技术前沿

数字式全景钻孔摄像系统是一套先进的智能型勘探设备。它集电子技术、视频技术、数字技术和计算机应用技术于一身，其主要的创新点在于全景图像的实现和数字技术的突破。全景图像是包含有三维信息的平面图像，它经过特定的光学变换而成。数字技术的应用使全景图像能被处理成各种各样的二维或三维图像的表现形式。更进一步，这样的数字处理也提供了对在图像上的地质信息和其它信息的准确量测和对结果的统计分析。
系统采用创新方式的光学结构设计，突破以往模拟方式钻孔成像技术的弊端，实现了全景技术和数字化技术。系统可同时观测到360°的孔壁全景情况，形成数字化的钻孔岩芯三维图像，可有效地协助地质资料的计算机统计、分析和处理。系统以其卓越的功能特点，特别是在结构面产状、形成平面图像和三维图像以及统计分析等方面，是传统方法无法比拟的。

       数字式全景钻孔摄像系统的基本原理是采用一种特定的光学变换，即截头的锥面反射镜，它实现了将360°钻孔孔壁图像反射成为平面图像。这种平面图像称为全景图像，由于钻孔呈圆柱状，这种全景图像则不失其三维信息。全景图像可以被位于该反射镜上部的摄像记录，经过这种光学变换，形成的全景图像呈环型状，它发生了扭曲变化，不易被直接观测。因此，一种将全景图像还原成原钻孔形状的逆变换是必要的，这种逆变换可以通过计算机算法来实现。为此，首先需要数字化全景图像，建立原钻孔与全景图像的变换关系，然后开发相应的软件，通过该软件，实现全景图像到平面展开图或虚拟钻孔岩芯图的同步显示。平面展开图是一幅包含一段完整(360°)钻孔孔壁的二维图像，就像孔壁沿北极垂直地被劈开，然后展开成平面。虚拟钻孔岩芯图是一幅三维图像，它是通过回卷平面展开图而成的一个柱状体，当观测点位于该柱状体的外部时，所观测到的就是虚拟钻孔岩芯图。与平面展开图相比，虚拟钻孔岩芯图提供了关于空间形状和位置的更逼真的信息。另外，虚拟钻孔岩芯图也可以通过软件进行旋转以观测其它不能同时看到的部分。
       系统软件除了逆变换算法外，还能提供对钻孔孔壁图像的数字分析和处理，从而
准确地获得孔内特征的定量信息，例如，结构面特征的倾向和倾角、裂隙的隙宽和某
些介质中的缺陷，比如破碎带、溶洞、溶蚀情况、地下暗河等等。
       系统通过对钻孔孔壁进行无扰动的原位摄像记录，直接对孔壁进行研究，避免了
钻孔取芯工程的扰动影响，比钻孔岩芯更能反映钻孔内的实际情况，得到的结果更加
可信和直观，解决了钻孔工程地质信息采集的完整性和准确性问题，使钻孔摄像技术
从以模拟方式下定性观察为主的钻孔电视模式下向前推进了一步，达到了钻孔摄像技
术的国际先进水平。