OBIEKTÓW W PRZESTRZENI TRÓJWYMIAROWEJ PRZY WYKORZYSTANIU METOD ANALIZY I PRZETWARZANIA OBRAZÓW CYFROWYCH DO ZASTOSOWAŃ GEOLOGICZNO GÓRNICZYCH

Podobne dokumenty
Recenzja dysertacji doktorskiej mgr inż. Krzysztofa Oleszko 1. Podstawa wykonania recenzji 2. Wstęp

Problematyka budowy skanera 3D doświadczenia własne

tel. (+4861) fax. (+4861)

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Jarosława Błyszko

Temat: kruszyw Oznaczanie kształtu ziarn. pomocą wskaźnika płaskości Norma: PN-EN 933-3:2012 Badania geometrycznych właściwości

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Bartosza Rymkiewicza pt. Społeczna odpowiedzialność biznesu a dokonania przedsiębiorstwa

Nowoczesne narzędzia obliczeniowe do projektowania i optymalizacji kotłów

POMIAR GRANULACJI SUROWCÓW W MINERALURGII PRZY UŻYCIU NOWOCZESNYCH ELEKTRONICZNYCH URZĄDZEŃ POMIAROWYCH

Laboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej

RECENZJA. rozprawy doktorskiej Pana mgr inż. MICHAŁA KUBECKIEGO. formierskich z żywicami furanowymi"

RECENZJA. 1. Ogólna charakterystyka rozprawy

Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica al. Mickiewicza Kraków

Ogólny zarys koncepcji rachunku ABC w kopalni węgla kamiennego

Automatyczne tworzenie trójwymiarowego planu pomieszczenia z zastosowaniem metod stereowizyjnych

Opinia o pracy doktorskiej pt. Damage Identification in Electrical Network for Structural Health Monitoring autorstwa mgr inż.

TELEDETEKCJA Z ELEMENTAMI FOTOGRAMETRII WYKŁAD IX

TYTUŁ Pomiar granulacji surowców w mineralurgii przy użyciu nowoczesnych elektronicznych urządzeń pomiarowych.

ScrappiX. Urządzenie do wizyjnej kontroli wymiarów oraz kontroli defektów powierzchni

Spis treści. Wykaz ważniejszych symboli i akronimów... 11

Nowa metoda pomiarów parametrów konstrukcyjnych hełmów ochronnych z wykorzystaniem skanera 3D

Opinia o pracy doktorskiej pt. On active disturbance rejection in robotic motion control autorstwa mgr inż. Rafała Madońskiego

PhoeniX. Urządzenie do wizyjnej kontroli wymiarów oraz kontroli defektów powierzchni

SPIS TREŚCI STRESZCZENIE...8 SUMMARY...9 I. WPROWADZENIE... 10

Metody oceny stanu zagrożenia tąpaniami wyrobisk górniczych w kopalniach węgla kamiennego. Praca zbiorowa pod redakcją Józefa Kabiesza

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA METODĄ SZPILEK I ZA POMOCĄ MIKROSKOPU

ANALIZA ROZDRABNIANIA WARSTWOWEGO NA PODSTAWIE EFEKTÓW ROZDRABNIANIA POJEDYNCZYCH ZIAREN

TELEDETEKCJA Z ELEMENTAMI FOTOGRAMETRII WYKŁAD 10

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Pradeep Kumar pt. The Determinants of Foreign

efekty kształcenia dla kierunku studiów WIEDZA

UCHWAŁA nr 124/2009 Rady Wydziału Gospodarki Regionalnej i Turystyki UNIWERSYTETU EKONOMICZNEGO WE WROCŁAWIU z dnia 27 marca 2009 r.

Karolina Żurek. 17 czerwiec 2010r.

RECENZJA ROZPRAWY DOKTORSKIEJ

Podrozdziały te powinny zawierać informacje istotne z punktu widzenia przyjętego celu pracy

Wstęp do fotografii. piątek, 15 października ggoralski.com

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

dr hab. inż. Jacek Dziurdź, prof. PW Warszawa, r. Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechnika Warszawska

Recenzja mgr Anny ŚLIWIŃSKIEJ Ilościowa ocena obciążeń środowiskowych w procesie skojarzonego wytwarzania metanolu i energii elektrycznej

Recenzja Pracy Doktorskiej

1. Podstawa prawna oraz kryteria przyjęte do oceny rozprawy doktorskiej

OPRACOWANIE TECHNOLOGII ZGAZOWANIA WĘGLA DLA WYSOKOEFEKTYWNEJ PRODUKCJI PALIW I ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Streszczenie rozprawy doktorskiej MODEL FUNKCJONOWANIA GOSPODARKI KREATYWNEJ W PROCESIE WZROSTU GOSPODARCZEGO

