Avenços recents en teledetecció costanera i aplicacions a la platja de Castelldefels

Obtenir dades de l’evolució de les platges amb alta resolució espacio-temporal és crucial per poder gestionar-les, sobretot en el context actual de canvi climàtic. Els investigadors del grup de recerca de Dinàmica no lineal de fluids (DF) del departament de Física han publicat tres articles els darrers sis mesos amb resultats nous a la revista Remote Sensing, on aborden dos importants problemes oberts en video-monitorització costanera. Apliquen els algoritmes desenvolupats a les imatges que obtenen de les càmares de Castelldefels (veure fotografia que acompanya el text) i Barcelona, pero es podrien utilitzar directament en en els milers d'estacions de vídeo monitorització que hi ha a tot el món. Els treballs s’han fet en col·laboració amb investigadors de l'Institut de Ciències del Mar (ICM, CSIC, Barcelona).

Un primer problema és el de la calibració automàtica de les imatges. Per poder extreure informació quantitativa de les càmares de vídeo és imprescindible transferir la posició de cada pixel de la imatge en el món real. Un cop es tenen mesurats amb GPS diferencial alguns punts de control a la zona a estudiar, cal localitzar-los a la imatge i aplicar una relació lineal. El procés de localitzar els punts a la imatge habitualment es fa a mà i és molt costós. En els articles, s'està avançant en una metodologia per poder fer la calibració de manera automàtica. Això permetrà, en un futur, corregir els canvis horaris de les imatges deguts al moviment de la torre on estan instal·lades i a la dilatació de les lents, i així disminuir els errors de detecció.

Camera Calibration for Coastal Monitoring Using Available Snapshot Images  Gonzalo Simarro, Daniel Calvete, Paola Souto and Jorge Guillén Remote Sens. 2020, 12(11), 1840;

The Influence of Camera Calibration on Nearshore Bathymetry Estimation from UAV Videos  Gonzalo Simarro, Daniel Calvete, Theocharis A. Plomaritis, Francesc Moreno-Noguer, Ifigeneia Giannoukakou-Leontsini, Juan Montes and Ruth Durán,  Remote Sens. 2021, 13(1), 150; 

El segon problema que s'ha abordat és el de l'extracció automàtica de la línia de costa a partir de les imatges de vídeo. Mesurar l’evolució temporal de la línia de costa amb alta resolució és crucial per a la gestió costanera i encara no existeix cap algoritme que siguin plenament satisfactori per extreure-les de les imatges. En l'article s'ha desenvolupat una metodologia per combinar resultats de diferents algoritmes existents de detecció i així obtenir un resultat precís comparat amb les línies de costa digitalitzades manualment. A la figura que acompanya el text hi ha exemples de (A) línies de costa digitalitzades per tres experts (en diferents colors), (B) línies de costa inicials obtingudes automàticament amb quatre mètodes estàndard (vermell, verd, blau i groc) i resultat de la combinació (blanc i negre) i (C) línia de costa filtrada (blanc i negre) de la platja de Castelldefels el 27 de November de 2017 at 12 h. Les línies de costa s'han detectat a partir de la image en planta de sota, la qual s'ha obtingut prèviament a partir de 10 min d'imatges oblíqües de les video-càmeres, després de fer un promig temporal i aplicar el procés de calibració. Quan el nou algoritme s’aplica a les platges de la regió de Barcelona, les línies de costa finals calculades tenen un error de l’ordre de 2 m o menys.

Automatic Shoreline Detection from Video Images by Combining Information from Different Methods  Francesca Ribas, Gonzalo Simarro, Jaime Arriaga and Pau Luque Remote Sens. 2020, 12(22), 3717;