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申请/专利权人：山东大学

摘要：本发明公开了一种基于高光谱成像技术的隧道围岩变形监测方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取隧道围岩的成像高光谱数据，并对高光谱数据进行预处理，得到光谱信息；将光谱信息输入到光谱识别模型中进行矿物信息识别，生成矿物填图n；重复上述步骤，得到矿物填图n+1；利用形函数描述矿物填图n+1中目标子区域相对于矿物填图n中参考子区域的变形程度，得到围岩变形信息；本发明通过成像高光谱技术实时监测围岩，对每个像素点的数据进行光谱匹配，将矿物分布情况进行地图绘制。通过分析矿物填图，借助矿物的形状、位置和排列的变化来反映岩石的变形效果，进而实现对围岩的变形情况进行监测。

主权项：1.一种基于高光谱成像技术的隧道围岩变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取隧道围岩的成像高光谱数据，并对高光谱数据进行预处理，得到光谱信息；所述隧道围岩的成像高光谱数据包括：通过高光谱相机的两个传感器分别获取的围岩近红外-短波红外光谱信息和围岩热红外光谱信息，然后对两个传感器获取的信息进行重采样；将光谱信息输入到光谱识别模型中进行矿物信息识别，生成矿物填图n；矿物填图通过以下方式得到：将光谱识别模型识别的不同的矿物用不同的颜色标记在图像上，生成矿物填图；重复上述步骤，得到矿物填图n+1；对矿物填图采用边缘检测算法进行增强矿物轮廓线，所述边缘检测算法采用Sobel、Prewitt或Canny边缘检测算法；利用形函数描述矿物填图n+1中目标子区域相对于矿物填图n中参考子区域的变形程度，得到围岩变形信息；包括：从矿物填图n图像中提取特征，这些特征为图像中的关键点、边缘或拐点，将其作为待测点P0；在矿物填图n图像中，以待测点P0为中心点，选取对应尺寸为N*N的区域作为参考子区域，并对子区域的局部特征进行数值描述；利用参考子区域的特征描述，在矿物填图n+1图像中寻找与参考子区域最相似的区域，进行匹配，找到最相似的部分，该部分即为目标子区域，是待测点在状态n+1中的对应位置；基于目标子区域，通过形函数量化待测点相对于参考点的形变；利用形函数的计算结果，分析和描述目标图像相对于参考图像的形状差异，从而得到围岩形变的描述；在矿物填图n图像中重复上述操作，找到下一个待测点P1，进行相关匹配，进而计算获得对应兴趣区域的全场应变信息，得到围岩变形信息。

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