视电阻率断面图的三维重建
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（桂林电子科技大学 信息与通信学院，广西 桂林 541004）
摘 要：针对传统的矿井瞬变电磁探测大多以二维视电阻率断面等值线图显示，难以对低阻异常的空间位置及分布范
围做出准确的判断，提出一种二维视电阻率断面等值线图的三维重建方法。首先利用阈值分割原理将电阻率断面图的低阻
异常区与其他区域分开，然后通过体绘制方Fra Baidu bibliotek实现低阻异常区域的三维图像显示。实验结果表明，三维重建能够有效显示
涌水预警技术研究；广西自然科学基金（TEM2013GXNSFAA019327）：基于全空间 TEM 的矿井透水预警关键技术研究；桂林电子科技大
学研究生教育创新计划资助项目（2016YJCX78）：井下槽波地震信号检测技术研究
Project Supported by National Natural Science Foundation of China （61362020）：Research on Key Technologies of Early⁃warning to Flood Acci⁃
WANG Guofu，LONG Qin，WANG Xiaohong，ZHANG Faquan，YE Jincai
（School of Information and Communication，Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China）
Abstract：The traditional mine transient electromagnetic detection results are displayed in the mode of isogram of two ⁃ dimensional apparent resistivity section diagram，which is difficult to accurately judge the spatial position and distribution range of low resistivity anomaly. For this problem，a three ⁃ dimensional reconstruction method of two ⁃ dimensional apparent resistivity section isogram is proposed. The threshold segmentation principle is used to separate the low resistivity anomaly area from other areas，and then the volume rendering method is used to realize the three⁃dimensional image display of low resistivity anomaly area. The experimental results show that the three⁃dimensional reconstruction method can display the variation characteristics of vertical apparent resistivity effectively，and improve the judgment accuracy for the spatial position with low resistivity abnormal body.
2018 年 4 月 1 日 第 41 卷第 7 期
现代电子技术 Modern Electronics Technique
DOI：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2018.07.009
Apr. 2018 Vol. 41 No. 7
33
视电阻率断面图的三维重建
王国富，龙 琴，王小红，张法全，叶金才
向断面的阻值特征，但无法清晰地显示垂向延展面上的 视 电 阻 率 特 征 分 布 情 况 [6]，难 以 准 确 地 判 断 出 异 常 体 的 空间位置及分布范围，特别是垂直方向上的异常体变化 特 征 ，因 此 ，三 维 立 体 的 显 示 出 低 阻 体 不 仅 有 利 于 确 定 矿井中含水体结构的垂直特征，而且有利于物探人员的 观察。
0引言
近些年发生的煤矿安全事故大都造成众多的工人 伤 亡 及 巨 大 的 经 济 损 失 [1]，其 中 含 水 低 阻 结 构 体 的 存 在 是造成矿井灾害的主要因素。矿井瞬变电磁法 因 [2] 其对 低 阻 体 敏 感 ，具 有 较 好 的 探 测 方 向 ，易 携 带 等 特 性 而 被 广泛地用于探测矿井中的含水结构体 。 [3⁃5] 然而，传统的 矿井瞬变电磁探测结果大部分以二维视电阻率等值线 断面图的形式解释，二维等值线图能够较清楚地显示横
Keywords：apparent resistivity section diagram ； mine transient electromagnetic detection； threshold segmentation； 3D reconstruction；isogram；volume rendering
三维重建技术在医学及工业领域已得到广泛应用， 医学中常用三维重建技术对人体扫描得到的 CT 图像进 行处理[7]，由此可以立体地观察人体器官、骨骼、血管等，
收稿日期：2017⁃04⁃13
修回日期：2017⁃06⁃20
基金项目：国家自然科学基金（61362020）：基于井下全空间 TEM 的透水预警关键技术研究；国家自然科学基金（61102115）：基于 ULF 信号的矿井
垂向视电阻率的变化特征，提高了对低阻异常体空间位置的判定。
关键词：视电阻率断面图；矿井瞬变电磁探测；阈值分割；三维重建；等值线；体绘制
中图分类号：TN911.7⁃34
文献标识码：A
文章编号：1004⁃373X（2018）07⁃0033⁃03
