Acessibilidade / Reportar erro

Monitoring the condition of roads pavement surfaces: proposal of methodology using hyperspectral images

Monitoramento das condições das superfícies de pavimentos rodoviários: proposta de metodologia utilizando imagens hiperespectrais

Abstracts

With the current system of concession roads in Brazil, both concessionaires and regulatory agents have been charged with improving the quality of the pavement on Brazilian highways. This situation requires the search for new tools that can facilitate the survey of pavement conditions in less time and at a lower cost than traditional methods. Recently, an increasing number of high-resolution spatial images have become available on the world market following the development of new remote sensing satellites and airborne sensors. Similarly, multispectral images and even hyperspectral images are now available commercially and for scientific research. The paper presents a new methodology for the identification of asphalted pavement surfaces condition and the classification of the main types of asphalt defects using hyperspectral images from airborne digital sensors. The objective of this study was to generate indexes of pavement conditions from images that can be compared with the indicators of pavement surface conditions already used by national regulatory agencies.

pavements; remote sensing; asphalt; hyperspectral; classification


No atual sistema de concessões rodoviária do Brasil ambos, concessionárias e agências reguladoras têm a missão de melhorar a qualidade dos pavimentos rodoviários no País. Tal situação requer a pesquisa e a identificação de novas ferramentas que facilitem o levantamento das condições dos pavimentos rodoviários num tempo e custos menores que os métodos usuais. Recentemente, se verificou um grande aumento da disponibilidade de imagens de sensoriamento remoto com alta resolução espacial, seguindo uma tendência do mercado de novos satélites de sensoriamento remoto, e de sensores aerotransportados. De forma similar, imagens multi e hiperespectrais estão disponíveis tanto comercialmente quanto para a pesquisa científica. O artigo apresenta uma nova metodologia para a identificação das condições do asfalto em superfícies pavimentadas e uma classificação dos tipos de defeitos identificáveis a partir de imagens hiperespectrais adquiridas por sensores aerotransportados. O objetivo do artigo é o de mostrar que índices das condições das superfícies dos pavimentos asfaltados gerados via imagens hiperespectrais podem ser comparados com os indicadores vigentes, utilizados pela agência reguladora nacional.

pavimentos; sensoriamento remoto; asfalto; hiperspectral; classificação


  • Agência Nacional de Transportes Terrestres - ANTT (2008) AETT - Anuário Estatístico dos Transportes Terrestres Available at www.antt.gov.br
  • Atech Critical Technologies Application Foundation – ATECH (2010) CASI 1500 sensor imaging of the region south of the city of Sorocaba, SP, Brazil
  • Bernucci, L. B., Mota, L. M. G., Cerati, J. A. P. and Soares, J. B. (2008) Asphalt Pavement: Basic formation for Engineers Rio de Janeiro: Abeda.
  • Blaschke, T, Lang, S., Lorup, E, Strobl, J. and Zeil, P. (2000) Object-oriented image processing in an integrated GIS/remote sensing environment and perspectives for environmental applications. In: Cremers, A.; Gerve, K. (eds.) Environmental Information for Planning, Politics and the Public Metropolis-Verlag, Marburg, vol. 2, pp. 555-570.
  • Blaschke, T. and Kux, H. (2005) Remote sensing and advanced SIG: new sensory systems innovative methods São Paulo: Office of Texts.
  • Blaschke, T., Glasser, C. and Lang, S. (2005) Processing of Images in an Integrated SIG Environment/ Remote Sensing-Tendencies and Consequences
  • Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT NORMA DNIT 005/2003 – TER (2003) Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Terminologia, DNIT: Brasília, 2003. 12p.
  • Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT NORMA DNIT 006/2003 – PRO (2003) Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Procedimento, DNIT: Brasília, 2003. 10p.
  • Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT NORMA DNIT 008/2003 – PRO (2003) Levantamento para avaliação da condição de superfície de subtrecho homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semi-rígidos para gerência de pavimentos e estudos e projetos Procedimento, DNIT: Brasília, 2003. 11p.
  •  Ferreira, E. R. and Vieira, C. A. O. (2009a) Utilização de imagens do sensoriamento remoto para detectar defeitos nas superfícies de pavimentos asfálticos. Anais XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Natal, Brasil, INPE, pp. 951-958.
  • Herold, M. and Roberts, D. (2005) Spectral characteristics of asphalt road aging and deterioration: implications for remote-sensing applications. Applied Optics, vol. 44, n. 20.
  • Herold, M., Roberts, D. D., Noronha, V. and Smadi, O. (2008) Imaging spectrometry and asphalt road surveys. Transportation Research Part C, vol. 16, pp. 153-166.
  • Nóbrega, R.A., Ohara, C. G. and Quintanilha, J. A. (2008) An object-based approach to mine roads over informal settlements in São Paulo city. In: Blaschke, T., Lang, S., Hay, G. (eds.) Object based image analysis Berlin: Springer, 2008, vol. 1, pp. 595-613.
  • Proto, M., Bavusi, M., Bernini , R., Bigagli,L., Bost, M.,. Bourquin, F., Cottineau, L-M., Cuomo , V., Mauro Dolce, P. D., Dumoulin, J., Eppelbaum ,L., Fornaro, G., Gustafsson, M., Hugenschmidt. J., Kaspersen, P., Kim, H., Lapenna, V., Leggio, M., Loperte, A., Mazzetti, P., Moroni, C., Nativi, S., Nordebo, S., Pacini, F., Palombo, A., Pascucci, S., Perrone, A., Pignatti. S., Ponzo, F. C., Rizzo, E., Soldovieri, F. and Taillade, F.  (2010) Transport Infrastructure Surveillance and Monitoring by Electromagnetic Sensing: The ISTIMES Project. Sensors, vol. 10, n. 12, pp. 10620-1063.
  • Resende, M. R., Bernucci, L. L. B. e Quintanilha, J. A.  (2012) Classificação híbrida: pixel a pixel e baseada em objetos para o monitoramento da condição da superfície dos pavimentos rodoviários. Boletim de Ciências Geodésicas, vol. 18, n. 3, pp. 397-420.
  • Resende, M. R., Jorge, S. C. H., Longhitano, G. A. and Quintanilha, J. A. (2008) Use of hyperspectral and high spatial resolution image data in an asphalted urban road extraction. IEEE International Geoscience & Remote Sensing Symposium - IGARSS2008, Boston, USA.
  • Rodrigues, L. M., Resende, M. R. e Timoszczuk, A. P. (2007) Sistema de imageamento hiperespectral de alta resolução embarcado em plataforma aérea de baixo custo. XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto – SBSR, Florianópolis.
  • Wang, K. C. P. and Smadi, O. (2011) Automated imaging technologies for pavement distress surveys, Transportation Research Circular E-C156
  • Weng, Q.  (2012) Remote sensing of impervious surfaces in the urban areas: Requirements, methods, and trends. Remote Sensing of Environment, vol. 117, n. 15, pp. 34-49.

Publication Dates

  • Publication in this collection
    05 Feb 2014
  • Date of issue
    Apr 2014

History

  • Accepted
    27 Apr 2013
  • Received
    29 Nov 2012
  • Reviewed
    26 Feb 2013
Sociedade Brasileira de Planejamento dos Transportes Universidade Federal do Amazonas, Faculdade de Tecnologia - Pavilhão Rio Japurá - Setor Norte, Av. Gal Rodrigo Otávio, n. 3000, Coroado, CEP 69077-000, Tel.: (55 92) 3305-4613 | 3305-4607 - Manaus - AM - Brazil
E-mail: editor.jtl@gmail.com