岩体中的地质现象存在着复杂性、不连续性及不确定性等客观因素,为隧道施工、桥梁设计、建筑质量检测、地下厂房建设等地质工程的设计与安全带来了严重的困难与挑战,如何准确探测地下岩体结构状态、提取精确的地质结构信息对解决各类岩土工程实施的问题具有重大实际意义。钻孔光学图像能够对钻孔孔壁的结构进行精细化描述,钻孔雷达能对钻孔区域进行全方位探测,二者作为钻孔成像技术,形成的图像具有一定的共同点,因此,很容易对这两种图像中的结构特征建立对应关系,将这两种数据融合对解决地下岩体结构精细探测问题具有重要的科学意义。本文结合了工程地质勘察中的钻孔摄像和钻孔雷达技术,寻找钻孔光学图像和雷达图像中典型地质特征的定性描述和定量表示,研究土质层、溶隙、裂隙等典型岩体结构的识别方法,实现典型岩体结构特征的自动识别和参数提取,提高钻孔摄像和钻孔雷达地质解译的精确性,以解决岩体力学与工程急需的深部岩体结构信息精确探测与获取问题,为岩石力学行为理论分析研究、工程设计、施工及地质灾害的分析、评估和防治提供更为可靠、更为准确的分析方法与手段。具体工作如下:1)分析钻孔光学图像中岩体内典型地质结构在HSV(Hue-Saturation-Value)颜色空间上的颜色特征,提出了一种基于颜色特征的钻孔光学图像岩体结构识别方法对土质层和溶隙进行自动识别与参数提取。2)对钻孔雷达图像中各种典型岩体结构的灰度纹理特征进行定性描述和定量表示。对于在雷达图像中反射特征为一条斜线的裂缝,首先对雷达图像进行预处理,采用了实验结果较好的非局部均值滤波去除噪声,采用Canny边缘检测使斜线特征更为清晰,再利用改进霍夫变换检测出斜线,然后提取出斜率从而得到结构面的参数。3)对于在钻孔雷达图像中反射形态不明显的地质结构,如溶隙和土质层,采用灰度共生矩阵对其进行分析,通过求取图像的灰度共生矩阵的能量、对比度、熵、相关性4个参数特征参数,发现对比度特征对地质结构的区分能力最强,并分析全孔雷达图像的对比度与反射系数,发现对比度与反射系数在地质分界面处的变化具有一致性,可作为检测岩体结构分界面的特征量。4)钻孔光学图像与雷达图像融合分析研究首先将钻孔光学图像中利用颜色特征对土质层识别的实验结果与雷达图像中利用灰度纹理识别土质层的结果进行对比分析、相互验证。然后对已有的正弦曲线的函数匹配算法进行了改进,对钻孔光学图像进行图像预处理和分割细化,突出增强结构面;融合钻孔雷达图像特征信息,确定正弦函数拟合参数,提高了岩体结构面识别和参数提取的准确度。5)结合钻孔雷达探测数据和钻孔光学成像数据,提出了一种新的介电常数估算方法。根据光学图像结构面角度确定的相对介电常数,本文提出了一种新的定义:“特征介电常数”。通过分析特征介电常数的变化,分析了不同地层的结构状态。