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An Approach to the Detection of Post-seismic Structural Damage Based on Image Segmentation Methods

  • Lorenzo J. Cevallos-Torres
  • Diana Minda Gilces
  • Alfonso Guijarro-Rodriguez
  • Ronald Barriga-Diaz
  • Maikel Leyva-Vazquez
  • Miguel Botto-Tobar
Conference paper
Part of the Communications in Computer and Information Science book series (CCIS, volume 895)

Abstract

Crack detection is critical in ensuring basic structural security, however manual identification of cracks is time-consuming and is subject to the judgments of reviewers. This research presents a crack detection technique based on image processing. The digital image processing is divided into different phases and each of them follow techniques that improve the quality of the images. In the segmentation phase, images traits need to be highlighted. This document portrays the image segmentation of a set of digital photographs of cracks and crevices of the different structures of the buildings of the faculties of the University of Guayaquil. In this study, a function is developed using the computational tool, Matlab, to obtain results by submitting the images to the different segmentation techniques applied during the investigation, for which methods are proposed such as: The Canny transform, The Sobel Operator and the Prewitt Transform. With the obtained results, crack measurement is applied based on the manual selection of pixels in order to generate damage assessment.

Keywords

Image segmentation Image processing Cracks Fissures Earthquake 

References

  1. 1.
    Blanco, M.: Criterios fundamentales para el diseño sismorresistente. Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela 27(3), 071–084 (2012)Google Scholar
  2. 2.
    Cevallos-Torres, L.J., et al.: Evaluation of vulnerability and seismic risk parameters through a fuzzy logic approach. In: Valencia-García, R., Lagos-Ortiz, K., Alcaraz-Mármol, G., Del Cioppo, J., Vera-Lucio, N., Bucaram-Leverone, M. (eds.) International Conference on Technologies and Innovation. CCIS, vol. 749, pp. 113–130. Springer, Cham (2017).  https://doi.org/10.1007/978-3-319-67283-0_9CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Soto, A.D.G., et al.: Estimación del peligro sísmico debido a sismos interplaca e inslab y sus implicaciones en el diseño sísmico. Ingeniería sísmica 86, 27–54 (2012)CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Gómez-Martínez, F., et al.: Comportamiento de los edificios de HA con tabiquería durante el sismo de Lorca de 2011: Aplicación del método FAST. In: Informes de la Construcción, vol. 67, no. 537, pp. 1–14 [e065] (2015).  https://doi.org/10.3989/ic.12.110CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Barbat, A.H., et al.: Evaluación probabilista del riesgo sísmico de estructuras con base en la degradación de rigidez. Revista Internacional de Métodos Numéricos para calculo y diseño en Ingeniería 32(1), 39–47 (2016)MathSciNetCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Cardona, O.D.: La necesidad de repensar de manera holística los conceptos de vulnerabilidad y riesgo (2002)Google Scholar
  7. 7.
    Cárdenas, P., Aníbal, H.: Desarrollos metodológicos y aplicaciones hacia el cálculo de la peligrosidad sísmica en el Ecuador Continental y estudio de riesgo sísmico en la ciudad de Quito (2016)Google Scholar
  8. 8.
    Moncayo Theurer, M.: Terremotos mayores a 6.5 en escala Richter ocurridos en Ecuador desde 1900 hasta 1970. Ingeniería Revista Académica de la Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Yucatán 21(2), 55–64 (2017)Google Scholar
  9. 9.
    Moncayo Theurer, M., et al.: Análisis sobre la recurrencia de terremotos severos en Ecuador. Prisma Tecnológico 8(1), 12–17 (2017)Google Scholar
  10. 10.
    Bonachea Pico, J.: Desarrollo, aplicación y validación de procedimientos y modelos para la evaluación de amenazas, vulnerabilidad y riesgo debidos a procesos geomorfológicos. Universidad de Cantabria (2006)Google Scholar
  11. 11.
    Zobin, V.M., Ventura Ramírez, J.F.: Vulnerabilidad sísmica de edificios residenciales y pronóstico de daños en caso de sismos fuertes en la ciudad de Colima. Geos 19(3), 152–158 (1999)Google Scholar
  12. 12.
    Caicedo Caicedo, C., et al.: Vulnerabilidad sísmica de edificios. Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE) (1994)Google Scholar
  13. 13.
    Herrera, D.M., Rincón, M., Sarria, H.: Un refinamiento del método de canny usando multirresolución. Boletín de Matemáticas 15(2), 92 (2008)Google Scholar
  14. 14.
    Falconí, R.A., García, E., Villamarín, J.: Leyes de atenuación para sismos corticales y de subducción para el Ecuador. Revista 13(1), 1–18 (2010)Google Scholar
  15. 15.
    Bak, P., Tang, C.: Earthquakes as a self-organized critical phenomenon. J. Geophys. Res.: Solid Earth 94(B11), 15635–15637 (1989)CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Hancock, J., Bommer, J.J.: A state-of-knowledge review of the influence of strong-motion duration on structural damage. Earthq. Spectra 22(3), 827–845 (2006)CrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    Doocy, S., et al.: The human impact of earthquakes: a historical review of events 1980-2009 and systematic literature review. PLoS Currents 5 (2013)Google Scholar
  18. 18.
    Ye, L., et al.: The 16 April 2016, M w 7.8 (M s 7.5) Ecuador earthquake: a quasi-repeat of the 1942 M s 7.5 earthquake and partial re-rupture of the 1906 M s 8.6 Colombia–Ecuador earthquake. Earth Planet. Sci. Lett. 454, 248–258 (2016)Google Scholar
  19. 19.
    Ellingwood, B.R.: Earthquake risk assessment of building structures. Reliab. Eng. Syst. Saf. 74(3), 251–262 (2001)CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Nature Switzerland AG 2019

Authors and Affiliations

  • Lorenzo J. Cevallos-Torres
    • 1
  • Diana Minda Gilces
    • 1
  • Alfonso Guijarro-Rodriguez
    • 1
  • Ronald Barriga-Diaz
    • 1
  • Maikel Leyva-Vazquez
    • 1
  • Miguel Botto-Tobar
    • 1
    • 2
  1. 1.Universidad de GuayaquilGuayaquilEcuador
  2. 2.Eindhoven University of TechnologyEindhovenThe Netherlands

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