Οδικά ασφαλτικά οδοστρώματα που αναλύονται με αερομεταφερόμενη θερμική τηλεπισκόπηση: Αρχικά αποτελέσματα της εθνικής οδού της Βενετίας
Από RemoteSensing Wiki
Οδικά ασφαλτικά οδοστρώματα που αναλύονται με αερομεταφερόμενη θερμική τηλεπισκόπηση: Αρχικά αποτελέσματα της εθνικής οδού της Βενετίας (2008)
Πρότυπος τίτλος: Road Asphalt Pavements Analyzed by Airborne Thermal Remote Sensing: Preliminary Results of the Venice Highway
Συγγραφείς : Simone Pascucci ,Cristiana Bassani ,Angelo Palombo,Maurizio Poscolieri And Rosa Cavalli
[https://www.mdpi.com/1424-8220/8/2/1278/htm Πηγή]
Εισαγωγή
Η έρευνα αυτή έλαβε χώρα στη πόλη της Βενετίας στην Ιταλία και αναφέρεται σε μία γρήγορη διαδικασία που χρησιμοπoιείται για την αξιολόγηση της φθοράς της επιφάνειας του ασφαλτικού οδοστρώματος χρησιμοποιώντας δεδομένα αερομεταφερόμενης εκπομπής. Σημειώνεται πως στην Ιταλία τα οδοστρώματα είναι ένα μίγμα από πίσσα κι από ασφαλτική ύλη και οι ασφαλτικές ενώσεις αποτελούνται κυρίως από πυριτικά άλατα και ασβεστόλιθο. Οι ζημίες (απώλεια υλικού) στα οδοστρώματα προκαλούνται από 1) την απογύμνωση της ασφαλτικής μεμβράνης από το συσσωμάτωμα, 2) τη σκλήρυνση άσφαλτου λόγω γήρανσης, 3) την κακή συμπύκνωση ή την ανεπαρκή περιεκτικότητα σε άσφαλτο. Η τηλεπισκόπηση μέσω της χαρτογράφησης των οδικών καταστάσεων και εφαρμόζοντας σχετικά φτηνές μεθόδους παίζει καθοριστικό ρόλο στην αξιολόγηση της επιφανειακής κατάστασης των ασφαλτικών οδοστρωμάτων. Για να επιτευχθεί αυτό χρειάστηκε να υπολογιστεί ένας δείκτης ο λεγόμενος δείκτης κατάστασης οδοστρώματος (PCI) ο οποίος συνδέει τις φυσικές παραμέτρους του οδοστρώματος (ρωγμές και ραβδώσεις).
Μεθοδολογία
Οι χαρακτηριστικές ζώνες απορρόφησης των πυριτικών και του ασβεστόλιθου που προεξέχουν όταν τα οδοστρώματα δείχνουν επιφανειακά ελαττώματα, έχει μελετηθεί από πολλούς συγγραφείς πως κυμαίνονται μεταξύ 8 και 12μm στη φασματική περιοχή στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Η έρευνα επικεντρώνεται στην ανάπτυξη, εφαρμογή και επικύρωση της αποτελεσματικότητας της φασματοσκοπίας εκπομπής, στην φασματική περιοχή TIR από 8,18μm έως 12,70μm. Ο αερομεταφερόμενος αισθητήρας MIVIS, με την υψηλή φασματική και χωρική ανάλυση επιτρέπει αξιόπιστες ποσοτικές μετρήσεις των ειδικών χαρακτηριστικών απορρόφησης των αστικών υλικών. Επιπλέον, προσφέρει μια χωρική ανάλυση τουλάχιστον 5m η οποία είναι η βέλτιστη για αστικές εφαρμογές. Ως εκ τούτου, ο αισθητήρας MIVIS καταγράφει την εκπεμπόμενη ακτινοβολία στην περιοχή TIR, χρησιμοποιώντας συνολικά 10 ζώνες με 2mrad του IFOV (Στιγμιαίο Πεδίο Προβολής). Η περιοχή μελέτης αντιστοιχεί σε σκηνή MIVIS με 755 στήλες × 2956 γραμμές και είναι κεντραρισμένη σε γεωγραφικό πλάτος 45 ° 33'19 "Β και 12 ° 16'49" E. Η ταινία πτήσης αποκτήθηκε σε μια αγροτική περιοχή κοντά στην πόλη της Βενετίας (Ιταλία, Εικόνα 1) στις 23 Νοεμβρίου 2006 στις 11:56 (GMT), χρησιμοποιώντας ποσοστά σάρωσης 25 σαρώσεων σε υψόμετρο 1500 μέτρων, που αντιστοιχεί σε 3 -m επίλυση εικονοστοιχείων εδάφους στο IFOV του οργάνου. Τα στάδια επεξεργασίας των δεδομένων MIVIS είναι αρχικά η ραδιομετρική βαθμονόμηση των ακατέργαστων δεδομένων, η ατμοσφαιρική διόρθωση των δεδομένων θερμικής υπέρυθρης ακτινοβολίας (TIR) και τέλος η βαθμονόμηση σε φαινόμενη εκπομπή διαχωρίζοντας τη θερμοκρασία και την ακτινοβολία. Σε αυτή τη μελέτη εφαρμόστηκε η ρουτίνα εξομάλυνσης εκπομπής που προτάθηκε από τους Realmuto , Hook, Kealy και Hook και Gu και εφαρμόζεται στο ENVI 4.4. λογισμικό επεξεργασίας εικόνας. Αυτή η ρουτίνα, αρχικά αποδίδει τη θερμοκρασία φωτεινότητας κάθε εικονοστοιχείου από την ακτινοβολία των εικονοστοιχείων. Στη συνέχεια, η φαινομενική ικανότητα ακτινοβολίας της εικόνας λαμβάνεται με κανονικοποίηση του κάθε pixel για να εξαχθεί η καμπύλη του Planck που παράγεται από το εικονοστοιχείο με τη μέγιστη θερμοκρασία φωτεινότητας με μία τιμή εκπομπής η οποία έχει οριστεί σε 0,96.7
Όπως φαίνετα και στην εικόνα 2 χρησιμοποιήθηκε η αντικειμενοστρεφής προσέγγιση για την άντληση ασφάλτινων οδών. Αυτή η προσέγγιση θεωρείται πολύ αποδοτική από πλευράς κόστους, επειδή μειώνει την ανάγκη για επίπονη ψηφιοποίηση στην οθόνη που είναι το πιο ακριβό έργο της τυπικής διαδικασίας της φωτοερμηνείας.
Αποτελέσματα
Ο παραπάνω συνδυασμός που προτείνει αυτή η μελέτη και περιλαμβάνει τη διαδικασία τμηματοποίησης και τη βασιζόμενη στο σχήμα εκπομπής ανάλυση που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή την προκαταρκτική μελέτη επιτρέπει μια άμεση διάκριση της θέσης των ασθματικών οδοστρωμάτων. Η μελλοντική εφαρμογή της προτεινόμενης διαδικασίας θα περιλαμβάνει φασματικές αναλύσεις πεδίου, χρησιμοποιώντας ένα φορητό ραδιομετρητή υπέρυθρου μετασχηματισμού μικρο-Fourier: 1) κατασκευή φασματικής βιβλιοθήκης ασφαλτικών οδοστρωμάτων με διαφορετικά επιφανειακά ελαττώματα χρήσιμα για βαθμονόμηση και επικύρωση περαιτέρω θερμικών δεδομένων τηλεπισκόπησης που αποκτήθηκαν στη περιοχή μελέτης και σε άλλους χώρους δοκιμών • και 2) να παρασχεθούν δείγματα ασφάλτου για ανάλυση εργαστηριακής αφθονίας και για τον προσδιορισμό του επιπέδου φθοράς / γήρανσης.
