Χαρτογράφηση της κατάστασης του οδοστρώματος και η αξιολόγηση του χρησιμοποιώντας δεδομένα τηλεπισκόπησης που βασίζονται στο MESMA
Από RemoteSensing Wiki
Χαρτογράφηση της κατάστασης του οδοστρώματος και η αξιολόγηση του χρησιμοποιώντας δεδομένα τηλεπισκόπησης που βασίζονται στο MESMA
Πρότυπος τίτλος: Road pavement condition mapping and assessment using remote sensing data based on MESMA
Συγγραφείς : Y Pan , X Zhang , X Jin , H Yu , J Rao , S Tian , L Luo , C Li
Εισαγωγή
Με την πάροδο του χρόνου η ποιότητα της άσφαλτου επιδεινώνεται. Τα αίτια αυτής της επιδείνωσης μπορεί να είναι η θερμοκρασία, η οξείδωση, τα φορτία και το νερό το οποίο προκαλεί τη διάβρωση του εδάφους. Τα στάδια της γήρανσης είναι κατά κύριο λόγο τέσσερα: προκαταρκτική γήρανση, μέτρια γήρανση, βαριά γήρανση και στάδιο αγωνίας. Για να αξιολογηθεί η κατάσταση του οδοστρώματος χρειάζεται να υπολογιστούν κάποιοι δείκτες όπως ο δείκτης κατάστασης οδοστρώματος (PCI) και ο δομικός δείκτης (SI). Επιπλέον, είναι δύσκολο να χαρτογραφηθεί η κατάσταση των οδών λόγω του περιορισμένου πλάτους που έχουν . Κατά συνέπεια, καθαρά εικονοστοιχεία άσφαλτου οδοστρώματος είναι σπάνια και οι τύποι επικαλύψεως εδάφους όπως η βλάστηση προσθέτουν σημαντική μεταβλητότητα και αβεβαιότητα για την ανάλυση των οδικών συνθηκών. Έτσι, για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, εφαρμόστηκε η φασματική πολλαπλή endmember ανάλυση μίγματος (MESMA) χρησιμοποιώντας το WorldView-2 δορυφορικές εικόνες με οκτώ ζώνες εκτεινόμενες το αόρατο φάσμα έως το σχεδόν υπέρυθρο.
Μεθοδολογία
Ένα φασματόμετρο χρησιμοποιήθηκε με σκοπό την πραγματοποίηση τριών μετρήσεων φάσματος πεδίου στη περιοχή μελέτης μεταξύ Απριλίου και Ιουλίου 2015. Ο δρόμος που είναι φτιαγμένος από άσφαλτο παράγει διαφορετικά φασματικά σχήματα σε διαφορετικά στάδια γήρανσης λόγω αλλαγών στη σύνθεση και τη δομή της επιφάνειας του οδοστρώματος. Το σχήμα 2 απεικονίζει κάποια αντιπροσωπευτική άσφαλτο φάσματα οδοστρώματος στα πρώτα τρία στάδια γήρανσης. Τα οδοστρώματα που σημειώθηκαν με P1, P2 και P3 βρίσκονταν στο προκαταρκτικό στάδιο. Τα φάσματά τους δείχνουν ότι η παγκόσμια ανάκλαση ήταν σημαντικά χαμηλή (κάτω από 10%) μεταξύ 0,35 μm και 2,5 μm μήκους κύματος. Τα I1, I2 και I3 παριστάνουν το οδόστρωμα σε μέτριο στάδιο γήρανσης στο οποίο το χαλίκι κυριαρχεί στην επιφάνεια του δρόμου. Προχωρώντας προς το στάδιο μεγάλης ηλικίας (π.χ. L1, L2 και L3 στο σχήμα 2), η συνολική ανακλαστικότητα αυξήθηκε (π. χ. μια κορυφή περίπου 24% για το L3), και η κλίση στα ορατά μήκη κύματος γίνεται όλο και πιο απότομη καθώς η γήρανση αυξάνεται.
Η εικόνα 2 εμφανίζει την εικόνα του κλάσματος που δείχνει το πολύ παλιό οδόστρωμα σε κόκκινο, προκαταρκτική γήρανση στο πράσινο και το οδόστρωμα με μέτρια γήρανση σε μπλε χρώμα. Η εικόνα ταξινόμησης έδειξε καλή συμφωνία μεταξύ της κατάστασης της οδού που διαμορφώθηκε και της πραγματικής κατάστασης.Υπολογίστηκε επίσης η έκταση και το ποσοστό του πεζοδρομίου σε τρία στάδια γήρανσης για κάθε δρόμο και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε σχετικούς πίνακες.
Αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα μοντέλα με τρία endmember δίνουν τα πιο αξιόπιστα αποτελέσματα, με ιδιαίτερη επιτυχία στην αναγνώριση δρόμων με προχωρημένη γήρανση, μέτρια γήρανση και βαριά γήρανση. Επιπλέον, το MESMA παρέχει μια αξιόπιστη εικόνα κλάσματος έτσι ώστε να μπορεί να μετρηθεί η περιοχή και το ποσοστό διαφορετικών επιφανειακών συνθηκών, οι οποίες θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες ως δεδομένα υποστήριξης για τις υπηρεσίες συντήρησης του οδικού δικτύου Παρατηρήθηκε επίσης ότι υπάρχουν αρκετά σημαντικά φασματικά χαρακτηριστικά πέρα από την ορατή και κοντά στην υπέρυθρη περιοχή, όπως η αλλαγή της έντασης απορρόφησης σε περίπου 2,3 μm, που μπορεί να είναι μια άλλη εναλλακτική προσέγγιση για την ανίχνευση διαφορετικών τύπων οδοστρώματος. Μελλοντική έρευνα θα εστιάσει στην απόκτηση φασματικών εικόνων με υψηλότερη ανάλυση και ευρύτερη ζώνη κάλυψης.
