本书在苏北地区通过碳酸盐岩偏光显微图像分析法、传统碳酸盐岩研究方法中的岩溶室内模拟实验法进行苏北地区的岩溶对比研究，得到碳酸盐岩孔隙度等碳酸盐岩指标，在此基础上通过有穷自动机获得苏北地区的岩溶发育速度等岩溶指标；在利用图像分析法进行岩溶研究时，采取3D建模技术进行岩石孔隙度3D分布研究。在对比研究中，本项目以自然语言形式化的方式实现了多种研究方法的算法统一，确定了有穷自动机作为对比研究的基础算法。本书利用16S rDNA技术进行岩溶微生物研究，关注硝化菌、反硝化菌和硫化菌等微生物与苏北地区碳酸盐岩地层中的黄铁矿、长石等矿物，特别是苏北地区特有矿物，对当地碳酸盐岩地层中岩溶发育的影响，探讨了岩溶微生物对碳氮硫等物质循环过程的影响。本书利用三种研究方法的结果，相互对比相互分析进而建立起有效的有穷自动机进行苏北碳酸盐岩图像分析岩溶研究。本书的研究方法有良好的可重复性，对其他碳酸盐岩地区有良好的借鉴意义。

　　《苏北碳酸盐岩图像分析研究》：
　　碳酸盐岩的偏光显微图像在完成黑白二值化阈值处理后，应进行碳酸盐岩玻片的孔隙度计算，即使用双循环统计碳酸盐岩的黑白二值化图像中黑色像素点的个数，除以黑白二值化图像的像素点总数。碳酸盐岩的黑白二值化图像的像素点总数的获得很容易，这里不多做解释。但碳酸盐岩的黑白二值化的黑色像素点统计，则需要进行碳酸盐岩黑白二值化图像的形态学处理，用碳酸盐岩的黑白二值化图像的腐蚀与膨胀进行计算。这是为了在碳酸盐岩图像分析岩溶研究中进一步明确碳酸盐岩偏光显微图像中代表孔隙的像素点集合的边界，以利于准确地统计碳酸盐岩黑白二值化图像中代表碳酸盐岩孔隙的黑色像素点的总数。在对碳酸盐岩的黑白二值化阈值图像进行图像腐蚀或图像膨胀操作后，碳酸盐岩的黑白二值化图像会产生一定的变化，有时研究人员裸眼就可以发现图像腐蚀或图像膨胀的效果，这是正常的。在对碳酸盐岩的黑白二值化阈值图像进行图像腐蚀或图像膨胀操作时，一般都会使用网上源代码的开源函数来编程实现。对这些开源函数要做好代码审计，既要符合图像腐蚀与图像膨胀的编程需要，也不能与碳酸盐岩的偏光显微图像的有穷自动机映射算法相冲突，这一点非常重要。
　　碳酸盐岩的偏光显微图像在转换为黑白二值化图像后，碳酸盐岩玻片上的孔隙分布实际上对研究人员而言已经很清楚。但如何在碳酸盐岩的黑白二值化图像上勾勒出碳酸盐岩玻片上的孔隙分布界线是比较复杂的。碳酸盐岩的黑白二值化图像的黑色像素点，往往呈岛状分布，在岛状的黑色像素点中又混有白色的像素点，如何找到岛状的黑色像素点的最外侧像素点并以此勾勒出碳酸盐岩玻片的黑白二值化图像的孔隙分布图，并不是项容易通过编程实现的工作。岛状的黑色像素点中混杂的白色像素点大大增加了孔隙边界勾勒的难度。网上有开源的黑白二值化图像边界勾勒函数，但这些函数引入碳酸盐岩图像分析岩溶研究后的效果并不理想，很多碳酸盐岩的黑白二值化图像在边界勾勒后的图像再次计算碳酸盐岩孔隙度，与利用黑白二值化图像的黑色像素点个数方式计算的碳酸盐岩孔隙度有较大的差异，说明这些边界勾勒的开源代码是需要进一步改进的。在将碳酸盐岩的黑白二值化图像转成8-BIT图像后，使用勾边软件自带的圆圈边界勾勒功能，可以快速形成碳酸盐岩的孔隙边界图像。因此，在苏北碳酸盐岩地区的图像分析岩溶研究中，广泛使用了勾边软件进行碳酸盐岩的黑白二值化图像的孔隙边界勾勒。
