秦皇岛市大地卓越岩土工程有限公司
摘要：目前，我国的是社会主义经济快速发展的新时期，数字图像测量技术是21世纪以来新兴的一种高效、高性能的测量技术，其融计算机技术、光电子学、图像处理技术等现代先进技术于一体，借助这些技术能得到关于岩土的宏观和微观信息，分析岩土的力学性质与变形问题，为岩土工程的顺利实施提供了技术支持。本文首先分析了数字图像测量技术的特点和作用，然后具体论述了数字图像测量技术在岩土工程试验中的的应用。
关键词：岩土工程；数字图像测量技术；地质信息；室内试验
引言
计算机技术发展速度的不断加快，在一定程度上提升了数字图像测量技术的水平，微电子芯片技术发展速度的逐渐加快，提高了数字图像测量技术应用实践的水平。另外，在进行岩石工程施工时，施工人员要加大对物理力学分析的重视，对岩石工程的施工现场进行实地勘探，应用数字图像测量技术对岩石工程的物理力学进行分析，岩石工程的施工质量才能得到提升。
1数字信号处理
数字信号处理((DSP:Digital Signal Processing)}46}技术通常是指利用计算机或专用处理设备(包括器件)，以数字的形式对信号进行采集、滤波、检测、均衡、变换、调制、压缩、去噪、估计等处理，以得到符合人们需要的信号形式。显然，这里所指的处理，就是对数字化后的信号施加某种数学运算。例如对视频信号的压缩和去噪处理的目的是减少信号中的冗余信息，滤除混杂在信号中的噪声和干扰，将信号变换成易于识别和理解的形式，对它进行压缩，便于存储、传输。再如对卫星云图进行图像增强处理以便于分析，准确地预报天气。数字信号处理是相对于模拟信号处理而言的，它比模拟信号处理有更多显著的优点。如:处理功能强，处理精度高，处理灵活性强;稳定性好，抗干扰能力强，设备体积小等。因此更易于大规模集成化和实现多维处理，可以适用于更广泛的领域。从1965年快速傅立叶算法提出以来，数字信号处理技术获得了重大突破。随着超大规模集成电路技术和计算机技术的发展，各种快速数字信号处理器件大量问世并得到广泛应用。目前，国际市场上涌现出多种多样的数字信号处理器((DSP)芯片和系统，有专用的数字滤波器、数字频谱分析仪、实时图像处理系统，有高速通用视频编解码芯片、高速通用数字处理芯片、高速多媒体信号处理芯片等。DSP的高速运算能力及其通用性，解决了许多信号实时处理问题，使设计工作大为简化。目前高性能的DSP器件的处理能力已达千MIPS以上，集成度高达数百万门以上，而功耗却低至0.2mW/MIYS(Million Instructionper Second)。同时，器件性能的更新周期大大缩短。随着信息技术的日益普及，数字信号处理技术正在迅速地扩展到各个应用领域中去。例如:在图像处理领域，对雷达图像、红外图像、超声图像、遥感图像等进行分析、处理，实现图像的增强和复原等;在通信领域，特别是多媒体通信，更少不了数字信号处理技术;在医学上，数字信号处理技术的应用正日益扩大。此外，数字信号处理技术还应用于地质勘察、自动控制、电力分布安排、环境检测以及用于军事上的目标检测系统、导航系统、制导系统等等。
2数字图像测量技术在岩土工程试验中的应用
2.1试样剪切带形成时间与发展规律分析
除了端部约束问题，试样剪切带也是一个比较重要问题。试样剪切带出现咋三轴试验土样中的位置具有一定的随机性，只用几个位移传感器难以捕捉到剪切带在土样中的准确位置，以及形成过程。为此，应在轴向和径向位置处多布置几个局部位移传感器，只要土样中存在剪切带，就可以利用数字图像测量技术捕捉到剪切带图像，通过具体的图像信号处理与分析了解剪切带形成时间和发展规律。
如果土样中存在剪切带，随着时间的推移，土样不同段轴向应变会呈现一定变化，这是判断剪切带形成时间与出现位置、发育过程的有力平凭据，而这些凭据可以通过数字图像测量技术有效的捕捉到。土样中的剪切带破坏有时是单一剪切破坏，有时时是重交叉剪切破坏，无论哪一种破坏形式，数字图像测量技术都可以借助自身的全过程测量优势进行测量与判别，准确的捕捉到任何形式的剪切带，为分析岩土工程土样变形情况提供信息依据。
2.2对岩土结构原图进行还原
在对岩土工程进行土样进行测量时，数字图像测量技术可以有效的对岩土工程的原图进行还原处理，在进行数据处理时，采用的处理方式一般为手扶跟踪数字化处理方式和扫描矢量化处理方式两种，这里两种处理方式精准度较高，处理结果能够较好的满足操作人员对原图处理的要求。但是，在对岩土工程进行数据处理时，扫描矢量化处理方式只能在白纸图上显示，无法显示不同地表结构的岩土工程图纸，这种数据处理方式的误差较大。因此，在对岩土工程进行数据处理时，只有紧急状况下才会采用扫描矢量化的处理方式，并且在对地图进行检测时，要尽量选择辅助技术对数字地图进行有效的检测，并且在进行检测的过程中，为了提高岩土工程测量的精准度，必须要将地物信息与测定地形技术结合在一起，以保障岩土工程的相关数据检测结果的精准度能够满足人们的需求。
2.3角点识别概述
角点是图像的一个基本局部特征，它与图像中目标的形状有密切关系。因此在图像匹配、目标描述与识别、运动估计、目标跟踪等领域，角点提取都具有重要的意义。在计算机视觉和图像处理中，对角点的定义有不同的描述，如:图像边界上曲率足够高的点;图像边界上曲率变化明显的点;图像边界方向变化不连续的点;图像中梯度值和梯度变化都很明显的点等等。由于定义的不同，角点检测的方法也多种多样。先期角点检测的方法是首先对图像进行区域分割[}sy，通过链码提取边界，然后在边界上寻找方向变化较快的点，这种方法在很大程度上依赖于图像分割的效果，而后者本身就是一项比较复杂的工作。同时这类算法的计算复杂度很高。Mokhtarian和Suomela基于尺度空间((CurvatureScaleSpaceCSS)描述提出一种新的角点检测算法。他们首先使用canny检测器从原始图像中检测边缘，采用先使用高尺度得到候选角点，然后逐步减少尺度，在多个低尺度处跟踪改善角点位置的方法提高角点检测的精度。为了降低角点检测过程中对噪声的敏感性，一种基于多尺度滤波的角点检测方法，其思想是使用大小不同的高斯窗对边界进行卷积运算，然后计算各边界点曲率值，并查询极值点，从而确定角点的位置。Rosi提出在角点检测前，大部分基于曲率估计的角点检测器会使用固定截止频率的滤波器对图像进行滤波，只有不被滤波器影响到的角点才能被检测到。为了解决这个问题，Beus通过迭代的方式，每次迭代中改变检测参数，Bandera则利用轮廓的局部属性，采用可适应方法滤波轮廓。
结语
综上所述，数字图像测量技术作为一种集各种先进技术于一体的综合测量技术，在岩土工程试验领域已经有了非常广泛的应用，成为分析岩土地理空间信息的一个有效手段，推动了岩土工程试验朝着高效、高性能、高精度、快速、动态的方向发展。随着有关科学技术的发展，我们有理由相信数字图像测量技术今后会取得更为长足的进步，进一步提高岩土工程变形测量精度，为保证岩土工程结构安全提供有力的支持。
参考文献
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