基于地质平面图的界面模拟及应用研究
发布时间：2022-01-11 11:53
在信息化时代,计算机技术快速发展,并在地学领域有着越来越广泛的应用,如:数字填图、地质界面模拟等,同时,随着三维地质建模技术与数据可视化技术的日益成熟,图像处理、CAD、计算机图形学等各个学科相互渗透,并应用于各个领域,如何智能化提取地质数据和精确、高效地实现地质界面模拟是三维地质建模目前研究的热点。在地质界线提取方面,本文对图像识别中的边缘检测算法进行深入研究,对微分算子、LOG算子和Canny算子进行对比分析;并对彩色图像边缘检测的输出融合法、多维梯度法、向量法进行对比研究。从实现效率和精度考虑,采用基于Canny理论的彩色图像边缘检测算法,来实现地质界线数据的智能化提取,提取的地质线清晰且能够呈现特征。将图像处理技术扩展到地质领域中,对三维地质建模中数据快速获取具有指导意义。在地质界面的三维可视化方面,本文对三维地质建模中面模型进行深入研究,对地质界面模拟算法进行对比分析,如基于数字高程模型的格网（GRID）模型、不规则三角（TIN）模型和样条插值算法。采用IDW插值和Delaunay三角剖分算法逐点插入法实现地表模型的构建:在提取的地质界线和等高线的基础上,提取14条等高线上的...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
像素颜色强度不连续点的集合，其中 RGB 是最基础的颜色空间，而常见的数字彩色图像是也是由 RGB（红、绿、蓝）来定义的（王发乃，2012；余见，2008），Nevatia 最早开始研究彩色图像边缘检测算法，并给出了边缘检测算法。最初的彩色图像边缘检测是将彩色图像转化为灰色图像，然后在此基础上，运用灰色图像检测算法实现边缘提取，提取的图像不清晰，丢失了大量的图像信息（余见，2008；杨阿庆，2013）。因此仅仅使用灰度图像边缘检测算法曲图像边缘是不够的，目前常用的彩色图像边缘检测算法主要有：输出融合方法、多维梯度方法和向量方法三类（关芳芳等，2013；余见，2008）。其中输出融合法是最早提出将灰色图像边缘检测算法应用于彩色图像上的算法。在 RGB 空间中，该算法原理是：采用灰度图像边缘检测算法分别对这三个颜色分量独立进行边缘检测，然后将输出结果按照三分量所得边缘进行加权求和（也可直接求和）（杨阿庆，2013；余见，2008）。该方法虽然可通过调节各分量的权重来改变边缘的亮度，并且实现简单迅速，但该算法对颜色空间具有依赖性，且没有考虑彩色图像的向量特性及颜色分量的的相关关系，易丢失边缘信息。算法流程如图所示（杨阿庆，2013）：
第 2 章 地质界线提取算法多维梯度方法的原理是：采用灰色图像边缘检测算法对三个分量分别计算梯度，然后进行梯度合成或融合方法，通过设置阈值，进行边缘点的判定，最终实现边缘提取（杨阿庆，2013）。常采用彩色结构张量法来实现梯度计算和相位信息获取：通过计算各方向梯度邻域分量，选择最大的梯度和相应的方向作为图像梯度和相位，解决了输出融合法由于梯度方向相反而引起的幅度“相消”问题，避免边缘的漏检，并且该算法考虑了颜色分量间的相关关系，提取边缘较完整。最经典的算法是彩色 Canny 算法和 Cumnai 算法（杨阿庆，2013；余见，2008）。算法流程如图所示（王发乃，2012；余见，2008）：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PRB数据构建三维地质模型的技术方法研究[J]. 吴志春,郭福生,郑翔,张洋洋,罗建群,侯曼青. 地质学报. 2015(07)
[2]复杂地质界面三维重构与评价方法[J]. 孙波,刘大安. 岩石力学与工程学报. 2015(03)
[3]降雨资料Kriging与IDW插值对比分析—以漓江流域为例[J]. 范玉洁,余新晓,张红霞,宋美华. 水文. 2014(06)
