本發(fā)明屬于水電工程地質(zhì)勘探，特別涉及一種水電工程地質(zhì)鉆孔電子化編錄方法。

背景技術(shù)：

1、水電工程地質(zhì)鉆孔是在水電工程前期勘察工作中采用鉆頭或其他輔助手段鉆入地層、獲取巖心（樣），以探明地下資源及地質(zhì)情況的小直徑孔洞。水電工程地質(zhì)鉆孔以獲取巖心為目的，獲得的巖心一般通過(guò)地質(zhì)專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編錄，獲取巖心的采取率、獲得率以及巖石質(zhì)量指標(biāo)（rqd）等數(shù)據(jù)，并通過(guò)文字描述巖心特征，從而評(píng)價(jià)擬建工程位置地下空間的地質(zhì)條件。

2、水電工程地質(zhì)鉆孔通常將獲取的巖心按照物質(zhì)組成特性劃分為覆蓋層巖心和基巖巖心。其中覆蓋層巖心結(jié)構(gòu)松散，性質(zhì)相對(duì)均一；基巖巖心受結(jié)構(gòu)面切割影響，通常取心后會(huì)沿結(jié)構(gòu)面斷開，形成塊狀、短柱狀或長(zhǎng)柱狀的巖心樣，地質(zhì)編錄則是通過(guò)統(tǒng)計(jì)并描述各類巖心樣的采取率、巖石質(zhì)量指標(biāo)、巖性、顏色、物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度以及特殊地質(zhì)現(xiàn)象的工作。

3、現(xiàn)有的地質(zhì)編錄工作中，主要采用紙質(zhì)記錄的方法。通常以卷尺測(cè)量巖心樣的尺寸，記錄其塊徑（塊狀巖心）或長(zhǎng)度（柱狀巖心），并以量角器測(cè)量其結(jié)構(gòu)面的傾角，并以特定的格式形成紙質(zhì)記錄。這種工作方法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易學(xué)，易于掌握，缺點(diǎn)在于測(cè)量與記錄過(guò)程過(guò)于繁瑣，記錄形成的紙質(zhì)資料需要后期進(jìn)行電子化整理、錄入，增加了現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)編錄的工作量。鑒于此，近年來(lái)，隨時(shí)電子手持設(shè)備的普及，不少軟件開發(fā)公司將上述紙質(zhì)記錄過(guò)程進(jìn)行了軟件化，形成了可在手持設(shè)備終端（平板電腦或智能手機(jī)）進(jìn)行鉆孔編錄的軟件，但其工作方法與流程與傳統(tǒng)紙質(zhì)編錄并無(wú)本質(zhì)差異，僅僅是減少了紙質(zhì)記錄的電子化整理工作。相反，由于電子設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)記錄輸入不如紙質(zhì)記錄便捷，反而增加了現(xiàn)場(chǎng)編錄的工作時(shí)間，對(duì)于提高鉆孔編錄效率缺乏有效幫助。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種水電工程地質(zhì)鉆孔電子化編錄方法，該方法基于數(shù)字影像識(shí)別技術(shù)，步驟簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)單易學(xué)，最大程度上減小了現(xiàn)場(chǎng)工作中的電子錄入工作，同時(shí)也避免了后期記錄的重復(fù)錄入工作，對(duì)于水電工程地質(zhì)鉆孔編錄工作有著較大的效率提升。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種水電工程地質(zhì)鉆孔電子化編錄方法，包括以下步驟：

3、s1：將巖心箱內(nèi)鉆孔的巖心按照取心的先后順序依次擺放；

4、s2：進(jìn)行鉆孔的基本信息定義，包括工程名稱、鉆孔編號(hào)、鉆孔位置、鉆孔巖心的主要巖性以及巖心箱的規(guī)格，巖心箱規(guī)格包括巖心箱單格長(zhǎng)度及格數(shù)；

5、s3：依次拍攝巖心照片，拍攝時(shí)應(yīng)使單個(gè)巖心箱內(nèi)巖心占滿相機(jī)取景框，且應(yīng)保持鏡頭居中垂直向下，進(jìn)行俯拍；

6、s4：對(duì)拍攝的巖心照片進(jìn)行傾斜矯正與裁剪，形成巖心圖像；

7、s5：在矯正、裁剪完成后的巖心圖像以短線勾畫分層位置并定義屬性，勾畫的分層位置分為三類屬性，分別為回次劃分、地層劃分和基覆界限劃分；

8、s6：以巖心圖像左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，以像素點(diǎn)為尺度，記錄步驟s5中勾畫的各類分層位置的中點(diǎn)坐標(biāo)；

