数字照相和图像处理技术是传统胶片成像和近代光电技术的结合产物，在1975年数码相机诞生至今的三十余年间得到了飞速发展和普及，带动了机器视觉、自动化、近景摄影测量等多个学科，形成了一套完整的学科体系，并以其高精度、低成本、自动化等优势得到了越来越广的应用。 本文将该技术应用到岩土工程中，主要研究了基于二维和三维数字图像的岩体节理精细描述方法。　　 首先对公路边坡裸露岩体和新奥法岩石隧道开挖掌子面等大面积岩体面为例，分别根据拍摄对象自身的特点选用相机、镜头、光源及其他辅助设备进行拍摄，获取具有一致性特征、易于实现自动化处理的岩体面图像。针对环境恶劣的在建新奥法岩石隧道掌子面拍摄困难的问题提出基于近红外照相技术的图像获取方法，在恶劣的环境条件下成功的拍摄得到了清晰的掌子面照片。　　 根据所获图像特征论述了与其相适应的图像预处理方法。根据识别目标对图像分辨率进行调整；根据相机标定所得内部参数校正镜头畸变；使用辅助参照物校正拍摄过程中的射影畸变，并得到校正后图像与实物的变换比例；通过图像平滑、灰度拉伸等算法对图像进行增强处理；对曝光不均匀图像进行均衡化处理。在预处理之后叙述了阈值分割、霍夫变换、线检测、边缘检测等图像分割方法的原理和应用。　　 对岩体节理和干扰项在图像上的表现形式进行分析，论述了基于人工神经网络节理识别方法的必要性和可行性。分别使用线检测和边缘检测方法对不同角度拍摄的岩体图像进行图像分割，分析分割结果中节理与干扰项特征在灰度和彩色图像空间中所表现出的差异，总结出14个线检测图像分割区间对应参数或18个边缘检测图像分割区间对应参数。建立三层BP人工神经网络模型，根据人工指定样本进行训练，并通过训练所得网络模型对图像分割结果进行节理识别，达到90％以上的识别率。进一步研究根据识别结果在图像上对节理迹长、间距、张开度等参数进行自动测量的方法。　　 针对二维图像上无法获取岩体节理产状信息等问题引入计算机视觉领域的双目三维重构方法。描述了基于立体像对的双目三维重构原理，考虑双目系统无法对远距离、大面积岩体进行精确重构的缺陷实现了基于单相机的双目三维重构系统。选用Sony a350单反数码相机及Sony20F2.8定焦镜头进行岩体面立体像对获取，为了在拍摄过程中固定相机内参锁定了定焦镜头的变焦环。使用双目三维重构系统根据边坡岩体面和岩石隧道掌子面立体像对分别进行重构得到岩体三维数字图像。　　 基于当前根据岩体三维数字图像进行节理产状测量的方法的不足，提出一种新的相机姿态获取方法，对该方法测量误差带来的节理产状测量误差进行分析，并在此基础上实现了岩体节理产状完全非接触测量。使用该方法对某边坡岩体节理产状进行测量，与地质罗盘测量结果进行比较确定该方法的测量误差，并通过对比证明该方法测量精度不亚于国外同类方法。　　 根据岩体面双面三维重构过程中能否充分提供相关参数提出基于岩体三维数字图像的分层工程应用，即辅助岩体分级、节理产状测量和辅助节理测量三个应用层次。辅助围岩分级仅需相机内参和岩体面立体像对；节理产状测量在此基础上还需要左（右）相机在世界坐标系下的姿态参数；辅助节理测量则还需引入三维数字图像与实际岩体的比例系数来完成。　　 最后，以江西石吉高速公路和福州长乐机场二期工程中三个工程实例对本文研究成果在实际工程中的应用方法进行说明。前两个算例侧重于二维图像处理、基于神经网络的节理识别和岩体RQD质量评价，第三个则使用双目系统对岩体面进行三维重构，进而自动进行节理测量、RQD质量评价和RMR系统下的半自动岩体等级划分。