基于ADM-UNet的深部变质岩裂缝分割及其特征参数计算
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

太原理工大学矿业工程学院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

P314.2

基金项目:

国家自然科学基金联合重点项目(U24A2089);山西省自然科学(202303021211042,202303011222006);深地国家科技重大专项(2026ZD1013903)。


ADM-UNet-Based Fracture Segmentation and Feature Parameter Quantification for Deep Metamorphic Rocks
Author:
Affiliation:

College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    针对深部变质岩岩芯中裂缝细长及多干扰背景情况下,现有裂缝分割方法中存在目标检测能力差、边缘识别不完整及鲁棒性较低等问题,提出一种改进的ADM-UNet裂缝分割模型。该方法在U-Net架构上进行三方面改进,首先引入视觉状态空间模块(Visual State Space Block,VSS Block),提升细长裂缝连续性建模能力;在跳跃连接中嵌入多尺度注意力细节增强模块(Attention Detail Enhancement Module,ADEM),用于细化跳跃特征;在分辨率重建阶段使用可变形残差模块(Deformable Residual Block,DRB),改善裂缝细节在特征恢复过程的丢失问题。此外,针对识别得到的分割结果,设计了一种裂缝参数量化方法。研究结果表明,ADM-UNet在裂缝分割任务中平均交并比、精确率、召回率分别为83.87%、81.29%和87.24%。相较于基础的U-Net分别提升7.63%、6.64%、3.42%。该方法能够实现对深部变质岩岩芯裂缝的识别与参数定量表征,可为裂缝发育规律分析和深部裂缝型变质岩热储评价提供数据支撑。

    Abstract:

    To address the poor target detection, incomplete boundary recognition, and limited robustness of existing fracture segmentation methods for slender fractures in deep metamorphic rock cores under complex interference backgrounds, an improved ADM-UNet fracture segmentation model is proposed. This method makes three improvements based on the U-Net architecture. First, the Visual State Space Block (VSS Block) is introduced to improve the continuity modeling ability for slender fractures. A multi-scale Attention Detail Enhancement Module (ADEM) is embedded in the skip connections to refine skip features, and a Deformable Residual Block (DRB) is used in the resolution reconstruction stage to reduce the loss of fracture details during feature recovery. In addition, a fracture parameter quantification method is developed based on the segmentation results. Experimental results show that ADM-UNet achieves a mean Intersection over Union, precision, and recall of 83.87%, 81.29%, and 87.24%, respectively, representing improvements of 7.63, 6.64, and 3.42 percentage points over the baseline U-Net. The proposed method enables fracture recognition and quantitative parameter characterization of deep metamorphic rock cores and provides data support for fracture development analysis and the evaluation of deep fractured metamorphic geothermal reservoirs.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

卢禹辰,郤保平,何水鑫,等. 基于ADM-UNet的深部变质岩裂缝分割及其特征参数计算[J]. 科学技术与工程, , ():

复制
分享
相关视频

文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2026-06-12
  • 最后修改日期:2026-08-27
  • 录用日期:2026-09-09
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
×
关于抵制伪造参考文献学术不端行为的声明
关于规范使用生成式人工智能的声明
喜报|《科学技术与工程》3篇论文成功入选 “第二十八届中国科协年会影响力提名论文”
2026年会通知 | “技术经济学驱动智能经济生态构建与治理变革”——中国技术经济学会第三十三届学术年会(2026)会议通知暨征文启事(第一轮)
亟待确认版面费归属稿件,敬请作者关注