基于分形特征的岩石节理图像分割及分形维数的测量的开题报告.pdf

基于分形特征的岩石节理图像分割及分形维数的测

量的开题报告

一、研究背景

岩石节理是岩石中具有一定规则排列的断裂面，它对岩石的力学和

物理性质有着极大的影响。因此，岩石节理的研究一直是岩石力学研究

的重点之一。岩石节理的自相似性和分形特征是其研究的重点之一。分

形维数是描述分形结构复杂性的重要参数，其测量对岩石节理的分析具

有重要意义。

图像分割是图像处理中的一个基本问题，其目的是将图像分成若干

个互不重叠的区域，对于分形分析而言，对分割结果的准确度要求比较

高，因为分形维数的计算是基于分割结果进行的。

二、研究目的

本研究的目的是基于分形特征对岩石节理图像进行自动化分割，并

计算出其分形维数，以此为基础进一步研究岩石节理的特征和规律。

三、研究内容

本研究的主要内容包括：

1.对采集到的岩石节理图像进行预处理，包括图像去噪、增强、调

整图像对比度等；

2.基于分形特征，将岩石节理图像进行自动化分割，得到分割结果；

3.根据分割结果计算分形维数，分析不同岩石样品的分形维数分布

特征；

4.分析不同岩石样品的分形维数与岩石物理力学性质的关系。

四、研究方法

本研究将采用以下方法：

1.图像预处理：滤波、直方图均衡化等；

2.图像分割：基于分形特征的图像分割算法；

3.分形维数计算：基于盒维数和信息维数方法进行计算；

4.研究方法分析：对不同岩石样品的分形维数分布特征进行统计分

析，利用相关分析方法分析岩石分形维数与力学性质之间的关系。

五、研究意义

本研究通过对岩石节理图像的自动化分割和分形维数计算，对岩石

节理的特征和规律进行了探究。这对于进一步深入认识岩石的力学性质

和研究岩石工程结构具有很大的价值。此外，本研究还为开展基于分形

特征的岩石节理图像分析提供了一种新的思路和方法。