[4]基于Canny理论的自适应阈值彩色图像边缘检测[J]. 关芳芳,程筱胜,崔海华. 机电产品开发与创新. 2013(06)
[5]基于逐点插入法的Delaunay三角网快速生成算法[J]. 王龙浩,王解先. 工程勘察. 2013(10)
[6]基于Sobel算子边缘检测的麦穗图像分割[J]. 陈含,吕行军,田凤珍,董倩,王克俭,韩宪忠. 农机化研究. 2013(03)
[7]采样点数目对反距离加权插值结果的敏感性分析[J]. 王宇航,缪亚敏,杨昕. 地理信息世界. 2012(04)
[8]基于LOG和Canny算子的边缘检测算法[J]. 贺强,晏立. 计算机工程. 2011(03)
[9]基于灰色关联度和Prewitt算子的边缘检测新方法[J]. 石俊涛,朱英,楚晓丽,任亚恒. 微计算机信息. 2010(29)
[10]克里金插值算法在等高线绘制中的应用[J]. 李莉,胡建平. 天津城市建设学院学报. 2008(01)
博士论文
[1]复杂地质体三维模型快速构建及更新技术研究[D]. 翁正平.中国地质大学 2013
[2]图像边缘检测技术及其应用研究[D]. 曾俊.华中科技大学 2011
[3]边缘检测及其评价方法的研究[D]. 磨少清.天津大学 2011
[4]边缘检测的若干技术研究[D]. 董鸿燕.国防科学技术大学 2008
[5]B样条类曲线曲面理论及其应用研究[D]. 梁锡坤.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]基于深度学习的图像识别算法研究[D]. 丰晓霞.太原理工大学 2015
[2]基于八方向Sobel算子的边缘检测算法研究[D]. 郑英娟.河北师范大学 2014
[3]基于三次B样条的曲线、曲面逼近算法的研究[D]. 李玉梅.南京信息工程大学 2013
[4]彩色图像边缘检测技术的研究[D]. 王发乃.湖南师范大学 2012
[5]B样条曲线及曲面研究[D]. 郭怀天.合肥工业大学 2012
[6]曲线曲面拟合及B样条曲线曲面光顺[D]. 秦贤杰.合肥工业大学 2012
[7]基于TIN的地质界面三维形态分析及应用[D]. 彭正林.中南大学 2011
[8]Delaunay三角剖分方法在三维地形可视化中的应用[D]. 宫世伟.辽宁科技大学 2011
[9]基于数学形态学的彩色图像边缘检测[D]. 王金凤.燕山大学 2010
[10]三维空间Delaunay三角剖分算法的研究及应用[D]. 李丽.大连海事大学 2010
本文编号：3582738
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
像素颜色强度不连续点的集合，其中 RGB 是最基础的颜色空间，而常见的数字彩色图像是也是由 RGB（红、绿、蓝）来定义的（王发乃，2012；余见，2008），Nevatia 最早开始研究彩色图像边缘检测算法，并给出了边缘检测算法。最初的彩色图像边缘检测是将彩色图像转化为灰色图像，然后在此基础上，运用灰色图像检测算法实现边缘提取，提取的图像不清晰，丢失了大量的图像信息（余见，2008；杨阿庆，2013）。因此仅仅使用灰度图像边缘检测算法曲图像边缘是不够的，目前常用的彩色图像边缘检测算法主要有：输出融合方法、多维梯度方法和向量方法三类（关芳芳等，2013；余见，2008）。其中输出融合法是最早提出将灰色图像边缘检测算法应用于彩色图像上的算法。在 RGB 空间中，该算法原理是：采用灰度图像边缘检测算法分别对这三个颜色分量独立进行边缘检测，然后将输出结果按照三分量所得边缘进行加权求和（也可直接求和）（杨阿庆，2013；余见，2008）。该方法虽然可通过调节各分量的权重来改变边缘的亮度，并且实现简单迅速，但该算法对颜色空间具有依赖性，且没有考虑彩色图像的向量特性及颜色分量的的相关关系，易丢失边缘信息。算法流程如图所示（杨阿庆，2013）：
