作者简介：刘维佳，女（2002-），本科在读，西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621000

摘 要：结合现阶段智能制造发展理念，为推进土木工程领域新发展，数字图像处理技术在土木工程领域的发展前景十分广阔。数字图像处理技术能广泛应用于土木工程结构安全、道路交通管理、桥梁结构监测、土壤侵蚀监测等领域，为土木工程领域提供了新的技术手段和方法。数字图像处理技术具有准确、可靠、高效等特点，可极大提高土木工程工作的效率和安全性。此外，数字图像处理技术对于土木工程领域的研究和探索也具有很大的价值和意义，未来也将继续为土木工程领域提供更加优秀的技术支持。

关键词：数字图像处理 土木工程 前景

引言

在土木工程领域，结构安全监测、交通流量监测、土壤侵蚀监测以及其他许多方面都需要对地面上的物体或结构进行观测和分析，如何准确、高效地获取结构的状态信息和某些物理特性，一直是工程界关注的焦点问题。随着数字图像处理技术的逐渐成熟和发展[1]，数字图像处理在土木工程领域中的应用也日益广泛，成为土木工程中的一项重要技术，推动了数字经济的发展。本文旨在系统地介绍数字图像处理技术在土木工程领域中的发展现状和应用，探究数字图像处理技术在土木工程领域中的优越性、不足之处以及未来发展趋势，为土木工程领域从事结构安全监测、交通流量监测、土壤侵蚀监测等科研人员提供参考和借鉴。

1 数字图像处理在土木工程领域的应用

数字图像处理是利用数字计算机对图像进行各种处理和分析的过程。其基本原理[2，3]是将图像转换成数字信号，通过各种算法对信号进行处理和分析，得到所需的图像信息。数字图像处理涉及到许多领域，包括图像获取、压缩、增强、分割、特征提取和识别等。数字图像处理在土木工程领域中的应用非常广泛，如利用数字相机对结构进行监测和评估、利用数字图像处理技术对岩土结构进行监测以及利用数字图像处理技术对交通流量进行监测等。其中最常见的应用包括图像增强、特征提取以及图像分割等。

此外，数字图像处理在土木工程领域中还有诸多优势。首先，数字图像处理能快速、准确地获取结构状态信息，从而提高结构的安全性和可靠性；其次，利用数字图像处理技术可以有效地提高工作效率，降低成本；并且，数字图像处理具有灵活性，能够适应各种不同的工程需求。

2 土木工程中数字图像处理技术的创新应用

在创新应用方面，数字图像处理技术可以运用到如下几个方面：1.建筑结构损伤诊断。通过数字图像处理技术，可以对建筑结构的损伤进行自动、准确的诊断，包括裂缝、变形等。例如，可以使用数字图像处理技术来提取建筑结构表面纹理信息，并通过图像处理算法来识别出结构损伤的位置和程度。2. 岩石力学测试。在土木工程中，岩石的力学性能是重要的研究领域之一。数字图像处理技术可以用于测量和分析岩石样品的形态、孔隙率、渗透性和变形等特征，以及岩石裂隙中的渗流情况。3.土壤湿度和PH监。数字图像处理技术可以用于测量土壤的湿度分布情况，利用数字相机拍摄土壤样品图像，然后通过图像处理算法计算图像中每个像素的亮度值，从而确定土壤湿度分布的情况。4. 在土壤侵蚀监测方面，可以使用数字图像处理技术来检测地形的变化和土壤侵蚀情况，例如神经网络算法和遥感图像分类算法可用于提取土地利用类型信息和土地退化情况。5.桥梁振动监测。数字图像处理技术可以用于桥梁振动的监测和分析，通过视频图像捕捉桥梁变形信息，进行特征提取和分析，可以得到桥梁的振动信息，以及桥梁结构的健康状态评估。6. 桥梁结构监测可以利用数字图像技术进行桥梁的监测和检测，如基础偏移、裂缝潜在性和整体形变变化等。

