【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于巖土芯樣識別，更具體地說，尤其涉及一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)。
技術介紹
1、巖土芯樣的詳盡信息編錄構成了巖土工程勘察作業(yè)的基石，對于建設工程的勘察工作而言至關重要。鉆探獲取的芯樣識別，其精確度和效率直接關聯(lián)到工程項目的整體進度。傳統(tǒng)巖土勘察流程中，芯樣性狀編錄涉及諸多繁瑣步驟，重復性勞動顯著，且高度依賴人工操作，這不僅加大了勞動強度，還使得地層命名、性質(zhì)判定等關鍵環(huán)節(jié)變得復雜。通常，這些判斷需結合土工試驗、現(xiàn)場原位測試結果，并遵循既定的流程進行綜合分析后方能完成編錄，此過程耗時長且易出錯。
2、這一傳統(tǒng)方法顯著受限于人工數(shù)據(jù)錄入的繁重性、智能化水平的不足、數(shù)據(jù)格式標準的多樣性以及多源數(shù)據(jù)整合的困難。此外，評價體系的建立往往過分依賴于編錄人員的專業(yè)技能和個人經(jīng)驗積累，這既難以保證性狀信息識別的準確無誤，也難以提升信息編錄的效率。更為關鍵的是，它未能充分利用人工智能、視覺識別、大數(shù)據(jù)分析等前沿科技力量，這些技術在推動巖土勘察行業(yè)轉型升級方面本應發(fā)揮的巨大潛力被嚴重忽視。因此，傳統(tǒng)巖土勘察模式在保障信息準確性和提升工作效率方面存在明顯短板，亟需引入新技術以克服其局限性。
3、然而現(xiàn)有技術存在一些問題：傳統(tǒng)巖土芯樣信息編錄方法高度依賴編錄人員的專業(yè)能力和個人經(jīng)驗，存在主觀性強、判斷標準不一致的問題，導致巖土芯樣的定名和性質(zhì)識別準確性難以保證，并且傳統(tǒng)編錄方法流程長、重復工作多、人工勞動強度大，導致信息編錄效率低下，無法滿足現(xiàn)代工程快速推進的需求，最后傳統(tǒng)方法在處理多源數(shù)據(jù)時，如光
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術存在的問題，本專利技術的目的是提供一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，能夠有效提升巖土芯樣性狀信息識別的準確性和可靠性，且能提升信息編錄效率。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，包括：
3、光譜成像模塊：利用光譜儀對巖土芯樣進行光譜數(shù)據(jù)采集，比對光譜數(shù)據(jù)庫中收錄的光譜曲線，通過匹配的算法對巖土層進行分類和識別；
4、圖像識別模塊：拍攝巖土芯樣的圖像，比對預設的圖像樣本庫，識別圖像中的巖土層特征，包括紋理信息、粒度信息、顏色信息、完整程度信息以及裂隙發(fā)育程度信息等特征；
5、數(shù)據(jù)處理模塊：接收光譜數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行預處理、特征提取、數(shù)據(jù)融合等任務，為定名確定模塊提供數(shù)據(jù)支持；
6、定名確定模塊：基于數(shù)據(jù)處理模塊的輸出，綜合光譜特征和圖像特征，確定巖土芯樣的定名和描述；
7、數(shù)據(jù)編錄模塊：將光譜成像、圖像識別、定名確定等所有模塊的輸出結果進行整合，生成巖土芯樣信息編錄報告和數(shù)據(jù)庫；
8、數(shù)據(jù)庫：存儲和管理光譜數(shù)據(jù)庫、圖像樣本庫、編錄報告等數(shù)據(jù)，為各模塊提供數(shù)據(jù)和查詢功能。
9、可選地，所述光譜成像模塊包括礦物成分信息、含水率信息、色心信息和能級信息；
10、所述礦物成分信息確定單元：通過光譜識別出每層巖土的礦物波長信息，將其與光譜數(shù)據(jù)庫進行匹配，設定相似度最大的礦物成分所對應的礦物波長標識，并作為對應層巖土的礦物成分標識；
11、所述含水率信息確定單元：通過檢測每層巖土在高能x射線照射下發(fā)出的熒光，分析巖土物質(zhì)的元素成分，根據(jù)元素的相對含量，計算含水量；
12、所述色心信息確定單元：通過比對管溝數(shù)據(jù)庫，設定相似度最大的巖土色心特征所對應的色心標識為對應層巖土的色心標識；
13、所述對巖土層進行分類和識別，具體為：
14、1)利用光譜儀對巖土芯樣進行光譜數(shù)據(jù)采集，測量巖土芯樣表面反射或發(fā)射光的波長分布；
15、2)對采集的光譜數(shù)據(jù)與光譜數(shù)據(jù)庫中的已知光譜曲線進行匹配；
16、3)基于光譜數(shù)據(jù)的匹配結果，初步識別巖土層的特性；
17、4)根據(jù)識別結果對巖土層進行分類。
18、可選地，所述對采集的光譜數(shù)據(jù)與光譜數(shù)據(jù)庫中的已知光譜曲線進行匹配，具體為：
19、設置光譜向量x＝(x1,x2,...,xn)和y＝(y1,y2,...,yn)，光譜相關系數(shù)r的公式為：
20、
21、其中：n為光譜的波長點數(shù)；
22、和分別為x和y的均值，即：
23、
24、所述相關系數(shù)r的值域為[-1,1]；
25、當r＝1，表示對比光譜完全正相關；
26、當r＝-1，表示對比光譜完全負相關；
27、當r＝0，表示對比光譜沒有線性相關關系。