第 2 章 地质界线提取算法多维梯度方法的原理是：采用灰色图像边缘检测算法对三个分量分别计算梯度，然后进行梯度合成或融合方法，通过设置阈值，进行边缘点的判定，最终实现边缘提取（杨阿庆，2013）。常采用彩色结构张量法来实现梯度计算和相位信息获取：通过计算各方向梯度邻域分量，选择最大的梯度和相应的方向作为图像梯度和相位，解决了输出融合法由于梯度方向相反而引起的幅度“相消”问题，避免边缘的漏检，并且该算法考虑了颜色分量间的相关关系，提取边缘较完整。最经典的算法是彩色 Canny 算法和 Cumnai 算法（杨阿庆，2013；余见，2008）。算法流程如图所示（王发乃，2012；余见，2008）：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PRB数据构建三维地质模型的技术方法研究[J]. 吴志春,郭福生,郑翔,张洋洋,罗建群,侯曼青. 地质学报. 2015(07)
[2]复杂地质界面三维重构与评价方法[J]. 孙波,刘大安. 岩石力学与工程学报. 2015(03)
[3]降雨资料Kriging与IDW插值对比分析—以漓江流域为例[J]. 范玉洁,余新晓,张红霞,宋美华. 水文. 2014(06)
[4]基于Canny理论的自适应阈值彩色图像边缘检测[J]. 关芳芳,程筱胜,崔海华. 机电产品开发与创新. 2013(06)
[5]基于逐点插入法的Delaunay三角网快速生成算法[J]. 王龙浩,王解先. 工程勘察. 2013(10)
[6]基于Sobel算子边缘检测的麦穗图像分割[J]. 陈含,吕行军,田凤珍,董倩,王克俭,韩宪忠. 农机化研究. 2013(03)
[7]采样点数目对反距离加权插值结果的敏感性分析[J]. 王宇航,缪亚敏,杨昕. 地理信息世界. 2012(04)
[8]基于LOG和Canny算子的边缘检测算法[J]. 贺强,晏立. 计算机工程. 2011(03)
[9]基于灰色关联度和Prewitt算子的边缘检测新方法[J]. 石俊涛,朱英,楚晓丽,任亚恒. 微计算机信息. 2010(29)
[10]克里金插值算法在等高线绘制中的应用[J]. 李莉,胡建平. 天津城市建设学院学报. 2008(01)
博士论文
[1]复杂地质体三维模型快速构建及更新技术研究[D]. 翁正平.中国地质大学 2013
[2]图像边缘检测技术及其应用研究[D]. 曾俊.华中科技大学 2011
[3]边缘检测及其评价方法的研究[D]. 磨少清.天津大学 2011
[4]边缘检测的若干技术研究[D]. 董鸿燕.国防科学技术大学 2008
[5]B样条类曲线曲面理论及其应用研究[D]. 梁锡坤.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]基于深度学习的图像识别算法研究[D]. 丰晓霞.太原理工大学 2015
[2]基于八方向Sobel算子的边缘检测算法研究[D]. 郑英娟.河北师范大学 2014
[3]基于三次B样条的曲线、曲面逼近算法的研究[D]. 李玉梅.南京信息工程大学 2013
[4]彩色图像边缘检测技术的研究[D]. 王发乃.湖南师范大学 2012
[5]B样条曲线及曲面研究[D]. 郭怀天.合肥工业大学 2012
[6]曲线曲面拟合及B样条曲线曲面光顺[D]. 秦贤杰.合肥工业大学 2012
[7]基于TIN的地质界面三维形态分析及应用[D]. 彭正林.中南大学 2011
[8]Delaunay三角剖分方法在三维地形可视化中的应用[D]. 宫世伟.辽宁科技大学 2011
[9]基于数学形态学的彩色图像边缘检测[D]. 王金凤.燕山大学 2010
[10]三维空间Delaunay三角剖分算法的研究及应用[D]. 李丽.大连海事大学 2010
本文编号：3582738
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