تعیین مشخصات دانه بندی مصالح بستر رودخانه با روش پردازش تصویری بجای آزمایشات پر هزینه و وقت گیر مکانیک خاک جهت انجام مطالعات مهندسی رودخانه

نوع محتوی: طرح پژوهشی
زبان: فارسی
شناسه ملی سند علمی: R-1281663
تاریخ درج در سایت: 11 مهر 1400
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
مشاهده: 514
تعداد صفحات: 172
سال انتشار: 1394

فایل این طرح پژوهشی در 172 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این طرح پژوهشی:

چکیده طرح پژوهشی:

مطالعات مهندسی رودخانه نیازمند در اختیار داشتن مشخصات توزیع اندازه ذرات رسوبی برای مدلسازی هیدرولیکو انتقال رسوب میباشد تا با استفاده از تکنیک های مدلسازی عددی بتوان تغییرات مجاری را شبیه سازی و پیش بینی نمود. با توجه به مشکلات نمونه برداری صحرایی از قسمت های مختلف بستر رودخانه و انجام آزمایشات زمانبر و پر هزینه مکانیک خاک، به نظر میرسد توسعه روش پردازش تصویری برای بدست آوردن اطلاعات موردنیاز مدلسازی رودخانه بسیار حائز اهمیت باشد. در این طرح پژوهشی، الگوریتمی در محیط نرم افزار MATLAB جهت پردازش تصاویر تهیه شده از بستر رودخانه و استخراج مشخصات دانه بندی مصالح سطحی توسعه داده شده است. عملیات پیش پردازش قبل از انجام عملیات پردازش تصویر نیز توسط نرم افزار ImageJ صورت گرفته است. برای ارزیابی الگوریتم توسعه یافته، بازهای ۵ کیلومتری از مسیر رودخانه سیرچ در شمال شرق کرمان مورد تصویربرداری قرار گرفته و تعداد ۱۳ تصویر با چهار دوربین مختلفکه دارای قدرت تفکیک ۶، ۱۰، ۱۲/۱ و ۱۴ مگاپیکسل بوده اند، هم در شرایط خشکو هم در شرایط جریان ناچیز آب برداشت شده است. تصاویر در دو اندازه متفاوت قاب تصویر مربعی ۰/۵ و ۱ متری برداشت شده اند و نتایج منحنی های دانه بندی حاصل از پردازش تصاویر مورد ارزیابی قرار گرفته است. پردازش تصاویر بدست آمده مشخص نمود که زمان تصویربرداری نبایستی به هنگام طلوع یا غروب آفتاب که نور خورشید به صورت زاویه دار به سطح زمین برخورد می کند، باشد. بررسی های انجام شده موید این نکته است که ارتباط مستقیمی بین پارامترهای ابعاد تصویر (فریم)، قدرت تفکیک دوربین و فاصله آن از بستر رودخانه وجود دارد و با کاهش قدرت تفکیک دوربین در یکفریم ثابت، حتما بایستی فاصله دوربین نسبتبه بستر رودخانه افزایشیابد و برعکس. در تصویربرداری از بستر رودخانه زیر سطح آب بایستی به این نکته توجه نمود که عمق آب و انعکاس نور خورشید پائین بوده و تلاطم سطح آب نیز ناچیز باشد. براساس نتایج در رودخانه هایی که دارای توزیع دانه بندی نسبتا یکنواختی می باشند، میتوان از هر دوربینی استفاده نمود. اما در رودخانه هایی که دارای بستر درشت دانه یا ریزدانه هستند بهتر است به ترتیب از دوربین های با توان تفکیک پائین و بالا استفاده نمود.

