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Topography of the Chittagong (Bangladesh)shoreline: a combined approach withremote sensing and in situ observations
Luleå University of Technology, Department of Computer Science, Electrical and Space Engineering, Space Technology.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In this thesis I present the algorithms and methods used to extract a shoreline from remote sensing data (i.e. satellite imagery) and the determination of the water level at the time of the data recording, which are both used to generate a DEM (Digital Elevation Model) of the intertidal area. The generation of the DEM is done in multiple steps, with the first one being the shoreline extraction. To find the shoreline, satellite imagery from the PROBA-V satellite is used. The image data consists of four channels (Red, Blue, NIR, SWIR), which are then combined to generate an artificial RGB image. This RGB image is then converted into the HSV colour space. To finally determine the threshold, the hue and value channel are selected, and a simple thresholding is applied to separate water masses from land masses. The final binary image is then cleaned from noise, and reduced to only a pixel-wide line representing the detected shoreline. This process is applied on several images taken at different water levels (i.e. different parts of the tidal cycle). To estimate the altitude level of the waterline, tidal data from tide gauges at Chittagong and Coxs Bazar are used. First, both tidal records are compared to determine the phase and amplitude scaling with respect to the distance of the two gauges. Afterwards, these values are used to inter- and extrapolate the water level along the shoreline. This allows to generate a synthetic tide measurement for every point at any time based on only the tidal records at Chittagong. The synthetic tide measurements are then combined with the shorelines to generate the final DEM. In the end, the generated DEM is compared with nautical charts of the area, as well as a different remotely-sensed DEM of Chittagong to estimate its accuracy. This whole process allows for a simple generation of inter tidal areas without having to make in-situ measurements of the area, and especially without repeating the measurements due to fast changes in the shoreline.

Abstract [fr]

Dans ce rapport, je présente les algorithmes et les méthodes utilisés pour extraire une position de rivage à partir de données de télédétection (imagerie satellitaire) et déterminer le niveau de l'eau au moment de l'enregistrement des données, qui sont tous deux utilisés pour générer un MNE (modèle numérique d'élévation) de la zone intertidale (i.e. la zone comprise entre la ligne d’eau à marée basse et celle à marée haute). La génération du MNE se fait en plusieurs étapes, la première étant l'extraction du littoral. Pour trouver le littoral, les données de l'imagerie satellitaire du satellite PROBA-V sont utilisées. Les images se composent de quatre canaux (Red, Blue, NIR, SWIR), qui sont ensuite combinés pour générer une image RGB artificielle. Cette image RGB est ensuite convertie en espace de couleur HSV. Pour déterminer précisément le seuil, le canal de tonalité et de valeur est sélectionné, et un seuil simple est appliqué pour séparer les zones d'eau des zones terrestres. L'image binaire finale est ensuite nettoyée du bruit et réduite à une seule ligne de pixels représentant le littoral détecté. Ce processus est appliqué sur plusieurs images prises à différents niveaux d'eau (c'est-à-dire différentes parties du cycle de marée). Pour calculer le niveau d'altitude de la ligne de l'eau, on utilise les observations in situ des marégraphes à Chittagong et Coxs Bazar. Tout d'abord, les deux enregistrements de marée sont comparés pour déterminer l'échelle de la phase et de l'amplitude par rapport à la distance des deux jauges. Par la suite, ces valeurs sont utilisées pour déterminer le niveau de l'eau tout le long du rivage, par extrapolation. Cela permet de générer une hauteur synthétique de la marée  pour chaque point à tout moment en fonction uniquement des enregistrements de marée à Chittagong. Les mesures synthétiques de marée sont ensuite combinées avec les positions de rives pour générer le MNE final. A la fin, le MNE généré est comparé aux cartes nautiques de la zone, ainsi qu’un autre MNE télédétecté de Chittagong pour estimer sa précision. Notre approche permet une cartographie simple de zones intertidales sans avoir à effectuer des mesures in situ de la zone, et surtout sans avoir à répéter les mesures dans le cas de changements rapides de la morphologie du littoral.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 80
Keyword [en]
image processing master thesis chittagong tide level shoreline bangladesh
National Category
Signal Processing
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-67917OAI: oai:DiVA.org:ltu-67917DiVA, id: diva2:1190007
External cooperation
Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales; Erasmus+; Université Toulouse III - Paul Sabatier; SpaceMaster
Subject / course
Student thesis, at least 30 credits
Educational program
Space Engineering, master's level (120 credits)
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-03-13 Created: 2018-03-13 Last updated: 2018-03-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

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By organisation
Space Technology
Signal Processing

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