地质编录是隧道施工中一种重要的过程安全与风险控制手段和必不可少的工作环节,地质素描是地质编录的核心内容,岩层裂隙特征识别分析则是地质素描与一般岩体结构的主要分析功能。为实现地质编录向计算机辅助作业和信息化管理的转变,提升隧道工程施工中地质编录的技术水平,本文针对隧道工程的施工特点,利用高效快速开发语言Delphi和组件式GIS二次开发工具Super Map Objects 2008,同时结合正摄影像测量理论,将数字图像处理、工程地质学、地理信息系统和程序设计等多学科交叉集成,旨在研究开发一个面向隧道开挖面产状与岩体结构特征识别分析的地质素描与岩体裂隙识别程序系统。本文研发的系统基于经过图像图形几何处理、校准和镶嵌后的隧道地质编录的展示图像,实现岩层产状地质编录信息的提取、编辑、运算一体化和岩体裂隙的识别分析,能够有效的提高隧道施工地质编录的工作质量。本文主要研究内容及成果如下:(1)通过文献归纳分析,阐述了基于数字照相的隧道开挖面的地质编录基本原理,明确了常见隧道洞型的平面展示图与三维工程空间的坐标映射关系及其转换方程式。(2)研究了岩层节理面走向、倾角等产状要素的计算原理并实现了基于GIS的隧道岩层产状的素描方法与计算。即通过人机交互方式在素描底图上画线、描点获取岩层节理面产状要素信息来实现半自动化的地质素描。(3)研究并编程实现了基于GIS矢量编辑功能与数字图像分析的岩体裂隙可视化表征方法。针对隧道开挖面或含有裂隙的岩体素描,通过计算岩体裂隙图像的分形维数来分析裂隙的分布特征,以进一步研究岩层或岩体的节理结构特征。(4)基于GIS二次开发平台,研制了隧道地质素描与岩体裂隙分析的可视化程序系统并进行了核心计算功能验证与初步工程应用。系统的主要功能包括工作空间创建、素描底图导入、图像关键点与构造线绘制、空间几何坐标转换与查询、岩层构造线产状计算、裂隙特征图像分析、地质素描计算结果的Excel与Word表格导出等。