基于VTK的隧道围岩裂隙三维重建方法研究

摘要

裂隙参数是围岩稳定性分析的参考因素，为了实现围岩裂隙的可视化分析，该文提出一种基于可视化工具包VTK的围岩裂隙三维重建方法。首先将采集的隧道围岩图像使用OpenCV进行图像灰度化、降噪的预处理；其次运用Otsu法和形态学中的开运算进行图像分割处理，得到较为完整的围岩裂隙图；然后将VTK中传统的Marching Cubes算法采用中值法代替线性插值法计算等值点，并运用改进后的Marching Cubes算法对处理后的裂隙图像进行三维重建；最后将改进后的算法与原算法的三维模型重建速率进行对比。研究结果表明：(1)将VTK应用于隧道围岩裂隙的三维重建，可以得到较完整的裂隙三维模型，实现局部围岩裂隙的三维重建；(2)两种算法重建的裂隙三维模型效果无明显差别，但改进算法的三维模型重建速率提高了18%。

关键词

隧道围岩裂隙 / 图像处理 / VTK / 三维重建