A REVIEW AND TEST OF SHORELINE EXTRACTION TECHNIQUES

Abstract

Le zone costiere rappresentano luoghi di elevato valore paesaggistico, economico e culturale. In un lembo di terra che va da qualche centinaio di metri al chilometro, si concentrano alte densità abitative, aree naturalistiche protette o luoghi di interesse commerciale e turistico. L’indicatore più immediato per monitorare la fascia costiera è rappresentato dalla linea di riva, intesa come confine tra mare e terraferma. Il monitoraggio della linea di riva è tradizionalmente effettuato con metodi topografici classici mediante l’utilizzo di ricevitori GNSS e/o laser scanner. Tuttavia, la sempre maggiore diffusione e distribuzione di dati satellitari, consente un monitoraggio più frequente e a costi contenuti, senza la necessità di una campagna terrestre di acquisizioni. L’obiettivo di questo studio è confrontare diverse metodologie di estrazione automatica della linea di riva da dati satellitari sia ottici che radar a media risoluzione e gratuiti, forniti dal programma Copernicus dell’Agenzia Spaziale Europea. Come caso di studio è stata scelta la spiaggia della Feniglia in provincia di Grosseto. Le tecniche utilizzate prevedono l’utilizzo di indici spettrali come Normalized Difference Water Index (NDWI) per esaltare nelle immagini il confine il confine tra mare e terraferma. A tale scopo sono stati utilizzati per confronto algoritmi di classificazione supervisionata come Random Forest (RF), Minimum Distance (MD), Maximum Likelihood (ML) e non-supervisionata come k-means. Per verificare l’accuratezza delle diverse metodologie e fonti di dati è stata considerata una linea di riva di riferimento digitalizzata manualmente a partire da un ortomosaico frutto di un rilievo aerofotogrammetrico distribuito dalla Regione Toscana. I risultati migliori hanno raggiunto un’accuratezza di 3.75m corrispondente a meno della metà della dimensione del pixel a terra dei dati Sentinel-1 e Sentinel-2 (10m).