Modello HSV - nuovo approccio per rilevamento di cambiamenti nelle immagini temporali

L'esecutore dei lavori autostradali è tenuto a garantire standard oggettivi di qualità del servizio e, in caso di ritardo nell'esecuzione delle opere, l'appaltatore è obbligato a pagare penali e sanzioni. Le tecniche esplorate in precedenza davano risultati positivi ma evidenziavano limiti nel monitoraggio delle diverse fasi dei lavori. Per superare questi limiti e ottenere informazioni più precise, abbiamo applicato la metodologia delle variazioni temporali tramite marcatura Hue Saturation e Value (HSV).
Modello HSV - nuovo approccio per rilevamento di cambiamenti nelle immagini temporali

Esplorando le metodologie per monitoraggio dei lavori stradali, Il calcolo della deviazione standard dei pixel permette un risultato quasi promettente, però non fornisce un chiaro riferimento temporale per valutare la corrispondenza tra la pianificazione dei lavori e la realizzazione degli stessi. Per questa ragione, Sevara.io ha analizzato il coefficiente di variazione dei singoli pixel, utilizzando un nuovo approccio tramite la marcatura HSV dei pixel. Una metodologia con i risultati promettenti, di monitoraggio delle variazioni temporali è tramite marcatura Hue Saturation e Value (HSV) dei pixel in cui si è verificata una variazione temporale. Prendendo la stessa serie temporale di immagini in esame, è stato possibile evidenziare i pixel di una specifica unità temporale in cui si è riscontrata una variazione. Analizzando il colore, saturazione e valore del pixel si può ricondurre ad un determinato momento temporale e quantificare l’intensità della variazione. Nella Figura 1 possiamo vedere i colori grigi indicano nessuna variazione, i colori dal rosso-giallo indicano le variazioni nel periodo iniziale, i colori dal verde al blu indicano le variazioni nei periodi centrali,mentre i colori tendenti al viola-rosa indicano le variazioni dell’ultimo periodo della linea temporale.

Bari serie temporale SAR con il modello HSV Figura 1. Bari serie temporale SAR con il modello HSV

Il rilevamento del cambiamento viene rappresentato tramite l’HSV (figura 2):

  • la componente Hue : modella la dimensione temporale
  • la componente Saturazione : modella l'intensità relativa del cambiamento
  • la componente Valore : modella l'intensità assoluta del radar
Rappresentazione HSV Figura 2. Rappresentazione HSV

Prendendo come caso di studio il ponte Adriatico sono state analizzate una serie di immagini temporali da settembre 2015 a maggio 2017, complessivamente 38 immagini. Nelle prime immagini 2015, si nota come l’analisi rilevi l’inizio dei lavori, dove i pixel sono gialli tendenti all’arancione Figura 3.

Analisi delle 38 immagini dal 2015 al 2017: l’ inizio lavori sul ponte adriatico Figura 3. Analisi delle 38 immagini dal 2015 al 2017: l’ inizio lavori sul ponte adriatico

Facendo l’analisi parziale della serie temporale si può notare l’inizio, l’avanzamento e la fine dei lavori . Figura 4a mostra l’inizio dei lavori, si nota tutta la palette di colori in condizioni di alta saturazione, ciò indica continue e marcate variazioni. Figura 4b mostra l’avanzamento dei lavori soprattutto nella parte centrale e finale della linea temporale. Figura 4c mostra la fine dei lavori in corso in quanto la saturazione è molto bassa, variazioni minime, con colori che indicano la seconda metà della linea temporale, il tempo osservato è Ottobre e Novembre 2016. Figura 4d indica i lavori a termine in quanto la saturazione è vicino allo zero, scala di grigi.

Inizio lavori ponte adriatico Avanzamento lavori fase centrale

Parte finale dei lavori

Conclusione lavori

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