Overvåkning av infrastruktur ved bruk av satelittbilder og datamaskinsyn

Infrastruktur som veier og kraftledninger er fundamentale for økonomi og livskvalitet i samfunnet, men de er sårbare for miljø og alvorlig uvær. Trær som faller på strømledninger eller blokkerer veier, er typiske eksempler på hvordan slike sårbarheter kan påvirke samfunnet. Disse situasjonene understreker behovet for effektiv overvåking av infrastruktur.

Tradisjonelle overvåkingsmetoder, som bakkepatruljer og visuelle inspeksjoner, er ressurskrevende, spesielt innen vegetasjonsforvaltning. Disse metodene er kostbare, tidkrevende og har sikkerhetsrisiko og miljømessige konsekvenser. Dessuten økes urfordingene med å overvåke infrastrukturen av det store omfanget av disse nettverkene, spesielt strømledninger og veier, som ofte strekker seg over hundrevis eller til og med tusenvis av kilometer. Følgelig fører sjeldenheten av inspeksjoner ofte til avhengighet av utdaterte data, noe som kan hindre prosessen med å ta rettidige og effektive beslutninger.

Et paradigmeskifte i overvåking av infrastruktur

Feltet har opplevd en transformasjon med mer kostnadseffektive satellittoppskytninger og introduksjonen av avanserte sensorer, som har utvidet mulighetene for bruk av satellittbilder til overvåking av infrastruktur. Forbedret effektivitet og kvalitet på satellittbilder, kombinert med tilbudet av hyppige oppdateringer og bred dekning, utgjør et alternativ til konvensjonelle metoder. Dette skiftet muliggjør en mer effektiv, kostnadseffektiv og miljøvennlig måte å utføre omfattende overvåking på, noe som betydelig forbedrer situasjonsbevisstheten og evnen til å reagere raskt.

Forskningsretninger og metodisk utvikling

Den presenterte forskningen sikter mot å utforske hvordan man effektivt kan overvåke infrastrukturnettverk ved bruk av satellittbilder. Fokuset er på å utvikle metoder og algoritmer som kan analysere satellittbilder for å identifisere potensielle fysiske trusler fra omgivelsene, oppdage endringer, vurdere risikoer og gi rettidige oppdateringer om tilstanden til kritisk infrastruktur.

Forskningsveien er todelt, med fokus på: 1) overvåking av kraftlinjeinfrastruktur, med utvikling av spesialiserte teknikker for håndtering av vegetasjon langs transmisjons- og distribusjonsnettverk for å sikre operasjonell integritet og motstandskraft, og 2) overvåking av veier og katastrofehåndtering, spesielt i respons til naturkatastrofer og ekstreme værforhold, med mål om å redusere innvirkning og forbedre beredskapen og responsen til samfunn og infrastruktursystemer til slike uforutsigbare hendelser.

Stipendiat Michele Gazzea.

Samarbeid og veiledning

Michele Gazzea er forsker ved Institutt for datateknologi, elektroteknologi og realfag ved Høgskulen på Vestlandet (HVL). Forskningen ble utført som en del av et samarbeidsprosjekt mellom HVL og Institutt for byggteknikk ved Florida State University (FSU), Florida, USA. Forskningen har også blitt støttet av Den europeiske romfartsorganisasjonen (ESA) innenfor GridEyeS-prosjektet.

Professor Reza Arghandeh og professor Lars Michael Kristensen, begge ved HVL, har vært henholdsvis hovedveileder og medveileder.

Prøveforelesing

2. mai kl. 10.15, rom M003, K2, Campus Bergen. 

Tema: Current State-of-the-art and Future Direction in Using Transformers in Earth Observations.

Disputas

2. mai kl. 13.15, rom M003, K2, Campus Bergen. 

Disputasleder

Prodekan for forskning Stig Erik Jakobsen

Bedømmelseskomité

Assistant Professor Mahdi Farnaghi, University of Twente, Nederland
Førstemanuenis Filippo Maria Bianchi, UiT
Professor Ilona Heldal, HVL