一种基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法与流程

文档序号:16908913发布日期:2019-02-19 18:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法,包括如下步骤:

S1、样品采集:将PVC管一缓缓压入土壤,整个PVC管一取出后用PVC盖进行密封和封堵,得到未扰动的土芯;

S2、CT扫描:将样品平放于CT扫描设备进行扫描;

S3、选取阈值,其特征在于:进一步包括:

S3.1、从样地另外采集部分土样,经过2mm筛,回填到PVC管一中,制作成回填土柱,在回填土柱中埋一个两端封闭的PVC管二,在PVC管二管壁上做一个凹槽,将测得的凹槽距离作 为实际距离;

S3.2、将回填土柱平放于CT扫描设备进行扫描;

S3.3、将扫描完后的图片导入Avizo软件,经过图像增强处理,通过调整Avizo提供的灰度histogram图确定一个孔隙阈值,不断调整此阈值的大小,并根据当前阈值下所测得的凹槽距离与实际距离对比,直到测量的凹槽距离与实际距离的误差小于1%,得到阈值;

S4、数据增强:将CT扫描所得的图像导入到Avizo软件中进行重建,并对图像通过FFT filter和Gaussian filter两种滤镜消除图像噪音,增强图像质量;

S5、图像切割与二值化:通过Avizo切割工具,选取区域,剔除部分扰动产生的裂隙;将阈值过程获得的阈值应用于整个土壤样品,获得土壤大孔隙的二值图;

S6、三维可视化:通过Avizo软件的体积渲染模块volume rendering和表面渲染模块isosurface rendering,实现土壤大孔隙的三维可视化;

S7、三维量化分析:

S7.1、通过Avizo软件的体积份数volume fraction得到土壤大孔隙度;和/或

S7.2、通过auto skeleton模块可以得到将每个独立的土壤大孔隙看做一个对象,分析每个对象的位置、角度、配位数、体积、表面积、节点数、节点分布、水力半径、长度、线段数、端点节点数、分支节点数和独立节点,以及分析整个样品中土壤大孔隙的总体积,总长度,总节点数,总端点节点数,总分支节点数,总独立节点,大孔隙数量,平均长度,平均水力半径,总长度;和/或

S7.3、利用孔隙网络模型Pores Network Model计算土壤大孔隙的孔喉特征。

2.根据权利要求1所述的基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法,其特征在于:所述PVC管一的管长为50cm,内径10cm。

3.根据权利要求1所述的基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法,其特征在于:所述PVC管二的直径为2cm。

4.根据权利要求1所述的基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法,其特征在于:步骤S2中和步骤S3中,CT扫描设备的参数为电压140KV,电流200mA,扫描间距0.625mm。

5.根据权利要求1所述的基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法,其特征在于:步骤S6中,实现三维可视化的同时并制作视频。

6.根据权利要求1所述的基于CT扫描技术量化土壤大孔隙空间网络结构的方法,其特征在于:步骤S7.3中,土壤大孔隙的孔喉特征包括孔喉的体积、内表面积、水力半径。

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