基于SAM & ImageJ图像处理的堆石混凝土坝层面露石率研究

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：安宇，徐小蓉，尹志刚，金峰，张喜喜

单位：（1.长春工程学院水利与环境工程学院,2.华北电力大学水利与水电工程学院,3.清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室,4.四川西沐建信科技有限公司

摘要：堆石混凝土坝层面的外露块石为上下层提供了重要的啮合作用，其投影面积比例是科学评价层间抗剪性能的重要指标。采用国际最新Meta AI模型segment anything model（SAM）对层面外露堆石进行自动图像分割，并基于ImageJ软件对SAM识别后的图片进行再加工与图像计算，利用平滑、差分算法、中值滤波等方法精准标定外露堆石，二值化后计算得到层面露石率。结果表明：SAM图像预分割可识别约90%的外露堆石，经过ImageJ二次图像处理后可有效提高小粒径堆石的识别精度，对比手动标注结果误差在±3%以内。以贵州省两座水库的工程应用为例，对浇筑仓面进行分区预处理，结果发现靠近上游、中部、下游不同区域的露石率差别较大，计算得到的层面露石率以10%～30%居多，其中堆石入仓运输通道区域的露石率较低。研究内容与结论可为堆石混凝土结构层间界面抗剪力学性能和大坝蓄水安全稳定的研究提供参考与借鉴。

关键词：堆石混凝土坝,segment anything model (SAM),图像处理技术,露石率,层间抗剪性能

基金资助：国家自然科学基金重点项目(52039005); 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室开放基金项目(sklhse-2022-C-03)