فهرست مطالب طرح پژوهشی

فهرستمطالب................................................................................................. ۴
فهرستشکلها................................................................................................ ۸
فهرستجداول............................................................................................. ۱۲
-۱ مقدمه....................................................................................................... ۱۳
-۲ موقعیتو محدوده مطالعاتی........................................................................ ۲۱
-۳ روشانجام کار ......................................................................................... ۲۱
-۴ پردازشتصویر.......................................................................................... ۲۶
-۱-۴ پردازشتصویرچیست؟ ........................................................................... ۳۱
-۲-۴ کاربردهای علم پردازشتصویر................................................................... ۳۲
-۳-۴ آشنایی با مفهوم پیکسل دریکتصویر ........................................................... ۳۲
-۴-۴ آشنایی با مفهوم عمق بیتی ......................................................................... ۳۳
-۵-۴ آشنایی با مفهوم بعد یکتصویر .................................................................. ۳۴
-۶-۴ چگونگی تشکیل رنگدر چشم انسان............................................................ ۳۴
-۷-۴ پردازشتصویر رنگی.............................................................................. ۳۵
-۸-۴ آشنایی با انواع مدلهای رنگ..................................................................... ۳۵
۳۶ ................................................................................. RGB -۹-۴ مدل رنگ
۳۸ ............................................................................... CMY -۱۰-۴ مدل رنگ
۳۹ .................................................................................YIQ -۱۱-۴ مدل رنگ
۳۹ ................................................................................. HIS -۱۲-۴ مدل رنگی
در تجزیه و تحلیلتصاویر ................................. ۴۰ MATLAB -۵ استفاده از نرمافزار
۵
عنوان صفحه
-۶ اصولپردازشتصویر موردنیاز برایاستخراج منحنیدانهبندی.......................... ۴۳
-۱-۶ فیلتر کردن تصویر.................................................................................. ۴۵
-۲-۶ فیلترهایآرام کننده................................................................................ ۴۸
-۱-۲-۶ فیلترهای پائین گذر میانگین................................................................... ۴۹
-۳-۶ فیلترهایتیزکننده.................................................................................. ۵۰
-۴-۶ گسترش(توسعه) باینریمورفولوژیکی........................................................... ۵۱
-۵-۶ سایش(فرسایش) باینری مورفولوژیکی .......................................................... ۵۲
-۶-۶ بستن و بازکردن باینری مورفولوژیکی............................................................ ۵۳
-۷-۶ خاکستریکردن تصویر ........................................................................... ۵۵
-۸-۶ تکنیکهای آستانهگیری تصویر .................................................................. ۵۷
-۹-۶ آشکارسازیلبه .................................................................................... ۵۹
-۱-۹-۶ ویژگیهایلبه ................................................................................. ۵۹
-۲-۹-۶ محاسبه مشتق اول .............................................................................. ۶۰
-۳-۹-۶ محاسبه مشتق دوم.............................................................................. ۶۰
-۴-۹-۶ آستانهگیری.................................................................................... ۶۱
-۵-۹-۶ عملگرهای آشکارسازیلبه................................................................... ۶۱
-۶-۹-۶ عملیاتلبه برداری بر روی تصاویر ........................................................... ۶۲
-۷-۹-۶ برخی از الگوریتمهایلبه برداری ............................................................. ۶۳
-۷ ارزیابیعملکرد تکنیکپردازشتصویر در رودخانه سیرچ.................................. ۶۶
-۱-۷ استخراج منحنیدانهبندی.......................................................................... ۶۶
۶
عنوان صفحه
-۲-۷ آشنایی با نرمافزارهایمورد استفاده............................................................... ۶۷
۶۷ .......................................................................MATLAB -۱-۲-۷ نرم افزار
۶۸ ...............................................................................GIAS -۲-۲-۷ نرم افزار
۶۹ ............................................................................ ImageJ -۳-۲-۷ نرم افزار
۶۹ ...............................................................Image Analyzer -۴-۲-۷ نرم افزار
۷۰ ............................................................Adobe PhotoShop -۵-۲-۷ نرم افزار
-۳-۷ معرفی تجهیزاتتصویربرداریو روشاستفاده .................................................. ۷۱
-۴-۷ موقعیتمکانی محلهایبرداشتتصویر......................................................... ۸۱
۸۲ ........................................................................... (N۱) -۱-۴-۷ نقطه شماره ۱
۸۶ ........................................................................... (N۲) -۲-۴-۷ نقطه شماره ۲
۸۹ ........................................................................... (N۳) -۳-۴-۷ نقطه شماره ۳
۹۲ ........................................................................... (N۴) -۴-۴-۷ نقطه شماره ۴
۹۵ ........................................................................... (N۵) -۵-۴-۷ نقطه شماره ۵
۹۸ ........................................................................... (N۶) -۶-۴-۷ نقطه شماره ۶
۱۰۰.......................................................................... (N۷) -۷-۴-۷ نقطه شماره ۷
۱۰۱.......................................................................... (N۸) -۸-۴-۷ نقطه شماره ۸
۱۰۲.......................................................................... (N۹) -۹-۴-۷ نقطه شماره ۹
۱۰۳..................................................................... (N۱۰) -۱۰-۴-۷ نقطه شماره ۱۰
۱۰۵..................................................................... (N۱۱) -۱۱-۴-۷ نقطه شماره ۱۱
۱۰۸..................................................................... (N۱۲) -۱۲-۴-۷ نقطه شماره ۱۲
۷
عنوان صفحه
۱۱۱..................................................................... (N۱۳) -۱۳-۴-۷ نقطه شماره ۱۳
-۵-۷ ارزیابی صحتنتایج حاصل از تکنیکپردازشتصویر ....................................... ۱۱۴
-۶-۷ توزیع مکانی قطر متوسطمصالح بستر در طول رودخانه ....................................... ۱۲۰
-۸ جمعبندینتایجو ارائه دستورالعمل ............................................................ ۱۲۲
-۹ فهرستمنابع .......................................................................................... ۱۲۶
۱۳۲ ...................................(MATLAB پیوست ۱ (نحوه پردازشتصویر در نرم افزار
۱۳۸ ........................................ (ImageJ پیوست ۲ (نحوه پردازشتصویر در نرمافزار
پیوست ۳ (خلاصه مطالعاتهیدرولوژی، هیدرولیکسیلابو رسوب، و وضعیت
فرسایشیو رسوبیرودخانه سیرچ)................................................................... ۱۴۹

نمایش کامل متن