Gdańsk, 10 czerwca 2016

Zbigniew Figiel, Piotr Dzikowicz. Skanowanie 3D przy projektowaniu i realizacji inwestycji w Koksownictwie KOKSOPROJEKT

Gdynia, dr hab. inż. Krzysztof Górecki, prof. nadzw. AMG Katedra Elektroniki Morskiej Akademia Morska w Gdyni

Załącznik 2 do uchwały nr 42/2015 Rady Wydziału Ekonomii Uniwersytetu Rzeszowskiego z dnia 17 września 2015 r.

Cele pracy Badania rozsyłu wiązek świetlnych lamp sygnałowych stosowanych we współczesnych pojazdach samochodowych Stworzenie nowego ćwiczenia laborat

Załącznik nr 1 do Zapytania ofertowego: Opis przedmiotu zamówienia

WYMOGI STAWIANE PRACOM DYPLOMOWYM

RECENZJA ROZPRAWY DOKTORSKIEJ

Laboratorium LAB1. Moduł małej energetyki wiatrowej

Technologia Materiałów Drogowych ćwiczenia laboratoryjne

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Malgorzaty Grzeszczuk-Gniewek pt. Systemy

WARUNKI OPTYMALIZACJI TECHNOLOGII ROBÓT STRZAŁOWYCH W ODKRYWKOWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

Analiza stateczności zbocza

Uchwała Rady Wydziału nr 34 z dnia 3 czerwca 2013 roku w sprawie przeprowadzenia postępowania habilitacyjnego dr inż. Pawła Kosakowskiego

Temat ćwiczenia: Zasady stereoskopowego widzenia.

Ocena jakości i prawidłowości docieplenia budynku metodą termowizyjną

Cel i zakres ćwiczenia

KAMIKA Instruments PUBLIKACJE. TYTUŁ Pomiar kształtu i uziarnienia mikrosfer. AUTORZY Stanisław Kamiński, Dorota Kamińska, KAMIKA Instruments

dr inż. Paweł Strzałkowski

Wymogi stawiane pracom dyplomowym na Wydziale Biznesu, Finansów i Administracji

MatliX + MatliX MS. Urządzenie do wizyjnej kontroli wymiarów oraz kontroli defektów powierzchni

ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z KONSTRUKCJI METALOWCH. Ć w i c z e n i e H. Interferometria plamkowa w zastosowaniu do pomiaru przemieszczeń

Grupa: Elektrotechnika, Studia stacjonarne, II stopień, sem. 1. wersja z dn Laboratorium Techniki Świetlnej

DZIAŁ I OZNACZENIE INSTYTUTU

Informacja o trybie przeprowadzania przewodu doktorskiego w Instytucie Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk w Krakowie:

WYMOGI STAWIANE PRACOM MAGISTERSKIM

PROPOZYCJA PRZEDMIOTÓW WYBIERALNYCH W SEMESTRZE III DLA STUDENTÓW STUDIÓW STACJONARNYCH (CYWILNYCH) nabór 2007 Kierunek MECHANIKA I BUDOWA MASZYN

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI 1

ZB nr 5 Nowoczesna obróbka mechaniczna stopów magnezu i aluminium

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Paweł Pełczyński ppelczynski@swspiz.pl

Szczegółowe zasady procesu dyplomowania oraz zakres i forma egzaminu dyplomowego na Wydziale Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej

DOKŁADNOŚĆ POMIARU DŁUGOŚCI

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

Promotorem rozprawy jest prof. dr hab. inż. Barbara Białecka, prof. GIG, a promotorem pomocniczym dr inż. Jan Bondaruk GIG.

STRESZCZENIE. rozprawy doktorskiej pt. Zmienne jakościowe w procesie wyceny wartości rynkowej nieruchomości. Ujęcie statystyczne.

Spółka z o.o. UCZESTNICY WARSZTATÓW: Lekarze rezydenci i specjaliści, technicy w pracowniach diagnostycznych i histopatologicznych

a) Szczegółowe efekty kształcenia i ich odniesienie do opisu efektów

Sposób wykonania ćwiczenia. Płytka płasko-równoległa. Rys. 1. Wyznaczanie współczynnika załamania materiału płytki : A,B,C,D punkty wbicia szpilek ; s

Tematy zajęć realizowanych w pracowni LUCEMIUM II

Autoreferat Rozprawy Doktorskiej

Process Analytical Technology (PAT),

Najczęściej popełniane błędy w procesie walidacji metod badawczych

Mariusz CZOP. Katedra Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej AGH

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Olgi Andrzejczak. pt. Badania osadu czynnego z zastosowaniem technik cyfrowej analizy obrazu mikroskopowego

SquezeeX. Urządzenie do wizyjnej kontroli wymiarów oraz kontroli defektów powierzchni

Najnowsze rozwiązania stosowane w konstrukcji wirówek odwadniających flotokoncentrat i ich wpływ na osiągane parametry technologiczne

R E C E N Z J A. 1. Podstawa formalna.

