Il sistema di monitoraggio si basa sull'elaborazione di immagini satellitari multitemporali acquisite da piattaforme Sentinel-2 e Landsat-7 e -8 mediante il framework open-source CoastSat (Vos et al., 2019). Per ciascun sito analizzato, la posizione della linea di riva viene estratta automaticamente attraverso un algoritmo di classificazione sub-pixel. Il risultato è una serie temporale di posizione della linea di riva con le seguenti caratteristiche:
estratta su transetti ortogonali alla costa generati a intervalli regolari di 200 m;
copertura temporale a partire dal 2016;
risoluzione nominale ricampionata mensile.
L'analisi delle serie temporali รจ finalizzata quindi alla classificazione di eventi erosivi e di recupero.
Rilevamento dei cicli di erosione-recupero
Le serie temporali vengono sottoposte a un pipeline di analisi che comprende:
ricampionamento temporale e interpolazione dei valori mancanti;
filtraggio del rumore mediante smoothing adattivo (LOWESS, Savitzky-Golay, media mobile, gaussian-fitting);
rilevamento automatico dei cicli erosione-recupero, definiti come la sequenza:
massimo locale precedente — condizione di spiaggia pre-erosiva;
minimo locale la cui posizione dalla reference supera una soglia percentile configurabile (default P25 della distribuzione dei valori lisciati);
successivo massimo locale — fase di recupero.
Gli eventi vengono rilevati sulla serie lisciata e validati sulla serie grezza, con gestione opzionale della soglia tramite finestra mobile, detrending lineare o criterio di prominenza relativa.
Come leggere i grafici per transetto
Cliccando su un transetto nella mappa sottostante viene aperto il grafico della serie temporale di distanza della linea di riva da una reference (figura sottostante come esmpio).
Esempio di grafico riportante gli eventi di recupero della spiaggia
Nella tabella che segue si sintetizza la descrizione degli elementi visualizzati nel grafico.
⎯⎯ Linea grigia
— Serie grezza mensile: distanza della linea di riva dalla reference (estremo lato terra del transetto di misura), in metri. Riflette la variabilità ad alta frequenza incluso il rumore strumentale.
⎯⎯ Linea blu
— Serie lisciata: versione filtrata della serie grezza mediante smoothing adattivo. Evidenzia il segnale morfologico a medio-lungo termine, attenuando la variabilità stagionale e il rumore.
- - Linea rossa tratteggiata
— Soglia erosiva: valore percentile (default P25) calcolato sulla serie lisciata, fisso o mobile nel tempo. I minimi al di sotto di questa soglia vengono considerati eventi erosivi significativi.
● Punti rossi
— Minimi erosivi: istanti in cui la distanza della linea di riva (dalla reference) raggiunge il valore minimo dell'evento erosivo, corrispondenti al picco di arretramento della linea di riva.
★ Stelle verdi
— Massimi di recupero: istanti in cui la spiaggia raggiunge il massimo avanzamento successivo all'evento erosivo, a indicare il completamento della fase di recupero morfologico.
⎯⎯ Linea verde tratteggiata
— Traiettoria di recupero: segmento che congiunge il minimo erosivo con il successivo massimo di recupero, indicando direzione e ampiezza della risalita.
▬ Aree verdi
— Finestre di recupero: intervalli temporali tra il minimo erosivo e il successivo massimo. L'ampiezza indica la durata del ciclo; cicli più rapidi corrispondono ad aree più strette.
Insieme al grafico viene prodotta una tabella che riporta per ciascun ciclo di erosione/recupero:
