Μέτρηση ασφαλτικών οδοστρωμάτων χρησιμοποιώντας τεχνικές τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 19:12, 15 Ιανουαρίου 2023

Αρχικός Τίτλος: Δορυφορικά δεδομένα ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR) στη μελέτη θεμάτων φυσικών καταστροφών

Συγγραφείς: Πολυβίου Δημήτρης

Ηλεκτρονική διέυθυνση: https://ktisis.cut.ac.cy/bitstream/10488/18665/1/%CE%94%CE%B7%CE%BC%CE%AE%CF%84%CF%81%CE%B7%CF%82%20%CE%A0%CE%BF%CE%BB%CF%85%CE%B2%CE%AF%CE%BF%CF%85.pdf

Λέξεις Κλειδιά: φασματική υπογραφή, τηλεπισκόπηση, ατέλειες(προβλήματα), mixpixel

Αντικείμενο

Στα ασφαλτικά οδοστρώματα εμφανίζονται διάφορες ατέλειες, στην πάροδο του χρόνου, και μελετώντας τις φασματικές υπογραφές γίνεται προσπάθεια επεξήγησης για τη κάθε περίπτωση ξεχωριστά. Στον εντοπισμό αυτών των προβλημάτων έγιναν μελέτες και από άλλους επιστήμονες χρησιμοποιώντας τεχνικές τηλεπισκόπησης. Στην έρευνα που εφάρμοσε ο Πολύβιος Δημήτρης, παρουσιάζονται οι φασματικές υπογραφές που εξάχθηκαν από τα οδοστρώματα που μετρήθηκαν. Επίσης, οι φασματικές υπογραφές που δημιουργήθηκαν γνωρίζοντας τα ποσοστά ατελειών που περιέχουν αλλά και το ποσοστό ασφάλτου καθώς και πως αυτά γίνονται εμφανή με τους δορυφόρους Landsat 8 , Spot 7 , WorldView 3.

Μεθοδολογία

Σχήμα 1: Φασματικές υπογραφές του καθαρού ασφάλτου των οδοστρωμάτων. ( Πολυβίου Δημήτρης, 2020)

Σχήμα 2: Φασματικές Υπογραφές ασφαλτικών οδοστρωμάτων έτους κατασκευής 2015,2016,2019 συμπεριλαμβανομένου του καθαρού ασφάλτου και των ατελειών τους. (Πολυβίου Δημήτρης, 2020)

Πίνακας 1: Δορυφόροι, Ατέλειες σε ποσοστό και Τετραγωνικά εκατοστά σε οδόστρωμα του 2019 (Πολυβίου Δημήτρης, 2020)

Πίνακας 2: Δορυφόροι, Ατέλειες σε ποσοστό και Τετραγωνικά εκατοστά σε οδόστρωμα του 2016 (Πολυβίου Δημήτρης, 2020)

Πίνακας 3: Δορυφόροι, Ατέλειες σε ποσοστό και Τετραγωνικά εκατοστά σε οδόστρωμα του 2015 (Πολυβίου Δημήτρης, 2020)

Η μελέτη υλοποιήθηκε στην κοινότητα Έμπας της Πάφου το 2020 και χρησιμοποιήθηκαν τρεις δρόμοι με ιδιότητα στην ηλικιακή διαφορά και στις ατέλειες του οδοστρώματος λόγω της κατασκευής τους δηλαδή το 2015,2016 και 2019 αντίστοιχα. Η διαμέτρηση των αποτελεσμάτων έγινε με τη χρήση σπεκτροραδιομέτρου τύπου SVC 1024 το οποίο καλύπτει εύρος μήκους κύματος από 350nm–μέχρι 2500nm. Έτσι, με αυτό έγινε μέτρηση 3 φορές σε οδόστρωμα χωρίς ατέλειες και αντίστοιχα με ατέλειες. Αφού χωρίστηκαν οι μετρήσεις με βήμα 5nm, για την αποτύπωση των γραφημάτων εφαρμόστηκε ο μέσος όρος, παρουσιάζοντας τις φασματικές υπογραφές των οδοστρωμάτων χωρίς ατέλειες και με ατέλειες. Με τη χρήση των 3 δορυφόρων αποτυπώθηκαν τα πραγματικά τετραγωνικά εκατοστά του οδοστρώματος και οι ατέλειες σε ποσοστό και τα τετραγωνικά εκατοστά που καλύπτουν στην πραγματικότητα.