2. Wyznaczenie środka ciężkości zwałowiska zewnętrznego

Tytuł rozprawy: Prof. dr hab. inż. Jerzy Michalski Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Inżynierii Produkcji

Projekt rejestratora obiektów trójwymiarowych na bazie frezarki CNC. The project of the scanner for three-dimensional objects based on the CNC

Moduły kształcenia. Efekty kształcenia dla programu kształcenia (kierunku) MK_06 Krystalochemia. MK_01 Chemia fizyczna i jądrowa

Ocena rozprawy doktorskiej. Mgr Pauliny Smyk pt.: Wpływ wybranych ksenobiotyków na zmiany parametrów

KAMERA AKUSTYCZNA NOISE INSPECTOR DLA SZYBKIEJ LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ HAŁASU

Regulamin wysuwania kandydatur do nagród na Wydziale Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

2.2 Opis części programowej

Laboratorium optycznego przetwarzania informacji i holografii. Ćwiczenie 6. Badanie właściwości hologramów

Dr hab. inż. Kazimierz Jagieła, prof. ATH Częstochowa, Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej RECENZJA

Transkrypt:

Doc. Ing. Jiří Ščučka, Ph.D. Ostrava, 21 stycznia 2016 Instytut Geoniki Czeskiej Akademii Nauk Studentská 1768 Ostrava-Poruba, Republika Czeska e-mail: jiri.scucka@ugn.cas.cz RECENZJA Rozprawy doktorskiej mgr inż. Krzysztofa Oleszko ODWZOROWANIE OBIEKTÓW W PRZESTRZENI TRÓJWYMIAROWEJ PRZY WYKORZYSTANIU METOD ANALIZY I PRZETWARZANIA OBRAZÓW CYFROWYCH DO ZASTOSOWAŃ GEOLOGICZNO GÓRNICZYCH 1. Podstawa opracowania recenzji Recenzję opracowano na zlecenie Dziekana Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, pismo nr WGGiOŚ /779/2015 z dn. 4.12.2015. Przedmiotem recenzji jest praca doktorska mgr inż. Krzysztofa Oleszko pt. "Odwzorowanie obiektów w przestrzeni trójwymiarowej przy wykorzystaniu metod analizy i przetwarzania obrazów cyfrowych do zastosowań geologiczno górniczych". 2. Dane bibliograficzne o pracy Oceniana rozprawa doktorska została napisana pod kierunkiem dr hab. inż. Mariusza Młynarczuka, prof. AGH. Rozprawa zawiera 141 stron w tym 25 tabel i 68 rysunków. Treść rozprawy została podzielona na 5 rozdziałów. Spis literatury zawiera 78 publikacji naukowych, w tym 7 prac Doktoranta. Forma i układ pracy jest właściwa dla rozpraw doktorskich, a strona edytorska rozprawy nie budzi zastrzeżeń. 3. Merytoryczna ocena pracy Doktorant w swojej pracy postawił sobie za cel opracowanie zestawu algorytmów i metod odwzorowania cyfrowego, rekonstrukcji i pomiarów obiektów trójwymiarowych na poziomie mikroskopowym i makroskopowym, które mogą być używane w zastosowaniach geologicznogórniczych. Zagadnienia rozwiązywane w pracy doktorskiej dotyczą trójwymiarowego obrazowania i pomiarów wielkości oraz kształtów ziarn geomateriałów, ścian skalnych i sypkich materiałów transportowanych na przenośnikach taśmowych. Autor używa klasycznych i zaawansowanych metod 1

