一种基于MATLAB的碎屑岩粒度分析方法研究 ——以广东怀集地区碎屑岩为例

论文摘要

粒度参数是分析沉积岩形成环境的一个重要指标,准确的粒度参数对后续的粒度分析乃至沉积环境判别、水动力条件分析都具有重要的意义。目前碎屑岩粒度参数的计算多采用显微测量法,存在测量时间长,投入人力多,精度受人为因素影响大等问题。本文提出的基于数字图像处理技术的碎屑岩粒度分析方法可以得到精确、客观、一致的测量结果。该方法可以大幅提升测量速度,减少工作量,提高准确率。本文研究内容主要包括数字图像处理及粒度参数计算两方面。利用Matlab图像处理技术对碎屑岩镜下薄片图像进行一系列处理。首先是对薄片图像进行灰度化处理,得到灰度图像,其次是对比分析碎屑颗粒与基质,利用OTSU法对灰度图像进行阈值分割,使碎屑颗粒图像从背景中剥离,得到粒度分析所需的二值化颗粒图像。然后利用自适应中值滤波方法对颗粒图像进行滤波,消除图像噪声。最后对颗粒图像进行形态学处理,平滑颗粒边缘,充填颗粒中的孔洞。利用Matlab对所得的各类型粒度数据进行统计分析计算。首先对图像中颗粒进行统计计数得到碎屑岩的粒径。然后使用直接计算法计算碎屑岩的各类粒度参数(包括平均粒度、标准偏差、偏度、峰态)。利用碎屑颗粒面积、质心位置等信息计算碎屑岩的磨圆度及各组分含量等。最后依据萨胡判别公式分析碎屑岩的沉积环境,与野外地质现象所判别的沉积环境作对比,验证室内工作成果。基于Matlab的碎屑岩粒度分析方法可以定量获得碎屑颗粒的粒径数据,计算各类粒度参数,得到碎屑岩组分含量及磨圆度等数据,进而分析碎屑岩的沉积环境及水动力条件等信息。该方法在效率及准确度上较传统粒度分析方法均有较大提升,具有很好的实用价值。

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ABSTRACT

第1章绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 传统颗粒测量方法

1.2.2 数字图像处理技术的研究现状

1.2.3 图像处理技术在沉积岩粒度分析中的研究现状

1.3 研究内容和技术路线

1.4 论文创新点

第2章样品来源及地质特征

2.1 来源简介

2.2 岩石地层

2.3 生物及年代地层

2.4 岩石地球化学特征

2.4.1 主量元素特征

2.4.2 微量元素特征

2.4.3 稀土元素特征

2.5 沉积环境分析

第3章 MATLAB图像处理

3.1 数字图像处理基础

3.2 MATLAB介绍

3.3 灰度化

3.3.1 灰度化原理

3.3.2 灰度化方法

3.3.3 方法实现及效果对比

3.4 二值化

3.4.1 二值化原理

3.4.2 二值化方法

3.4.3 方法实现及效果对比

3.5 图像增强

3.5.1 图像增强原理

3.5.2 图像增强方法

3.5.3 方法实现及效果对比

3.6 形态学处理

3.6.1 形态学基本运算

3.6.2 孔洞充填

3.6.3 方法实现

第4章统计计算

4.1 颗粒统计

4.1.1 颗粒统计方法

4.1.2 颗粒统计结果

4.2 粒度参数计算

4.2.1 粒度参数

4.2.2 粒度参数计算方法

4.3 粒度参数计算结论

4.3.1 结果对比

4.3.2 沉积环境判断

4.4 组分含量计算

4.5 磨圆度计算

第5章结论和展望

5.1 结论

5.2 存在的不足与展望

致谢

参考文献

附录

附录 A

附录 B

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 方梦阳

导师: 白志达

关键词: 碎屑岩,粒度参数,粒度分析,图像处理

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P588.21;P585

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001061

总页数: 88

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