28、可選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊的具體工作流程為：
29、預處理：對采集的數(shù)據(jù)分別進行預處理，預處理包括去噪、增強等；
30、光譜特征提取：從光譜數(shù)據(jù)中提取光譜特征，包括峰值波長、吸收或反射強度、光譜斜率等；
31、圖像特征提取：從圖像數(shù)據(jù)中提取形狀、紋理、顏色等特征；
32、數(shù)據(jù)融合：將提取的光譜數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)進行融合；
33、數(shù)據(jù)輸出：將處理后的數(shù)據(jù)輸出，并作為后續(xù)步驟的輸入；
34、所述處理后的數(shù)據(jù)包括特征向量和融合數(shù)據(jù)；
35、所述后續(xù)步驟包括分類、識別、定名等。
36、可選地，所述對采集的數(shù)據(jù)分別進行預處理，具體為：
37、所述光譜數(shù)據(jù)預處理的流程為：
38、1)基線校正：去除由于儀器、樣品容器或其他因素引起的基線偏移或漂移；
39、2)小波變換去噪：將原始信號拆分成不同頻率的小波系數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)設置閾值，移除低于閾值的噪聲部分，對保留的部分進行小波逆變換，并重新合成為去噪后的信號；
40、3)平滑處理：通過濾波技術減少光譜數(shù)據(jù)的曲線波動；
41、4)歸一化：對光譜數(shù)據(jù)進行歸一化處理，同步光譜的強度比例；
42、5)光譜增強處理：基于多光譜數(shù)據(jù)庫波段進行變換，包括采用主成分變換、獨立成分變換、色彩空間變換和色彩拉伸等方法進行光譜增強；
43、所述圖像數(shù)據(jù)預處理的流程為：
44、1)濾波處理：利用高斯模板掃描圖像中的每一個像素點，
45、2)計算高斯模板覆蓋區(qū)域內(nèi)每個像素點與對應高斯核權重的乘積，并將獲取的乘積相加，輸出加權和；
46、3)將計算得到的加權平均值賦給中心像素點，輸出為濾波后的像素值；
47、4)特征增強：包括調(diào)整圖像的灰度級分布、銳化、空間域增強和頻率域增強等操作。
48、可選地，所述提取光譜特征，具體為：
49、識別峰值：分析光譜數(shù)據(jù)，識別各個波長點處的光強度峰值，記錄每個峰值的對應波長，并記作峰值波長；
50、計算強度：在峰值波長或特定波長處，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述光譜成像模塊包括礦物成分信息、含水率信息、色心信息和能級信息；
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述對采集的光譜數(shù)據(jù)與光譜數(shù)據(jù)庫中的已知光譜曲線進行匹配，具體為：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊的具體工作流程為：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述對采集的數(shù)據(jù)分別進行預處理，具體為：
6.根據(jù)權利要求4所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述提取光譜特征，具體為：
7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述斜率提取算法的公式為：
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在
9.根據(jù)權利要求4所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)融合，具體為：
10.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述巖土芯樣的定名和描述，通過光譜識別判斷礦物成分及其在巖芯中所占的比例進行命名確定；
...【技術特征摘要】
1.一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述光譜成像模塊包括礦物成分信息、含水率信息、色心信息和能級信息；
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述對采集的光譜數(shù)據(jù)與光譜數(shù)據(jù)庫中的已知光譜曲線進行匹配，具體為：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊的具體工作流程為：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于光譜與圖像識別的巖土芯樣信息編錄系統(tǒng)，其特征在于：所述對采集的數(shù)據(jù)分別進行預處理，具體為：
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蘇定立，胡賀松，詹旗勝，謝小榮，唐孟雄，陳航，張碩，李翔，周裕利，
申請(專利權)人：廣州建設工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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