obrazowania, przetwarzania i analizy obrazów, odpowiednio je modyfikuje, a przede wszystkim wprowadza zestaw nowych, oryginalnych algorytmów i rozwiązań metodologicznych. Praca została podzielona na 5 rozdziałów. Rozdział 1 jest rozdziałem teoretycznym. Autor w jasny i zrozumiały sposób wyjaśnia podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania i analizy obrazów, przedstawia podstawowe informacje na temat struktury i właściwości dwuwymiarowego i trójwymiarowego obrazu cyfrowego oraz opisuje podstawowe metody przetwarzania obrazów cyfrowych. Wyjaśnione są różnice pomiędzy najczęściej występującymi siatkami obrazów i związanym z nimi pojęciem spójności obiektów. Szczególną uwagę przykłada do metod binaryzacji obrazu oraz do podstawowych operacji morfologii matematycznej stosowanych w przetwarzaniu dwuwymiarowego i trójwymiarowego obrazu. Rozdział zawiera też ogólny opis metod akwizycji danych cyfrowych w przestrzeni dwu i trójwymiarowej. Następne rozdziały zostały poświęcone pracy badawczej Doktoranta. Rozdział 2 opisuje zasady działania metod i urządzeń, które Autor wykorzystał w procesie akwizycji trójwymiarowych obrazów ziarn węgla i ziarn granatów. Wspomniane obrazowania wykonano przy pomocy następujących metod: profilometria optyczna, mikroskopia konfokalna, mikrotomografia rentgenowska. Dla każdej z tych metod, Autor opisuje zasadę działania, przedstawia możliwości zastosowania, oraz zwraca uwagę na ich zalety oraz wady. W tekście opisano szczegółowo metody, które Autor zastosował do obrazowania przy użyciu konkretnej metody, w szczególności pozycjonowanie skanowanych obiektów, konfigurację systemu, tryby skanowania oraz charakter przetwarzanych danych cyfrowych. Opisane zostały również komplikacje, które pojawiły się podczas badań, a które Doktorant musiał rozwiązać. Główna część rozdziału 2 poświęcona jest rozwiązaniu problemu niepełnego odwzorowania dolnej części ziarna (na której ziarno spoczywa na stoliku urządzenia), w pomiarach wykonywanych profilometrem optycznym i mikroskopem konfokalnym. Autor proponuje algorytm trójwymiarowej rekonstrukcji "niewidocznych" części ziarna, który bazuje na założeniu, że dolna część ziarna jest 2

podobna w pewnej skali do górnej jego części. Algorytm jest opisany i przedstawiony na przykładzie referencyjnych ziarn mineralnych. Wyniki rekonstrukcji są weryfikowane przez porównanie objętości ziarn zmierzonych na rekonstruowanych obrazach z rzeczywistymi objętościami zmierzonymi przy pomocy piknometru. Następnie Autor przedstawia wyniki stosunkowo czasochłonnego i metodycznie wymagającego eksperymentu, przeprowadzono w celu weryfikacji zaproponowanego algorytmu oraz oceny powtarzalności wyników. Wyniki uzyskane przez rekonstrukcję obrazów trójwymiarowych porównywane są z wynikami uzyskanymi przy wykorzystaniu mikrotomografu komputerowego. Metoda mikrotomografii rentgenowskiej pozwala uzyskać pełny obraz obiektów trójwymiarowych, ale czasochłonność i stosunkowo wysokie koszty inwestycji i użytkowania tej metody nie pozwalają na jej powszechne stosowanie w praktyce inżynierskiej. Materiałem w eksperymencie jest 50 ziarn węgla kamiennego, które były odwzorowane za pomocą trzech metod, o których mowa powyżej, i zrekonstruowane w pełnym kształcie przy użyciu zaproponowanego przez Doktoranta algorytmu. Na nich mierzone były podstawowe parametry geometryczne, takie jak np. objętość ziarna i jego pole powierzchni. Wyniki pomiarów uzyskanych przez trzy metody obrazowania zostały poddane porównaniu i analizie. Wartościową częścią rozdziału 2 jest również określenie parametrów kształtu ziarn. Autor przedstawia definicję parametrów wykorzystywanych w celu opisania kształtu ziarn w dwuwymiarowej i trójwymiarowej przestrzeni oraz stosuje wybrane parametry do opisu różnych frakcji granulometrycznych na zrekonstruowanych w przestrzeni 3D obrazach ziarn węgla. Rozdział 3 dotyczy obrazowania trójwymiarowego i pomiarów powierzchni ścian skalnych w skali makroskopowej. Autor przygotował dwa zestawy nisko kosztowych urządzeń pomiarowych umożliwiających odwzorowanie powierzchni ściany skalnej w przestrzeni trójwymiarowej. W obu przypadkach bazują one na analizie obrazów świetlnych rzucanych na mierzoną powierzchnię i są przeznaczone do wykonywania pomiarów w środowisku o niskim natężeniu światła. W pierwszym przypadku jest to urządzenie emitujące linię laserową pod znanym kątem ostrym w płaszczyźnie pionowej w stosunku do mierzonej ściany. Urządzenie emitujące linię laserową umieszczono jest na statywie w odległości kilku metrów od mierzonej ściany skalnej. Linia laserowa padając na badaną powierzchnię tworzy krzywą, która jest obserwowana z pozycji prostopadłej do mierzonej ściany. Kształt powstałej krzywej uzależniony jest od ukształtowania powierzchni skalnej. Urządzenie jest przytwierdzone do stolika obrotowego sterowanego komputerowo, umożliwiającego 3

