Implementació i validació d'algoritmes de teledetecció de línia de costa a la platja de Castelldefels

Abstract

The main goal of this study is the software development for automatic shoreline detection from video images of Castelldefels beach. Currently, there are not automatic and robust methods of shoreline detection, so this task must be often done by selecting one by one the pixels which belong to the shoreline, following the criteria of the person in charge. The code has been developed with Matlab software. Knowledge about image processing has been applied, using functions of Matlab for that purpose. Some functions from the software Ulises, build within the framework of a bigger project which aims at video-monitoring and studying coastal dynamics, have been used too. This study started from a code developed previously, which identified the shoreline pixels in images that verified specific conditions. The most important contribution of this study has been to improve the morphological processing and the method to discriminate pixels so that the number of images in which the shoreline can be identified has increased significantly. Moreover, an automatic selection of files and a system to convert the pixels to geographic coordinates and save them has been created. Finally the computational time to reach the results has been shortened. As a result of this study, a semiautomatic code has been created in which the user has to validate the shoreline. It has been proved to work properly despite of the hour of the day or the month of the year, and also with storms or noise close to the shoreline. The main unsolved problem has been strong differences in illumination within an image, but the code can accurately detect the shoreline in the great majority of analysed images.

Aquest treball té com a objectiu el desenvolupament d’un software per a la detecció automàtica de la línia de costa a partir d’imatges de vídeo de la platja de Castelldefels. Actualment no hi ha mètodes automàtics que realitzin aquesta funció correctament , de manera sovint s’ha n seleccionar sobre pantalla un a un els píxels que configuren la línia de costa , sot a cr iteri de la persona encarregada . El codi s ’ha realitzat amb el p rograma Matlab i s’han aplicat els coneixements de processat d’imatge digital utilitzant funcions ja existents de Matlab . També s’han utilitzat funcions creades dins el projecte Ulises , creat en el marc d’un projecte més glo bal de vídeo - monitorització i estudi de dinàmica de costes amb el què aquest treball guarda una relació directa . Aquest treball partia d’un codi ja existent que identificava els píxels que configuren la línia de costa en imatge que verifiquen condicions molt concretes. Les principals contribucions han estat millorar el processat morfològic i el mètode de discriminació dels píxels, aconse guint un augment considerable de la quantitat d’imatges en què es pot identificar l a línia de costa. A més, s’hi ha afegit un sistema de selecció d’arxius automàtic i s’ha aplicat una funció per obtenir les coordenades ge ogràfiques de la línia de costa. Per últim, s’ha optimitzat el càlcul computacional per reduir el cost temporal . El resultat és un codi semiautomàtic on l’usuari ha de validar la línia de costa obtinguda . S’ha comprovat la seva fiabilitat independentment de l’hora del dia o l’època de l’any estudiada, a més a més de la capacitat d’extreure resultats en condicions de tempesta o amb elements externs a prop de la línia de costa. El principal problema que no s’ha pogut resoldre és la presència de condicions d’il·luminació molt desiguals dins d’una mateixa imatge, però el codi detecta correctament la línia de costa en la g ran majoria d’imatges analitzades