总之，数字图像处理技术在土木工程领域中的应用有着广泛的创新和可行性，将在未来得到更加深入的研究和应用。

3 数字图像处理技术在土木工程领域中的案例

3.1 以某公路桥梁结构监测为例

针对公路桥梁开展数字图像处理技术的监测应用，目前主要应用于桥梁损伤检测、桥梁位移监测、桥梁结构健康诊断，以及路面施工质量评价等领域。其中，桥梁损伤检测是重点研究方向之一。将数字图像处理技术应用于桥梁损伤检测的目的是通过对桥梁损伤进行监测和诊断，及时发现并解决桥梁存在的问题，提高桥梁的使用寿命和安全性。

首先，采集桥梁损伤的数字图像。通常采用的方法为在桥梁表面安装摄像机，进行数字图像的实时采集。图像处理步骤包括图像去噪、图像增强、边缘检测、特征提取等。针对桥梁结构中存在的缺陷，例如破损、龟裂、裂纹等[11]，可以通过图像处理分析得到桥梁的缺陷位置和大小，从而指导后续的桥梁维护和保养。

近年来，基于深度学习的方法也逐渐应用于桥梁损伤检测。深度学习网络具有优秀的特征提取和分类能力，在自然图像处理领域有广泛的应用。针对桥梁损伤检测，可以采用深度学习网络进行桥梁损伤的自动识别和分类。

3.2 以某混凝土监测为例

结合数字图像处理技术，可对建筑结构中的混凝土进行如下操作，从而提高建筑结构性能。1.数字图像处理技术可用于对混凝土表面进行质量评价[13]，如表面平整度、表面缺陷检测等。通过对图像进行分析处理，可以精确地定位和识别混凝土表面的缺陷，进而指导施工人员进行修补。2.该技术还可用于对混凝土结构中的裂缝进行自动检测和分类。这种技术可以大大提高混凝土结构裂缝检测的精度和效率，避免了传统方法中存在的误判问题。3.可以用于对混凝土结构的内部损伤进行非破坏性检测[14]。通过对混凝土表面图像的分析，来识别混凝土内部的损伤类型和程度，从而实现混凝土结构的健康监测和维护。

主要有以下几点优势。1.非破坏性检测.数字图像处理技术能够对混凝土结构进行非破坏性检测，避免了传统方法中可能会对混凝土结构造成的二次损伤。2.高效性和准确性。数字图像处理技术可以快速、准确地对混凝土结构进行检测和评价，大大提高了检测效率。3.自动化和智能化。数字图像处理技术可以实现混凝土结构检测的自动化和智能化，减少了人工干预，提高了检测的准确性和可靠性。4.数据化管理。数字图像处理技术可以将获取的数据进行存储和管理，从而为混凝土结构的健康监测和维护提供了可靠的依据。

4 数字图像处理技术在土木工程领域中的发展前景

总之，随着数字图像处理技术的不断发展和应用，它可以通过对数字图像进行处理提取出我们所需要的信息，同时具有较高的精度和可重复性，进一步完善了土木工程领域的质量控制管理体系。其在土木工程中的建筑结构安全检测、道路交通监测、桥梁结构监测和土壤侵蚀监测等多个方面的运用，也可以帮助工程师和专业人员更准确地检测土建工程的安全状况，保障施工及使用安全，提高土建工程质量与效率，为人们的生活和社会的发展带来更多保障和便利。

当前，数字图像处理技术在土木工程领域的应用还存在一些不足之处，例如对复杂情况下的图像处理要求高；对于部分复杂结构的分析和处理仍然有待加强；数字图像处理技术在信号噪声处理、光照影响等。我们可以从以下几方面进行展望和研究。1.研究算法优化。为实现更加精准的图像处理提供技术保障；2.针对土木工程领域中的新需求，开发出更加准确、高效的数字图像处理技术，如人工智能等新兴技术；3.加强数字图像处理技术在土木工程领域中的推广，积极开展示范工程及技术培训，提高相关专业人员的技能水平，使相关技术能得以更广泛应用。

总之，数字图像处理技术在土木工程领域中具有广阔的应用前景和发展空间。未来，我们还需进一步加强技术研究和应用推广，为数字图像处理技术在土木工程领域中的应用提供更好的支持和服务。

参考文献：

[1][1]张一帆.数字图像处理技术及其应用[J].无线互联科技，2022，19（10），108-109.

[2]李红俊，韩冀皖.数字图像处理技术及其应用[J].计算机测量与控制，2002，10（9），620-622.

作者简介：刘维佳，女（2002-），本科在读，西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621000