　　碳酸盐岩图像分析岩溶研究中，一般以碳酸盐岩的黑白二值化图像中黑色像素点占总像素点数的百分比作为碳酸盐岩的孔隙度，一般将碳酸盐岩的黑白二值化图像的边界勾勒结果作为对比参考依据和碳酸盐岩玻片上孔隙分布的位置依据。在和基于TCRM获得的碳酸盐岩孔隙度进行对比时，要先按照对比数量级，看看两种方法得到的碳酸盐岩孔隙度是不是在一个数量级上。再对比不同时期采集的碳酸盐岩样本试件的碳酸盐岩孔隙度比值是不是在一个数量级上。只有当碳酸盐岩的孔隙度值本身和孔隙度比值都接近时，才能说明碳酸盐岩图像分析岩溶研究的结果是正确可信的。当碳酸盐岩的孔隙度值本身和孔隙度比值有一个以上是不接近的，说明碳酸盐岩图像分析岩溶研究的结果和基于碳酸盐岩的TCRM研究结果有比较大的差距，要仔细分析研究两种研究方法结果差异产生的原因。一般而言，此时应当进行碳酸盐岩图像分析岩溶研究的算法迭代，算法迭代要坚持由小及大的原则，即从碳酸盐岩的黑白二值化处理的阈值入手，先判断图像分析岩溶研究得到的孔隙度偏大还是偏小，在此基础上分析阈值应该调大还是调小。然后分析上级有穷自动机的算法映射中的算子设置，将算子设置向结果偏大或偏小调整，从而重新得到新的算法映射的结果，即新的碳酸盐岩的黑白二值化图像处理的新阈值。
　　碳酸盐岩图像分析岩溶研究需要程序员的服务实现编程工作，这不可避免地要在碳酸盐岩图像分析岩溶研究的研究团组中使用以高年级本科生和硕士研究生为主的学生程序员。学生程序员能稳定提供编程服务的时间很有限，硕士研究生扣除研学分累积时间和研三毕业环节，能有效进行编程的时间一般不会超过10个月；高年级本科生能稳定提供编程服务的时间更短。因此，在碳酸盐岩图像分析岩溶研究的研究团组中，必须接受学生程序员经常变换的事实，要想办法解决这一问题而不是一味地抱怨。既然高年级本科生能够提供服务的时间很短，那么就要注意人员的筛选，尽量选择优秀的、已经掌握了基本碳酸盐岩图像处理能力的高年级本科生加入研究团组。在碳酸盐岩图像分析岩溶研究中，研究团组中的教师必须作为一线程序员参与，这样才能解决人员频繁变动带来的程序开发管理难题。此外，在程序开发中必须尽可能规范软件的开发流程，加强文档和代码注释的管理，教师程序员必须能够看懂全部代码。在碳酸盐岩图像分析岩溶研究中，尽量发挥学生程序员的传帮带作用，使软件开发工作保持稳定。
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第1章 绪论
1．1 研究的意义
1．2 国内外研究现状
1．3 研究立意
1．4 研究创新点

第2章 研究内容与研究目标
2．1 研究内容
2．2 研究目标
2．3 拟解决的关键科学问题

第3章 研究方法与实验手段
3．1 研究方案
3．2 技术路线
3．3 实验手段
3．4 关键技术
3．5 可行性分析
3．6 工作条件

第4章 研究结果
4．1 研究结果概论
4．2 图像分析法研究结果
4．3 基于TCRM的碳酸盐岩研究结果
4．4 16SrDNA法研究结果

第5章 讨论与分析
5．1 图像分析法是否能得到TCRM的验证
5．2 图像分析岩溶研究的研究结果是否都和TCRM的研究结果一致
5．3 是否可以利用TCRM进行图像分析算法的迭代？
5．4 本研究是否可以用于其他地区

第6章 结论
6．1 本研究的特色与创新之处
6．2 研究结论

参考文献