9、s7：根據(jù)劃分的巖心類別，對(duì)巖心箱進(jìn)行分箱分段處理，若分段巖心類別為基巖，則進(jìn)行長(zhǎng)度估算，長(zhǎng)度估算是以巖心箱單格長(zhǎng)度為參照，通過(guò)勾畫或識(shí)別的短線中點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算相鄰的同屬性短線之間的真實(shí)長(zhǎng)度；若分段巖心類別為覆蓋層，則對(duì)基巖段巖心進(jìn)行結(jié)構(gòu)面識(shí)別；

10、s8：對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)巖心的真實(shí)情況，對(duì)各屬性短線的真實(shí)長(zhǎng)度標(biāo)注進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)證；

11、s9：重復(fù)步驟s3~?s8，直至該鉆孔巖心照片全部編錄完成；

12、s10：對(duì)上述步驟中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并計(jì)算生成報(bào)表；

13、s11：根據(jù)巖性編錄的基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察，擴(kuò)充完善對(duì)鉆孔巖心的地質(zhì)描述；

14、s12：編錄完成，生成編錄表格以及帶水印標(biāo)注的巖心照片。

15、所述步驟s1中巖心箱水平擺放，相鄰巖心箱之間距離≥15cm。

16、所述步驟s5中回次劃分用于確定本箱巖心的各回次循環(huán)，按單回次巖心標(biāo)牌的擺放位置勾畫；地層劃分用于確定鉆孔的地質(zhì)分層，當(dāng)本箱巖心為單一巖性時(shí)，地層劃分可缺省；基覆界限劃分用于確定巖心類別是分屬于基巖或覆蓋層，當(dāng)本箱巖心為單一巖心類別時(shí)，基覆界限劃分可缺省，勾畫分層位置的短線按屬性以不同顏色進(jìn)行區(qū)分。

17、所述步驟s7中對(duì)基巖段巖心進(jìn)行結(jié)構(gòu)面識(shí)別的過(guò)程為：

18、s71：圖像預(yù)處理，對(duì)基巖段巖心的分段圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括灰度圖轉(zhuǎn)換及濾波處理；

19、s72：對(duì)預(yù)處理完成的圖像開展邊緣檢測(cè)，檢測(cè)識(shí)別巖心結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況，并以短線進(jìn)行標(biāo)注；

20、s73：對(duì)檢測(cè)識(shí)別的巖心結(jié)構(gòu)面進(jìn)行人工復(fù)核修改；針對(duì)產(chǎn)生誤識(shí)別或漏識(shí)別的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行人工干預(yù)修改，過(guò)程包括刪除誤識(shí)別的結(jié)構(gòu)面短線標(biāo)注以及勾畫漏識(shí)別的結(jié)構(gòu)面短線標(biāo)注；

21、s74：以巖心照片左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，以像素點(diǎn)為尺度，記錄步驟s72及步驟s73中標(biāo)注處理的結(jié)構(gòu)面短線的中點(diǎn)坐標(biāo)、長(zhǎng)度及傾角。

22、所述步驟s71圖像預(yù)處理中灰度處理及濾波處理的具體過(guò)程為：

23、s711：讀取圖像的rgb值矩陣，像素m×n的圖像可獲得r(m×n)，g(m×n),?b(m×n)三個(gè)顏色分量矩陣；

24、s712：采用平均值法將圖像的rgb三分量求取平均值，以得到圖像的灰度值矩陣gray(m×n)，其算法為gray(m×n)=?(r(m×n)，g(m×n),?b(m×n)?)／３。

25、s713：讀取圖像的灰度值矩陣gray(m×n)，并設(shè)置一個(gè)高斯模板，高斯模板的標(biāo)準(zhǔn)差σ=15，窗口大小為5×5；

26、s714：移動(dòng)高斯模板的中心元素，按照從上到下從左到右的順序，每次取圖像中一個(gè)5×5的窗口數(shù)據(jù)與高斯模板進(jìn)行卷積，得到的最終結(jié)果就是當(dāng)前中心點(diǎn)的高斯濾波成果；

27、s715：以高斯濾波成果替換原有圖像矩陣中的灰度值，即得到濾波后的圖像。

28、所述步驟s72中對(duì)預(yù)處理完成的圖像開展邊緣檢測(cè)，檢測(cè)識(shí)別巖心結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況，具體過(guò)程為：

29、s721：構(gòu)造一個(gè)log卷積算子，log卷積算子為log濾波器標(biāo)準(zhǔn)差σ=1.1，濾波器大小（n×n）為9×9的log算子；

30、s722：將步驟s72中獲取的高斯濾波圖像計(jì)算與log卷積算子計(jì)算卷積；

31、s723：根據(jù)卷積計(jì)算結(jié)果，檢測(cè)結(jié)果中零交叉點(diǎn)，得到二值化圖像矩陣，由此確定巖芯箱中單塊巖心的邊緣，即結(jié)構(gòu)面發(fā)育部位。

