数字图像处理在地学中的应用

数字图像处理在地学中的应用一、遥感数字图像处理技术在构造地质学中的应用（1）滑坡遥感滑坡多是由于构造运动所产生的次生灾害。滑坡也我们所知的常见地质灾害之一，每年滑坡都会给我国人民带来严重的生命财产损失，因此对滑坡体的检测十分重要。遥感技术的应用使得我们能够将部分野外工作转移到室内,在一定程度上提高了工作效率,减轻了野外工作强度,特别在危险及气候恶劣地区,有明显的优越性。通过遥感图像我们可以很容易识别出滑坡，再将正射图像与DEM及数字地理底图套合使用,可进行三维解译并了解地物实际高程及周围其它地理要素情况,使滑坡遥感解译更前进一步，更有利于滑坡灾害的监测以及灾后的救援工作。（2）断层构造信息提取近年来,在城市周边地区发生了许多强震,如日本的阪神地震,美国的北岭地震、洛马-普里塔地震等,这些地震造成了人民生命财产的重大损失。大城市通常建在松散沉积物覆盖的地域内,这些地域多发育隐伏活动断层。建筑及其它人类活动改变了自然景观,也改变了断层活动的痕迹,因此常规的野外活断层调查方法难以发挥作用。此外，在很多的矿产资源的勘探中，断层往往也起着重要的控制作用。它约束着矿产的空间分布，因此准确识别断层也是十分重要的。断层构造在平面上表现为线性构造。线性构造是指遥感图像上由各种地质作用引起的由色调(色彩)、微地貌、水系等标志沿一定方向展布所显示的线性(或带状)影像特征。通过遥感数字图像处理准确识别断层信息能够帮助我们解决很多实际问题。通过科学合理的遥感数字图像处理方法的处理，能够从遥感图像上获取尽可能多的断层有关信息。在有必要的情况下，根据所分析出来的断层的位置及实际工作的需要，我们还可以进行实地考察或者进行钻井研究。这样的我们便能够较为准确且快速地完成任务。当然，做遥感数字图像处理也是一件比较复杂的事。它包括图像的裁剪、拼接、校正、融合、信息增强、密度分割等。所以这也同样需要我们投入一定的精力。但是，一旦图像处理完成，它将给我们带来很大的便利。二、数字图像处理在地质构造物理模拟实验中的应用：随着地质科学的发展，人们希望对各种类型的岩石、岩层构造类型及组合形式在应力作用下的形变规律有一个科学的认识，这就要求必须采用综合研究手段，以地质构造形变研究为基础，将人们不曾看到的若干万年的地质形变过程及其形变机制展现在而前。因此，在地质构造物理模拟试验中能将模拟的地质构造变形过程记录下来，对构造变形的力学机制、发生过程变形特征进行深入的研究，对于分析地质构造成因，推定工业矿藏存在，模拟矿藏结构都是很有意义的。把计算机图像处理技术应用于地质构造物理模拟试验中，配合所开发的计算机图像处理软件的应用，全过程记录模拟地质构造变形的过程，并对记录的图像进行分析处理，可实现上述目的。通过计算机图像处理技术建立在特定的物理模型对应的数学模型基础上所确定的相应算法编制的程序，由计算机执行并完成的各种操作，使得图像得以保存和复原，改善图像的品质，提取和描述图像的特征信息。计算机图像处理技术包括:图像信息的获取;图形信息的存储和转换;数字图像处理;数字图像通信;数字图像输出和显示。数字图像处理内容有图像变换;图像增强;图像复原、图像压缩编码和图像分析。因为数字图像处理技术是通过运行处理程序来完成的，所以可灵活、多变地实现各种处理。这样既可对图像做线性变化，亦可作非线性变换处理，并且处理精度高，再现性好。三、图像处理在煤矿工业电视图像报警中的应用：在种类繁多的监控系统中，电视监控报警的准确可靠是被公认的。它可以避免一切干扰造成的误报，减少值班人员不必要的精神紧张，也可以防治犯罪分子破坏造成的损失。这是因为电视监控用的摄像机一直面对现场，报警与不报警的依据是亲眼所见的现场图像。煤矿工业电视监视系统为煤矿安全生产、调度指挥提供直观、方便、可靠的手段。然而，目前的煤矿工业电视系统，一般仅限于对被监视物的图像直接显不，即监视功能，}内且需要专人负责看守，显然，这将需要大量的人力和物力;并且只有当显示器图像出现紧急情沉的画肉在值班人员的视力范围之内时，值班人员才能发现紧急情况;同时对人或其它异物侵入被监视范围内还必需依靠值班人员通过画面进行监视，不能实现图像自动报警。因此，在煤矿工业电视系统中应用图像处理与模式识别的原理和方法，实现对人或其它异物侵入被监视范围内的报警，即图像报警功能，实现无人看守，节约人力和物力，从而弥补现有煤矿工业电视系统的不足，达到增产节约的目的。四、基于图像处理技术的岩心裂缝图像提取：世界上已发现油气藏总地质储量中，裂缝性油气藏占到60%以上，而我国已探明的裂缝性油气储量还不到总储量的10%.裂缝性储集层研究方法很多，但最可信、最直接的方法还是对钻井取心资料的研究.基于数字图像处理技术，利用油田大量现场采集的岩心图像资料，对其进行处理，提取出清晰裂缝信息，为研究岩心裂缝提供一套清晰数字化图像.如何准确地将裂缝目标区域，从岩心图像复杂背景中分离出来则是这一研究思想的关键.图像阈值分割又称二值化是解决这类问题行之有效的方法.图像阈值分割方法很多，尽管已有许多二值化算法，但没有一种算法能对所有图像实现有效分割.裂缝目标区域背景复杂又受岩石岩性、岩心劈开而粗糙程度、光照等噪声影响，根据其图像特征选取适当的算法是裂缝目标区域图像分割的关键.应用最大类间方差法，通过划分，使得到的类间方差达到最大为原则，来确定其合适的阈值门限值，经迭代运算后，选取最优阈值对岩心图像中裂缝目标区进行分割，参考文献：1.计算机图像处理技术在地质构造物理模拟实验中的应用2.图像处理在煤矿工业电视图像报警中的应用研究袁小平，童敏明，许金林(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州)3.基于图像处理技术的岩心裂缝图像提取(中国地质大学.湖北武汉；吐哈汕田勘探开发研究院.新疆哈密；吐哈油田丘东采油厂，新疆郑养)4.浅析遥感地质学教学方法[J].中国地质教育5.泥石流调查遥感解译新方法[J].中国地质灾害与防治学报,