obrót o dowolny kąt w płaszczyźnie poziomej. Po każdej zmianie kąta robione jest zdjęcie o dużej rozdzielczości przedstawiające krzywą powstałą na mierzonej powierzchni skalnej. Pomiar wybranej powierzchni składa się z zestawu zdjęć przedstawiających zakrzywione linie lasera na powierzchni skalnej, gdzie każde ze zdjęć przedstawia linię lasera padającą pod innym kątem. Znając kąty, pod jakimi emitowana była linia oraz mając do dyspozycji wymiary stanowiska pomiarowego, Autor dokonuje cyfrowego odwzorowania mierzonej powierzchni w przestrzeni trójwymiarowej. Drugie urządzenie bazuje na akwizycji danych trójwymiarowych przy pomocy płaszczyzn bitowych. Wykorzystany jest projektor komputerowy, wyświetlający linie bitowe na mierzonej powierzchni skalnej. Podczas pomiaru projektor jest umieszczony na statywie, pod zadanym znanym kątem ostrym w płaszczyźnie pionowej w stosunku do mierzonej powierzchni. Projektor pozostaje w tej samej pozycji - zmieniają się tylko obrazy, które rzucane są na powierzchnię skalną. Obrazy przedstawiają płaszczyzny bitowe, składające się z linii o różnej grubości. Po każdej zmianie obrazu wykonywana jest fotografia linii zakrzywionych na mierzonej powierzchni. W tekście opisane zostały algorytmy przetwarzania obrazów, które Autor wykorzystał do obróbki danych cyfrowych, uzyskanych przy użyciu wyżej wspomnianych urządzeń. Podano też przykłady graficznego odwzorowanych powierzchni skalnych. Autor wykonał serie obrazowań i pomiarów in situ na ścianach skalnych w trzech miejscach - w nieczynnym kamieniołomie porfiru, na bliżej nieokreślonej ścianie skalnej zlokalizowanej w okolicach Krakowskiego Zakrzówka, i w czynnej kopalni węgla kamiennego. Podczas wykonywania pomiarów wstępnych in situ pojawiły się problemy techniczne związane z użyciem projektora komputerowego. W związku z tym Autor zbudował własne urządzenie do generowania płaszczyzn bitowych, które jest przenośne i może być stosowane w warunkach kopalnianych, w których istnieje zagrożenie wybuchem gazu. Urządzenie to jest pomysłową modyfikacja klasycznego rzutnika slajdów, a jego konstrukcja jest szczegółowo opisana w tekście pracy. Aby zweryfikować poprawność użytych metod pomiarowych, eksperymenty były prowadzone w ten sposób, że z mierzonej ściany została mechanicznie usunięta część materiału skalnego. Rzeczywista objętość usuniętego materiału była porównana z objętością mierzoną na modelu trójwymiarowym uzyskanym przez odwzorowanie ściany skalnej, przed i po usunięciu materiału. Wyniki pomiarów uzyskane przez metody obrazowania trójwymiarowego zostały dogłębnie przeanalizowane. 4

