基于图像处理分析的护堤抛石密度测定方法，其特点是抛石堆积体整平后拍摄二维图像，图像采用灰度处理间断检测分割技术，通过图像分析计算其二维面密度，根据二维面密度分析计算抛石体的三维体密度，其具体步骤如下
I.抛石体平面二维面密度的计算
I)块石抛填完成后，对抛石堆积体表面进行整平。2)对整平的抛石体用高像素相机进行俯视拍摄，得到抛石体表面二维平面图像。
3)对抛石堆体表面图像基于阈值方法进行灰度处理，运用基于间断检测的图像分割技术对图像进行修复处理，区分石块和空隙。4)生成黑白二相图，利用图像分析计算石块面积As和空隙面积Av。5)计算抛石体表面的二维面密度
权利要求
1.一种基于图像处理分析的护堤抛石密度测定方法，其特征在于抛石堆积体整平后拍摄二维图像，图像采用灰度处理间断检测分割技术，通过图像分析计算其二维面密度，根据二维面密度分析计算抛石体的三维体密度，其具体步骤如下 I)抛石体平面二维面密度的计算 ①块石抛填完成后，对抛石堆积体表面进行整平； ②对整平的抛石体用高像素相机进行俯视拍摄，得到抛石堆积体表面二维平面图像； ③对抛石堆体表面图像基于阈值方法进行灰度处理，运用基于间断检测的图像分割技术对图像进行修复处理，区分石块和空隙； ④生成黑白二相图，利用图像分析计算石块面积As和空隙面积Av； ⑤计算抛石体表面的二维面密度
2.根据权利要求I所述的一种基于图像处理分析的护堤抛石密度测定方法，其特征在于先对抛石堆积体表面进行初步整平。
3.根据权利要求I所述的一种基于图像处理分析的护堤抛石密度测定方法，其特征在于抛石体平面二维图像的分辨率应该能够保证识别石块和孔隙。
全文摘要
本发明提供了一种基于图像处理分析计算的抛石堆积体密度测定方法；该方法通过拍摄抛石堆积体整平后的二维图像，对二维图像进行经灰度处理间断检测分割技术，通过图像分析计算其二维面密度，根据二维面密度分析计算抛石体的三维体密度。本发明可以解决比一般堆石体粒径大的抛石及抛石体表面不平仪器布设困难时抛石体的密度，应用图像处理分析的方法，避免了对抛石堤岸的损伤，是一种真正的无损测定方法，测试成本低，节约工程经费，可以在护堤堤岸抛石工程中推广应用。
文档编号G01N9/00GK102866080SQ20121033160
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者赵学亮, 谢兰敏, 余华春, 陶家长, 倪淑梅 申请人:中国十七冶集团有限公司