数字多孔介质的三维重建算法研究

发布时间：2023-04-26 02:32

　　煤炭是目前人类的主要能源之一,并且是全世界开采与使用最多的能源。伴随着大量煤炭的开采利用,对其储层岩石的研究具有相当重要的意义。储层岩石的各项物理性质和矿藏的勘探开采息息相关,因此研究好储层岩石,能保障生产安全、稳定、高效的运行,同时对后续的研究工作提供重要的帮助。目前,大多采用CT成像技术获取煤岩微观结构,但是这种方法非常昂贵。利用计算机技术,通过采集真实煤岩结构的数据,结合三维重建算法可以得到煤岩结构的三维重建图像信息。本文主要围绕以单幅二维煤岩图像作为原始信息的三维重建算法进行研究,学习了针对煤岩三维重建的遗传算法和有着广泛运用的多点地质统计算法,在此基础上针对两者各自的不足进行相关改进,并进一步对重建结果进行优化。同时为了获得高质量的原始二维图像,也研究了相位一致算法在煤岩图像孔隙检测方面的作用。本文主要的研究内容及成果如下:(1)研究了基于相位一致的煤岩图像孔隙检测方法。针对经典的边缘检测算法得到的孔隙特征对图像的亮度和对比度都较敏感这一问题,引入了基于频域相位一致的图像特征检测方法。分别对三幅不同特点的煤岩孔隙图像进行相位一致运算,实验结果表明,基于频域相位一致算法对图像局...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 物理实验法
        1.2.2 数值模拟法
    1.3 论文主要工作及章节安排
第二章 基于相位一致的煤岩图像孔隙检测方法
    2.1 引言
    2.2 基于传统边缘检测算子的方法
        2.2.1 Canny算子
        2.2.2 Prewitt算子
        2.2.3 Sobel算子
        2.2.4 LoG算子
        2.2.5 Roberts算子
        2.2.6 Otsu算法
    2.3 相位一致算法
    2.4 煤岩图像边缘检测实验与分析
    2.5 本章小结
第三章 单幅二维煤岩图像的三维重建算法
    3.1 引言
    3.2 基于遗传算法的单幅煤岩图像三维重建算法
        3.2.1 约束函数
        3.2.2 能量与适应度
        3.2.3 TPAFSIM算法具体步骤
    3.3 基于多点地质统计算法的单幅煤岩图像三维重建算法
    3.4 本章小结
第四章 模式密度函数与遗传算法结合的煤岩显微图像三维重建算法
    4.1 引言
    4.2 形态学特征与模板
    4.3 模式密度函数
    4.4 PDFSIM算法
    4.5 实验结果及分析
        4.5.1 二维重建结果及分析
        4.5.2 三维重建结果及分析
    4.6 本章小结
第五章 最大球算法与PDFSIM算法结合的煤岩三维重建算法
    5.1 引言
    5.2 已有的检测和分类方法
        5.2.1 二元映射表表示法
        5.2.2 多向检测法
        5.2.3 形态学细化法
        5.2.4 内侧轴法
        5.2.5 形态学路径法
    5.3 最大球描述法
    5.4 基本概念
    5.5 孔隙识别
        5.5.1 最大球搜索算法
        5.5.2 最大球集合优化
    5.6 BB-PDFSIM算法
        5.6.1 算法原理
        5.6.2 二维重建结果及分析
        5.6.3 三维重建结果及分析
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3801557