Rozdział 3 zawiera też propozycje metody pomiarów materiału przenoszonego na przenośniku taśmowym, czyli pomiarów gdzie opisywane obiekty są w ciągłym ruchu. Metoda ta bazuje na analizie zakrzywienia linii laserowej, podobnie jak przy obrazowaniu powierzchni ścian skalnych. Metoda ta była zweryfikowana w eksperymentach wykonanych w warunkach laboratoryjnych. Materiał sypki transportowany był na przenośniku taśmowy, nad którym umieszczone było urządzenie emitujące linię laserową w taki sposób, że światło lasera padało na przenośnik pod kątem 45 stopni. Prostopadle do przenośnika, nad miejscem gdzie padało światło lasera umieszony był cyfrowy aparat fotograficzny, który swoim obiektywem obejmował cały wycinek taśmy oświetlanej laserem. W pracy opisany jest autorski algorytm umożliwiający przetwarzanie sekwencji wideo rejestrowanej przez ten aparat. Podana jest też graficzna prezentacja odwzorowanego trójwymiarowego wycinka materiału przenoszonego na przenośniku taśmowym. Aby zweryfikować wyniki wykonanych pomiarów, obliczone wartości objętości przenoszonego materiału porównane były z jego wartościami rzeczywistymi. Wyniki eksperymentów zostały poddane analizie i dyskusji. Autor wspomina również o potencjalnym zastosowaniu powyższej metody obrazowania w badaniach otworów wiertniczych. Rozdział 4 dotyczy możliwości przyspieszenia czasochłonnego procesu przetwarzania i analizy danych przez zrównoleglenie kodu. Wybrane kody szeregowe zostały poddane zrównolegleniu, po czym Autor wykonał testy czasochłonności algorytmów dla trzech typów procesorów. W pracy przedstawiono wyniki testu porównawczego dla czasochłonnej procedury rekonstrukcji niewidocznej części ziarna przy użyciu danych z mikroskopu konfokalnego. Wyniki eksperymentów zostały poddane szczegółowej analizie i dyskusji. Ostatnią częścią pracy doktorskiej jest Rozdział 5, gdzie na 4 stronach tekstu podsumowane i krytycznie ocenione zostały wykonane przez Doktoranta prace eksperymentalne i analityczne, uzyskane wyniki oraz stopień osiągnięcia zdefiniowanych na początku badań celów. 4. Poziom formalny pracy Praca posiada przejrzystą strukturę, opracowana jest na wysokim poziomie stylistycznym i graficznym. Zawiera wysokiej jakości zdjęcia, schematy i graficzne prezentacje wyników 5

eksperymentalnych. Dla każdego zagadnienia opisany jest aktualny state of the art z odpowiednimi powołaniami literaturowymi. Jeśli chodzi o formalną strukturę dysertacji, mam tylko jeden zarzut. Podrozdział 3.6 Pomiar materiału przenoszonego na przenośniku taśmowym jest w mojej opinii nieodpowiednio umieszczony w rozdziale 3 - Trójwymiarowe obrazowanie ścian skalnych. 5. Praktyczny aspekt pracy Obrazowanie i pomiar parametrów geometrycznych ziarn minerałów, skał i innych materiałów jest tematyką aktualną, rozpatrywaną w szerokim zakresie dyscyplin technicznych, od analizy petrograficznej skał i gruntów, przez technologie dezintegracji i obróbki powierzchni materiałów, aż, przykładowo, do zaproponowania optymalnego składu kompozytowych materiałów budowlanych typu kruszywo + spoiwo. Przykładem zastosowań może być też nowoczesna technologia cięcia materiałów abrazyjnym strumieniem wodnym, gdzie wiedza o morfologii abrazyjnych ziarn mineralnych jest niezbędna w celu optymalizacji wydajności systemu cięcia. Pomiary wielkości i kształtu ziarn przed i po dezintegracji są istotne do oceny możliwości ponownego wykorzystania abrazyjnych materiałów, co ma związek z ekologicznymi aspektami tej technologii. Jak podaje Autor, wyniki jego prac - rekonstrukcja i pomiary ziarn węgla - zostały już wykorzystywane w praktyce do weryfikacji modeli uwalniania metanu w kopalniach węgla kamiennego, co ma związek z bezpieczeństwem pracy i ochroną życia i zdrowia ludzi pracujących w warunkach dołowych w kopalniach węgla kamiennego. Możliwości zastosowania proponowanych metod, są jednak znacznie szersze. W dziedzinie bezpieczeństwa robót podziemnych, aktualnie badanymi problemami są np. interakcje geochemiczne skała-woda w skałach tworzących barierę izolacyjną podziemnego składowania wypalonego paliwa jądrowego lub odpadów przemysłowych. Dane wstępne do modelowania tych interakcji są uzyskiwane z eksperymentów laboratoryjnych, wykonywanych na próbkach skał kruszonych, gdzie pole powierzchni cząstek jest istotnym parametrem wpływającym na przebieg reakcji chemicznych. Automatyczna analiza obrazów prowadzona w celu pomiaru wielkości i kształtu cząstek jest dzisiaj wykonywana zazwyczaj w przestrzeni dwuwymiarowej - na dwuwymiarowych rzutach cząstek na powierzchnię, na której są one ułożone. Absencja trzeciego wymiaru cząstki - wysokości prowadzi 6