Αποτελέσματα

Έπειτα από 100 μετρήσεις, για κάθε δρόμο, από το σπεκτροραδιόμετρο αποτυπώθηκε στον οριζόντιο άξονα το μήκος κύματος με τιμές από 350-2500 nm. Στον κατακόρυφο άξονα παρουσιάζονται οι τιμές των ανακλάσεων που προήλθαν από το μέσο όρο της κάθε μέτρησης του κάθε μήκους κύματος. Υψηλότερη ανάκλαση παρουσιάζουν οι δρόμοι που κατασκευάστηκαν το 2016 και 2015, με τιμές ανάκλασης 7,1-21,2 και 8,9 – 17,9 αντίστοιχα ενώ χαμηλότερη το 2019 με τιμές 6,3 – 11,75. Στη συνέχεια, αποτυπώθηκαν οι φασματικές υπογραφές των οδοστρωμάτων μαζί με τις ατέλειες καθώς και τον καθαρό δρόμο. Οι δρόμοι του 2015 και 2016 έχουν μερική αύξηση, στις 3 μονάδες περίπου, ενώ το 2019 έχει 5 μονάδες αύξηση. Η ανάκλαση στο οδόστρωμα του 2016 είναι περισσότερο εμφανή, από του 2015, λόγω ότι έχει πιο πολλές ατέλειες οπότε αυξάνεται η ανακλαστικότητά του. Επιπρόσθετα, με την υλοποίηση της φασματικής υπογραφής για κάθε οδόστρωμα και γνωρίζοντας το ποσοστό ανάκλασης της για το κάθε οδόστρωμα που περιλαμβάνει η υπογραφή που περιέχει η υπογραφή, όπως το ποσοστό ασφάλτου, ποσοστό λαδιού, ποσοστό από φρεάτιο κ.α., παράχθηκαν τα τετραγωνικά εκατοστά που δείχνουν το κάθε ποσοστό με σκοπό όταν γίνει λήψη ενός pixel από τους δορυφόρους, να είναι εμφανές στις εικόνες τους.

Συμπεράσματα

Συμπεραίνοντας διαπιστώνουμε ότι τα οδοστρώματα της ασφάλτου έχουν πολλά προβλήματα τα οποία είναι εμφανή και με επιτόπου μελέτη. Τα αποτελέσματα των φασματικών υπογραφών ξεχωρίσουν ανά χρονολογία σε καθαρό και σε ατέλειες άσφαλτο. Ακόμα, προσδιορίστηκε ότι οι τεράστιες αλλαγές στη φασματική υπογραφή του οδοστρώματος αποτελούν τα πεζοδρόμια, τα φρεάτια , το χώμα , τα λάδια και οι τσίχλες, τα οποία έχουν έντονη ανακλαστικότητα. Οι ρωγμές και το ξεθώριασμα της ασφάλτου δε μπόρεσαν να αποτυπωθούν μέσω της φασματικής υπογραφής. Για την αποτύπωση των φασματικών υπογραφών δόθηκαν βάρη με τη μορφή ποσοστών, τα οποία ήταν διαφορετικά ως προς τα ποσοστά και στο κάθε πρόβλημα έτσι ώστε να γίνει εμφανή κάποια αλλαγή. Τέλος, πρέπει να σημειωθεί ότι σε μερικές ατέλειες δόθηκε βάρος της τάξεως του 99,99% και στην άσφαλτο 0,01%.