构造物理模拟实验是研究地质构造的一种有效手段,是帮助地质学家研究构造变形过程和形成机制的重要方法。目前构造物理模拟实验变形程度多采用目视、直尺测量等定性方法,人为干扰因素多、测量精度低,无法定量获取地质剖面变形信息。本文对实验砂箱剖面图像进行研究,利用数字图像处理技术,进行剖面的定量检测与分析,主要工作如下:1.介绍了构造物理模拟实验装置相关部件,详细描述了机械系统和电气控制系统,根据系统的特点建立了图像自动化采集平台,利用计算机控制数码相机自动采集剖面图像,编程实现了控制软件,主要包括相机功能设置和图像数据处理模块。2.构造物理模拟实验剖面图像的特点是前景为染成黑色的砂粒,背景为普通砂粒,且背景中有大量的深色砂粒,颜色不均匀,导致图像标志线不清晰,不利于特征提取。本文在分析图像处理常用算法的基础上,通过对算法的比较,找出了适合本系统图像特点的相对有效的算法。首先比较了基于灰度变换和基于直方图的图像增强方法,采用了线性灰度变换的方法,在增强图像中标志线信息上得到了较好的效果。其次,在图像滤波环节,利用了一种新的小波域与空域相结合的方法对图像进行去噪处理,与其他传统滤波方法比较在去除图像点状噪声时达到了较好的效果,并且保存了图像的细节信息。3.灰度图像经过增强和滤波后转化为二值图像,二值图像并不理想,仍然存在噪声,因此本文采用改进的数学形态学方法,使用不同的结构元素进行开闭运算操作,去除了噪声得到了较理想的标志线图像。在图像标志线提取中运用曲线拟合的方法,连接地质图像曲线中的断裂部分,得到了平滑的地质曲线和曲线的拐点信息。研究表明,该图像检测系统具有定量化、检测精确的特点,是分析地质构造演化过程行之有效的手段,为地质学家进一步分析地质构造演化过程提供了精确的基础数据。