Image processing technologies are proposed to quantify crack patterns. On the basis of the technologies, a software “Crack Image Analysis System” (CIAS) has been developed. An image of soil crack network is used as an example to illustrate the image processing technologies and the operations of the CIAS. The quantification of the crack image involves the following three steps: image segmentation, crack identification and measurement. First, the image is converted to a binary image using a cluster analysis method; noise in the binary image is removed; and crack spaces are fused. Then, the medial axis of the crack network is extracted from the binary image, with which nodes and crack segments can be identified.  Finally, various geometric parameters of the crack network can be calculated automatically, such as node number, crack number, clod area, clod perimeter, crack area, width, length, and direction. The thresholds used in the operations are specified by cluster analysis and other innovative methods. As are sult, the objects (nodes, cracks and clods) in the crack network can be quantified automatically. The software may be used to study the generation and development of soil crack patterns and rock fractures

چکیده

تکنولوژی های پردازش تصویر برای کمی سازی الگوهای تَرَک پیشنهاد شده اند.بر مبنای این تکنولوژیها، یک نرم افزار به نام "سیستم تحلیل تصویر ترک"(CIAS) ، توسعه داده شده است. همچنین تصویری از شبکه ترک خاک به عنوان مثالی برای تشریح تکنولوژی های پردازش تصویر و عملکرد CIAS، مورد استفاده قرار گرفته است. کمی سازی تصویر ترک شامل 3 مرحله است: بخش بندی تصویر، تشخیص ترک و سنجش. ابتدا تصویر با استفاده از روش تحلیل کلاستر به یک تصویر باینری تبدیل می شود.سپس نویز تصویر باینری حذف شده و فضای ترک ذوب می شوند. در ادامه محور میانی شبکه ترک از تصویر باینری، که بوسیله آن نودها و بخش های ترک قابل تشخیص هستند، استخراج می شود. سرانجام، پارامترهای جغرافیایی متعددی از شبکه ترک ، نظیر شماره نود، شماره ترک ، مساحت کلوخ، محیط کلوخ، مساحت ترک ، عرض، طول و جهت، می تواند به صورت اتوماتیک محاسبه شود. آستانه های مورد استفاده در عملیات بوسیله تحلیل کلاستر و سایر روش های مبتکرانه، مشخص می شود. در نتیجه، اشیاء(نودها، ترک ها ، کلوخ ها) در شبکه ترک ، می توانند به صورت اتوماتیک کمی شوند. امکان دارد از نرم افزار برای مطالعه تولید و توسعه الگوهای ترک خاک و شکستگی های سنگ، استفاده شود.

1-مقدمه

تحلیل کمی سازی الگوهای ترک یک جنبه مهم از مطالعه رفتار ترک خوردگی خاک ها  و سنگ ها است. شکل، اندازه، استحکام، اتصال و انشعاب الگوهای ترک، نه تنها با فشارها و کشش های تاریخی آنها در ارتباط است، بلکه پیامدهایی برای ثبات و عملکرد آتی آنها نیز دارد ( (Prestonetal.,1997; Tangetal.,2008). تعیین دستی متداول الگوهای ترک شامل دقت پایین، کارآیی پایین و خطاهای مصنوعی  است. در حالات خاص، الگوی ترک اصلی می تواند بوسیله فعالیت ها و تجهیزات انسانی خراب شود. این امر منجر معمولا منجر به خطاهای اندازه گیری زیادی می شود…