[发明专利]土体微观结构孔隙分布及分形程序与计算方法

摘要

本发明公开了一种土体微观结构孔隙分布及分形程序与计算方法，该方法内容为：在计算之前需将经过剪裁、灰度处理、对比度调整、选择合适的阈值进行图像二值化、图像降噪处理的图像复制到当前文件夹下；打开编辑好的fig文件，在fig文件中选择ε的大小，随后系统自动弹出对话框提示选择所需要处理的图像，选择图像后，系统会立即计算出该图像的孔隙率和孔隙所占的网格数，计算结果会以饼图和对话框的形式体现出来。本发明操作步骤简便，以像素为单位，计算速度快且计算精度高，可以大大提高计算效率，能够获得土体微观结构的孔隙分布和分形维数等重要参数。

主权项

一种土体微观结构孔隙分布及分形程序与计算方法，其特征在于：该方法内容如下：在进行计算之前，经扫描电镜拍摄的bmp格式的土样图像需经过剪裁、灰度处理、对比度调整、选择合适的阈值进行图像二值化、图像降噪前期处理，进行计算的图像分为黑白两种颜色，其中黑色为孔隙、白色为土颗粒；以一个像素为单位，假设所需计算图像的大小为m×n像素，以边长为ε的正方形将图像分割为(m/ε)×(n/ε)的网格，通过用MATLAB编写的程序计算出含有孔隙即黑色部分的网格总数为N(ε)，或计算出含有孔隙部分的网格总数为N(ε)，改变ε的大小，则得到相应的孔隙所占网格的个数，具体操作步骤为：将需要处理的二值化图像复制到当前文件夹下，打开编辑好的fig文件，选择ε的值，点击该ε值对应的按钮，弹出当前的bmp文件对话框，点击需要处理的图像，系统便会快速计算出结果，从计算结果中可以直接看出孔隙所占的比重，以及图像面积、孔隙和土颗粒的网格个数和各自所占的比重；并将所得的数据绘制在双对数坐标系中，所述的双对数坐标系是以lgε为横坐标，以lgN(ε)为纵坐标；如果坐标系中的图形具有线性特征，则将曲线进行线性拟合，拟合后的斜率为k，则斜率的相反数‑k即为分形维数；另一方面，程序也会自动计算出黑色孔隙所占的像素个数，从而得出土体的孔隙率，计算结果会以饼图的形式呈现，可以直观的看出孔隙的分布情况。