32、所述步驟s7中長(zhǎng)度估算的過(guò)程為：

33、s701：將短線及其附屬坐標(biāo)信息按短線屬性自動(dòng)分類，根據(jù)上述識(shí)別或勾畫的短線屬性，可分為回次劃分短線、地層劃分短線、基覆劃分短線以及結(jié)構(gòu)面短線4種；

34、s702：根據(jù)預(yù)定義的巖心箱規(guī)格，確定圖像的真實(shí)尺寸，具體過(guò)程為：已知巖性箱單格凈長(zhǎng)度l0，巖心箱邊緣寬度lw0，則巖性箱照片實(shí)際尺寸l=l0+2lw0，通過(guò)預(yù)定義的巖心箱規(guī)格：巖心箱格數(shù)n，單格寬度dw；則可計(jì)算出本箱巖心的實(shí)際長(zhǎng)度l總=n*?l0，同時(shí)建立了以巖心箱左下角為原點(diǎn)，x軸長(zhǎng)度為x=l，y軸長(zhǎng)度為y=n×dw+2lw0的真實(shí)長(zhǎng)度參照坐標(biāo)系；

35、s703：確定各屬性短線的真實(shí)坐標(biāo)，其主要算法為：根據(jù)圖像信息，獲取圖像的像素分辨率為m×n，同樣以圖像的左下角為原點(diǎn)，可建立x軸長(zhǎng)度為m，y軸長(zhǎng)度為n的圖像像素坐標(biāo)系，則圖像中任意一像素點(diǎn)（m0，n0）的真實(shí)坐標(biāo)x0=x*（m0/m），y0=y*（n0/n）；

36、s704：真實(shí)坐標(biāo)的傾角修正，根據(jù)短線的傾角α及長(zhǎng)度信息ld，對(duì)上述真實(shí)長(zhǎng)度進(jìn)行長(zhǎng)度修正，以保證在計(jì)算巖石質(zhì)量指標(biāo)時(shí)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，傾角修正的的公式為x=（x0-0.5*ld*cosα），y=y0；

37、s705：按分類結(jié)果，逐類計(jì)算各屬性相鄰短線間的真實(shí)水平間距，具體過(guò)程為：已知短線a的坐標(biāo)為（x1，y1），短線b坐標(biāo)為（x2，y2），則短線a與短線b相距的格數(shù)為i=[(y2-y1)/dw]，短線a與短線b之間的真實(shí)水平間距s=i*l0+x2-x1；

38、s706：將真實(shí)水平間距計(jì)算結(jié)果按短線的顏色標(biāo)注于相鄰短線之間。

39、本發(fā)明的技術(shù)效果在于：1.本發(fā)明通過(guò)拍攝已鉆孔的水電工程地質(zhì)鉆孔巖心照片，以固定規(guī)格的巖心箱為參照，通過(guò)影像自動(dòng)識(shí)別，輔助人工復(fù)核確認(rèn)的方法，判別結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況并標(biāo)注，以相鄰的結(jié)構(gòu)面標(biāo)注位置的相對(duì)坐標(biāo)差，并參照巖性箱的實(shí)際長(zhǎng)度規(guī)格，計(jì)算獲得巖心的長(zhǎng)度特征，并按要求進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，從而完成鉆孔編錄的過(guò)程，步驟簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)單易學(xué)，最大程度上減小了現(xiàn)場(chǎng)工作中的電子錄入工作，同時(shí)也避免了后期記錄的重復(fù)錄入工作。對(duì)于水電工程地質(zhì)鉆孔編錄工作有著較大的效率提升；2.本發(fā)明避免了現(xiàn)有紙質(zhì)編錄工作中的測(cè)量、筆錄以及后期電子復(fù)錄這些繁瑣的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了在便攜式電子設(shè)備終端開展鉆孔地質(zhì)編錄的工作流程，同時(shí)，很好地解決了現(xiàn)有的電子編錄過(guò)程記錄不便，流程過(guò)于僵化的問題；3.本發(fā)明以巖芯照片影像識(shí)別為基本手段，通過(guò)圖像坐標(biāo)計(jì)算完成編錄過(guò)程中的測(cè)量工作，極大地簡(jiǎn)化了編錄工作過(guò)程，其基本流程與方法與傳統(tǒng)編錄習(xí)慣較為契合，易于掌握；編錄過(guò)程需手動(dòng)輸入的信息極少，極大地提高了現(xiàn)場(chǎng)工作的效率；編錄過(guò)程影像與數(shù)據(jù)同步展示，可隨時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)巖芯情況進(jìn)行復(fù)核比對(duì)，降低了編錄出錯(cuò)的概率；在采集巖芯地質(zhì)特征屬性的同時(shí)，也采集了其影像資料，編錄工作完成后，相關(guān)影像數(shù)據(jù)資料可直接歸檔至電子巖芯庫(kù)，便于后期查閱、調(diào)用。

40、以下將結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。