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Amianto

Metodologia e accuratezza della mappatura del cemento-amianto 2007

Metodologia

L’Osservazione della Terra (Earth Observation) è la disciplina che studia la superficie terrestre mediante sensori posti a bordo di satelliti, aerei, elicotteri o droni. Ogni materiale presente sulla superficie terrestre come la vegetazione, l’acqua, le rocce, i suoli nudi, le coperture dei tetti, ecc., riflette la radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole in una maniera specifica denominata, nel gergo dell’Osservazione della Terra, “firma spettrale” perché, così come una firma caratterizza una determinata persona, una firma spettrale può caratterizzare un determinato materiale. Utilizzando dei sensori speciali posti a bordo di aerei, denominati scanner iperspettrali, è possibile acquisire delle immagini in cui è registrata con grande dettaglio la radiazione elettromagnetica riflessa dai materiali presenti in superficie. Anche le coperture in cemento-amianto presentano una firma spettrale caratteristica. Nel rilievo aereo con scanner iperspettrale eseguito nel 2007 in Lombardia la dimensione media del pixel (cioè l’unità minima di informazione dell’immagine) è di 3 metri x 3 metri.

Il processo di riconoscimento dei materiali presenti nelle immagini è chiamato “classificazione”. Il primo passo del processo di classificazione è quello di acquisire dei campioni di “verità a terra” (ground truth): si tratta di individuare un campione di materiali ben visibili nell’immagine e di cui sono certe le caratteristiche. Ad esempio, nel caso della mappatura delle coperture in cemento-amianto, è necessario individuare un campione di edifici in cui sia stata accertata attraverso ispezioni la presenza sui tetti di coperture in cemento-amianto. In questo modo è possibile realizzare una “libreria di firme spettrali”. A questo punto si esamina in maniera completamente automatizzata l’immagine confrontando la risposta spettrale di ciascun pixel con le firme spettrali presenti nella libreria di firme spettrali. Se ad esempio, un pixel del tetto di un edificio presenta una firma spettrale molto simile a quella della firma spettrale del cemento-amianto, allora il pixel viene classificato come cemento-amianto. Il primo risultato della mappatura del cemento-amianto realizzata nel 2007 è stato quindi una nuova immagine in cui i pixels relativi al cemento-amianto erano evidenziati con un colore convenzionale. Il passo successivo è stato quello di tracciare manualmente a video, sullo sfondo di ortoimmagini del 2003, i poligoni dei tetti nei quali erano presenti pixel classificati come cemento-amianto. Il risultato finale della classificazione eseguita nel 2007 è stato una mappa composta da oltre 25000 poligoni, in cui ciascun poligono identifica un tetto avente una elevata probabilità di essere costituito da cemento-amianto.

Accuratezza

Qualsiasi processo di classificazione di immagini telerilevate produce inevitabilmente degli errori. Per valutare l’accuratezza dei risultati della classificazione è necessario acquisire un campione di punti di cui siano state accertate le caratteristiche. Questo campione deve essere indipendente da quello utilizzato nella fase precedente per la costituzione della libreria di firme spettrali. Nel caso della mappatura del cemento-amianto è stato acquisito un apposito campione di 115 punti. Utilizzando questo campione, l’accuratezza complessiva della classificazione delle coperture in cemento-amianto è risultata pari al 91.3%. I casi di falsi positivi (cioè i casi di tetti che non sono ricoperti in cemento-amianto ma che sono stati classificati come se lo fossero) sono stati 2.1%, mentre i falsi negativi (cioè i casi di tetti che sono ricoperti in cemento-amianto ma che non sono stati classificati come tali) sono stati 7.9%.

Oltre ai normali errori insiti nel processo di classificazione, bisogna inoltre considerare i seguenti fattori che portano ad una sottostima delle superfici in cemento-amianto:

  • le piccole coperture in cemento-amianto, inferiori ai 100 m2, sono difficilmente identificabili;
  • le coperture in cemento-amianto che sono state incapsulate o sovracoperte non sono identificabili;
  • la stima delle superfici delle coperture in cemento-amianto è basata sulla proiezione dei tetti sul piano orizzontale; nella realtà i tetti hanno superfici oblique o curve quindi la loro superficie reale è superiore rispetto a quella stimata.

Una ulteriore avvertenza riguarda la accuratezza della perimetrazione delle coperture in cemento-amianto. I poligoni che delimitano le coperture in cemento-amianto risultano talvolta visibilmente spostati rispetto ai tetti visibili nelle ortoimmagini del 2007 o del 2012. Ciò è dovuto alla deformazione di parallasse presente in qualsiasi ortoimmagine e per effetto della quale gli edifici (e qualsiasi altro oggetto che si eleva rispetto alla superficie del terreno come viadotti, tralicci, alberi, ...) risulta inclinato su un lato. Questo effetto varia da zona a zona ed è diverso da una data di ripresa all’altra.

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