影像处理应用于河床粒径分布之研究 - taiwan water conservancy.pdf

臺灣水利　第 57 卷　第 2 期 Journal of Taiwan Water Conservancy 民國 98年 6 月出版 Vol. 57, No. 2, June 2009 影像處理應用於河床粒徑分佈之研究 Image Processing for Estimating Grain-Size Distribution * 鍾　昌　翰 張　斐　章 HANG ANN ONG I OHN HANG C -H J F -J C 國立台灣大學生物環境系統工程學系 國立台灣大學生物環境系統工程學系 碩士班研究生 教　授 摘　　　　　要 河床質調查最重要目的在於河床粒徑分佈資訊，ㄧ般傳統河床質調查有體積、網格、 面積法等，目前水利界常用的為體積法，此法工作量龐大，費時費力，往往需要許多的人 力、物力投入；近年來照相與影像處理技術進步神速，於辨別與量測方面良好表現可作為 量測河床粒徑強大的工具；本研究以固定面積拍攝所得影像，透過製作標誌(marker)抑制 分水嶺轉換法(watershed transform)過度切割的缺點為基礎，提出四個主要步驟：(1)影 像預處理，(2)標誌製作，(3)影像切割，(4)測量最大短軸；我們以台灣北部景美溪所採 樣的石頭帶回實驗室隨機排列，並拍攝影像進行分析，藉由上述方法，推算其所得個數及 粒徑百分比累積曲線，與實驗室篩分析所得個數及粒徑百分比累積曲線相比有良好的結 果，可作為後續研究之參考及快速研判河床粒徑分佈之用。 關鍵詞 ： 影像處理，河床粒徑，類神經網路，分水嶺轉換。 ABSTRACT The measurement techniques of river materials are mainly to get surface grain-size distribution information. There are several traditional measurement techniques, such as volume, grid, and area measurement methods. Among them, the volume measurement method is the most common method used by the Hydraulics, but this method needs a huge workload, time and energy. Image analysis techniques have been shown to work well in identifying and measuring particles, consequently they can be powerful tools for measuring the grain size distributions. In this paper we present a rapid image-processing-based procedure for the measurement of exposed fluvial gravels, defining the steps required to min