基于数字图像处理技术的泥沙颗粒分析
随着我国经济的快速发展，人们对水资源的需求也越来越大。作为国家基础设施建设的重要组成部分，水库、港口、航道等水利水运工程的建设日益增多。实践证明泥沙颗粒的存在将大大影响水利水运工程的建设成本和运营安全，泥沙颗粒粒径的测定对于河道治理规划设计、水库泥沙淤积研究和水力机械的选择等均具有重要意义。由于天然河流中的颗粒粒径范围很大，特别是包含有巨粒组颗粒，使得传统的粒径分析方法难以应用以确定其颗粒级配;数字图像处理技术可能成为确定河道泥沙颗粒级配的新方法。
本文基于实测数据，对图像处理技术用于泥沙颗粒的粒径分析进行了初步研究，主要研究内容如下:
(1)介绍了图像处理技术的相关概念和图像边缘检测的常规方法，比较了不同种类的图像滤波器和阈值分割算法对于泥沙颗粒图像的处理效果，针对泥沙颗粒的特性提出了适于其图像处理的方法组合。
(2)以粘连颗粒为研究对象，针对传统图像分割方法的不足，本文提出了一种基于图像数字形态学与边缘检测算子相结合的图像分割方法，以达到准确分割泥沙颗粒图像的目的。
(3)以单反相机和Imagej2x图像处理软件为基础，建立了一套泥沙颗粒图像粒径分析系统，能较好的获取泥沙颗粒图像并对其进行粒径分析。
(4)针对天然河流中悬移质沙粒的粒径特点，基于前文提出的方法对泥沙颗粒进行测量试验，并与传统的筛分析法和激光分析法进行了对比分析，结果表明图像处理技术用于泥沙颗粒图像的粒径测量不仅在测量范围上不受限制，同时具有成本低、速度快、精度高以及操作简单等诸多优点，弥补了传统的实验室颗粒分析法的不足。
等效粒径;泥沙粒径;数字图像处理技术;阈值分割算法
重庆交通大学
硕士
水利水电工程
童思陈
2013
中文
TV149
90
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）