często do uzyskania parametrów kształtu, których wartości różnią się od rzeczywistych. Podejście Autora efektywnie rozwiązuje ten problem. Ważny jest również wkład Autora do problematyki obrazowania i pomiarów powierzchni ścian skalnych. Integralną częścią eksploracji geotechnicznej podczas drążenia liniowych wyrobisk podziemnych jest monitorowanie i dokumentacja towarzyszącej im budowy geologicznej. Czynność ta jest zwykle wykonywana przez geologa na poszczególnych przodkach, w formie wykresu z opisem makro petrograficznym skał i informacją o grubości, gęstości i orientacji struktur geologicznych. Dokumentacja ta zwykle uzupełniania jest zdjęciami cyfrowymi. Wyrobisko podziemne drążone jest w geologicznej strukturze przestrzennej, która jest określona przez orientację przestrzenną płaszczyzn warstwowania, foliacji, szczelin, i stref naruszenia tektonicznego. Trójwymiarowe dane cyfrowe uzyskane na bazie zaproponowanych przez Doktoranta metod mogą być wykorzystane do uzupełnienia dokumentacji geologicznej dla celów geotechnicznego lub geomechanicznego monitorowania konkretnego wyrobiska podziemnego. Istotną zaletą trójwymiarowego obrazowania ścian skalnych jest eliminacja niektórych podstawowych problemów, które są związane z realizacją tradycyjnej dokumentacji geologicznej, a mianowicie: 1. Dokumentacja wykonywana jest tylko w czasie przerwy technologicznej po wydobyciu urobku albo po oddaleniu się maszyny drążącej od przodka. Dlatego dokumentacja taka musi być wykonana bardzo szybko. 2. Dokumentacja wykonywana jest w niekorzystnych warunkach (niskie natężenie oświetlenia, duża wilgotność, duże zapylenie, itp.). 3. Dokumentacja wykonywana jest w ograniczonych warunkach przestrzennych, często na granicy zabezpieczonej strefy. 4. Dokumentacja musi być ostateczna, gdyż nie jest możliwy powrót do ocenianego miejsca i wstecznie jej uzupełnienie. Wykorzystanie metod zaproponowanych i weryfikowanych przez Doktoranta może więc przynieść: po pierwsze poprawę efektywności wykonywania dokumentacji geologicznej, a po drugie poprawę i kwantyfikację informacji z eksploracji przodka. Jest to również istotne ze względu na modelowanie numeryczne aktualnych sytuacji geomechanicznych, które wymaga jako danych wejściowych nowych i aktualnych informacji. 7

6. Uwagi krytyczne W pracy brakuje niektórych informacji, których absencja nie zmniejsza jednak wysokiego profesjonalnego i formalnego poziomu pracy. W szczególności: 1. W pracy nie zostało dostatecznie wyraźnie zaakcentowane praktyczne znaczenie trójwymiarowego obrazowania i pomiarów 3D w dziedzinie geologii, badań geomateriałowych, górnictwa i kopalnictwa. Podane są jedynie krótkie informację typu Precyzyjne określenie przestrzennych parametrów ziarn [ ] może również mieć znaczny wpływ na poprawność określenia kształtu ziarna węgla używanych do badań nad metanonośnością, a co za tym idzie poprawą bezpieczeństwa w podziemnych kopalniach, w których istnieje zagrożenie metanowe. Uważam, że Doktorant powinien zwrócić większą uwagę na praktyczne znaczenie opracowanych przez siebie metod i algorytmów. 2. Algorytmy opracowane przez Doktoranta są w pracy opisane jedynie słownie, bez podania kodów źródłowych. Przykładowe algorytmy, w mojej opinii, powinny być dołączone do pracy. Jeśli nie w formie kodów źródłowych, to przynajmniej w formie pseudokodów. 3. Na stronie 96 opisane są pomiary wykonane na ścianie skalnej w okolicach Krakowskiego Zakrzówka. Oprócz tej informacji, nie ma w tekście żadnych dodatkowych informacji o charakteru mierzonego obiektu. W tekście opisującym pomiary ściany skalnej w kopalni węgla kamiennego Brzeszcze nie podano informacji na jak dużym wycinku powierzchni były wykonywane te pomiary. 4. Autor podkreśla, że podczas obrazowania i pomiarów ścian skalnych część materiału skalnego była usunięta ze ściany. Autor nie precyzuje, w jaki sposób to usunięcie było przeprowadzone. 5. W rozdziale 3.6 dotyczącym pomiarów materiału przenoszonego na przenośniku taśmowym, opisany został eksperyment wykonany w warunkach laboratoryjnych. Autor napisał, że został testowany materiał sypki, ale nie jest wskazane, jakiego rodzaju był ten materiał, jaka była wielkość przenoszonych cząstek lub kawałów i jaka była wielkość wolnej przestrzeni pomiędzy ziarnami lub kawałkami. Można się domyślać, że parametry te będą miały wpływ na wyniki obrazowania i pomiarów. 8