Three⁃dimensional reconstruction of apparent resistivity section diagram
摘 要：针对传统的矿井瞬变电磁探测大多以二维视电阻率断面等值线图显示，难以对低阻异常的空间位置及分布范
围做出准确的判断，提出一种二维视电阻率断面等值线图的三维重建方法。首先利用阈值分割原理将电阻率断面图的低阻
异常区与其他区域分开，然后通过体绘制方Fra Baidu bibliotek实现低阻异常区域的三维图像显示。实验结果表明，三维重建能够有效显示
涌水预警技术研究；广西自然科学基金（TEM2013GXNSFAA019327）：基于全空间 TEM 的矿井透水预警关键技术研究；桂林电子科技大
学研究生教育创新计划资助项目（2016YJCX78）：井下槽波地震信号检测技术研究
Project Supported by National Natural Science Foundation of China （61362020）：Research on Key Technologies of Early⁃warning to Flood Acci⁃
WANG Guofu，LONG Qin，WANG Xiaohong，ZHANG Faquan，YE Jincai
（School of Information and Communication，Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China）
Abstract：The traditional mine transient electromagnetic detection results are displayed in the mode of isogram of two ⁃ dimensional apparent resistivity section diagram，which is difficult to accurately judge the spatial position and distribution range of low resistivity anomaly. For this problem，a three ⁃ dimensional reconstruction method of two ⁃ dimensional apparent resistivity section isogram is proposed. The threshold segmentation principle is used to separate the low resistivity anomaly area from other areas，and then the volume rendering method is used to realize the three⁃dimensional image display of low resistivity anomaly area. The experimental results show that the three⁃dimensional reconstruction method can display the variation characteristics of vertical apparent resistivity effectively，and improve the judgment accuracy for the spatial position with low resistivity abnormal body.
2018 年 4 月 1 日 第 41 卷第 7 期
现代电子技术 Modern Electronics Technique
DOI：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2018.07.009
Apr. 2018 Vol. 41 No. 7
33
视电阻率断面图的三维重建
王国富，龙 琴，王小红，张法全，叶金才
向断面的阻值特征，但无法清晰地显示垂向延展面上的 视 电 阻 率 特 征 分 布 情 况 [6]，难 以 准 确 地 判 断 出 异 常 体 的 空间位置及分布范围，特别是垂直方向上的异常体变化 特 征 ，因 此 ，三 维 立 体 的 显 示 出 低 阻 体 不 仅 有 利 于 确 定 矿井中含水体结构的垂直特征，而且有利于物探人员的 观察。
0引言
近些年发生的煤矿安全事故大都造成众多的工人 伤 亡 及 巨 大 的 经 济 损 失 [1]，其 中 含 水 低 阻 结 构 体 的 存 在 是造成矿井灾害的主要因素。矿井瞬变电磁法 因 [2] 其对 低 阻 体 敏 感 ，具 有 较 好 的 探 测 方 向 ，易 携 带 等 特 性 而 被 广泛地用于探测矿井中的含水结构体 。 [3⁃5] 然而，传统的 矿井瞬变电磁探测结果大部分以二维视电阻率等值线 断面图的形式解释，二维等值线图能够较清楚地显示横
Keywords：apparent resistivity section diagram ； mine transient electromagnetic detection； threshold segmentation； 3D reconstruction；isogram；volume rendering
三维重建技术在医学及工业领域已得到广泛应用， 医学中常用三维重建技术对人体扫描得到的 CT 图像进 行处理[7]，由此可以立体地观察人体器官、骨骼、血管等，
收稿日期：2017⁃04⁃13
修回日期：2017⁃06⁃20
基金项目：国家自然科学基金（61362020）：基于井下全空间 TEM 的透水预警关键技术研究；国家自然科学基金（61102115）：基于 ULF 信号的矿井
垂向视电阻率的变化特征，提高了对低阻异常体空间位置的判定。
关键词：视电阻率断面图；矿井瞬变电磁探测；阈值分割；三维重建；等值线；体绘制
中图分类号：TN911.7⁃34
文献标识码：A
文章编号：1004⁃373X（2018）07⁃0033⁃03
Three⁃dimensional reconstruction of apparent resistivity section diagram