Pytania wymagające wyjaśnienia: 1. Autor pisze na stronie 78, że wyniki pomiarów ziarn węglowych otrzymane w ramach opisanych prac zostały wykorzystane w badaniach prowadzonych w celu weryfikacji modelu uwalniania metanu. Czy Autor może wyjaśnić, jak wiedza o parametrach trójwymiarowych ziarn węgla przyczynia się do modelowania uwalniania metanu? 2. Trójwymiarowe obrazowanie i pomiary ścian skalnych wykonywane były na prostokątnych wycinkach powierzchni skalnej o wymiarach 0,7 x 0,7 m i 1,15 x 1 m. Zazwyczaj, w zastosowaniach praktycznych, potrzebne jest udokumentowanie i ocena większej powierzchni skalnej, czy to środowisku kamieniołomów, kopalni węgla kamiennego lub odsłonięciu skalnym. Jakie możliwości oferują metody opracowane przez Doktoranta do analizy większych obszarów ścian skalnych? Jakie są limity i możliwości dalszego rozwoju tych metod obrazowania do przetwarzania danych trójwymiarowych? 3. W pracy nie jest podana specyfikacja techniczna aparatu fotograficznego wykorzystywanego do robienia zdjęć ścian skalnych ani nie są opisane stosowane parametry ekspozycji. Wiadomym jest, że fotografowanie w warunkach kopalni węgla wiąże się z pewnymi problemami, na przykład z refleksją światła na cząsteczkach pyłowych, powodującą niepożądane artefakty na zdjęciu (patrz małe jasne koła na rysunku 3.15). Z jakiego rodzaju problemami Doktorant spotkał się podczas fotografowania w kopalni węgla i jak te problemy rozwiązywał? 4. Czy Doktorant wykonywał na sekwencjach 2D obrazów ścian skalnych jakieś korekty zniekształceń geometrycznych obiektywu (dystorsja beczkowa)? Czy ten typ wady optycznej obiektywu ma istotny wpływ na jakość danych uzyskanych za pomocą zastosowanych metod? Innym potencjalnym problemem jest korekta zniekształceń perspektywicznych obrazu, związanych z pozycją aparatu fotograficznego względem mierzonej ściany. Czy Doktorant jakoś rozwiązywał ten problem? 5. Na stronie 80 Autor stwierdza, że warunkiem koniecznych do przeprowadzenia pomiarów ścian skalnych przy użyciu zaproponowanych metod jest środowisko o niskim natężeniu światła. Część eksperymentów, prowadzona była w kamieniołomie, gdzie taki warunek nie jest spełniony. Czy warunki oświetlenia nie mogły mieć wpływu na dokładność wyników uzyskanych w stosowanych metodach? 9

6. Jakie jest wyobrażenie Doktoranta o dalszych badaniach w dziedzinie trójwymiarowego obrazowania obiektów geologicznych lub geotechnicznych? Na co, jego zdaniem, należy położyć szczególny nacisk w przyszłych badaniach? 7. Wniosek końcowy Przedłożona praca doktorska świadczy o motywacji Doktoranta i jego głębokim zainteresowaniu badaną tematyką. Część metodologiczna pracy obejmuje metody i oryginalne algorytmy, opracowane lub zmodyfikowane przez Doktoranta. W tym również propozycje układów eksperymentalnych i innowacyjnych zmian konstrukcyjnych w zastosowanych urządzeniach. Wyniki uzyskane przez zastosowanie proponowanych metod zostały zweryfikowane przez relatywnie obszerne, czasochłonne i technicznie wymagające eksperymenty. Częściowe wyniki prac badawczych były sukcesywnie publikowane przez Doktoranta podczas jego studiów doktorskich. O jakości wyników świadczy m.in. fakt, że zostały one przyjęte do druku w czasopiśmie posiadającym Impact Faktor. Reasumując należy stwierdzić, że oceniana praca doktorska wnosi element nowości i stanowi oryginalne rozwiązania problemów naukowych. Zakres przeprowadzonych badan i analiz upoważnia Recenzenta do stwierdzenia o udowodnieniu postawionych tez pracy w pełnym zakresie, oraz o zrealizowaniu zamierzonego celu pracy. Recenzowana praca spełnia warunki Ustawy z dn. 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. Nr. 65, poz. 595, z późn. zm.) wymienione w art. 13.1 i 3 stawianym pracom doktorskim. Sklądam więc wniosek o dopuszczenie Doktoranta do dalszych etapów przewodu doktorskiego. Ostrava dnia 21 stycznia 2016 roku 10