Ανάλυση της Επικινδυνότητας για Εμφάνιση Κατολισθήσεων με Τηλεπισκοπικές Μεθόδους: Αποτελέσματα του ESA/SLAM PROJET
Από RemoteSensing Wiki
Ανάλυση της Επικινδυνότητας για Εμφάνιση Κατολισθήσεων με Τηλεπισκοπικές Μεθόδους: Αποτελέσματα του ESA/SLAM PROJET
Συγγραφείς: P.Farina, S. Moretti, D. Colombo, A. Fumagalli, P. Manunta
Αντικείμενο εφαρμογής
Ανάλυση της επικινδυνότητας για εκδήλωση φαινομένων κατολισθήσεων.
Στόχος εφαρμογής
Το κείμενο είναι επικεντρωμένο στην περιγραφή της δραστηριότητας του “SLAM Project” (Service for Landslides Monitoring). To “SLAM Project” αποσκοπεί στο να αξιολογήσει τις ικανότητες της μεθόδου παρεμβαλλομετρίας SAR για να γίνει ένα εργαλείο για την εκτίμηση της επικινδυνότητας φαινομένων κατολίσθησης.
Εισαγωγή
Παραδοσιακές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη χαρτογράφηση και τη παρακολούθηση των μαζών μπορούν να επωφεληθούν από την εφαρμογή τεχνικών τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με ανάλυση GIS. Η χρησιμοποίηση νέων τεχνολογιών RS (όπως παρεμβαλλομετρία SAR και οπτικές εικόνες υψηλής ευκρίνειας) επιτρέπει την ταχεία απόκτηση ποσοτικών στοιχείων για μεγάλες εκτάσεις, μειώνοντας την εργασία πεδίου άρα και το κόστος. Αυτή η προσέγγιση έχει υιοθετηθεί στο “SLAM Project”, στα πλαίσια του οποίου, η επεξεργασία των Μόνιμων Σκεδαστών (Permanent Scatterers-PS technique) και η ανάλυση της υψηλής ευκρίνειας εικόνων εφαρμόστηκαν στην περιοχή λεκανών απορροής του ποταμού Άρνου (Κεντρική Ιταλία). Περίπου 350 SAR εικόνες έχουν επεξεργαστεί παρεμβαλλομετρικά μέσω της τεχνικής PS, και σε αυτές εντοπίστηκαν 650.000PS περίπου.
Περιοχή μελέτης
Περιοχή μελέτης είναι η λεκάνη απορροής του ποταμού Άρνου η οποία βρίσκεται στη Τοσκάνη (Σχήμα 1). Η περιοχή αυτή βρίσκεται στην ορεινή ζώνη στα βόρεια Απέννινα και επιλέχθηκε για το μεγάλο αριθμό μετακινήσεων μαζών (μέχρι σήμερα έχουν χαρτογραφηθεί πάνω από 30.000 κατολισθήσεις και 300 περίπου περιοχές με υψηλή επικινδυνότητα για φαινόμενα κατολισθήσεων).
Για την περιοχή υπολογίστηκε:
• 74% των κινήσεων των μαζών συμβαίνουν σε “επίπεδες” πλαγιές
• 20% των κατολισθήσεων συμβαίνουν σε μικρές πλαγιές και
• 5% συμβαίνουν από τις ροές του νερού.
Σχήμα 1: Λεκάνη απορροής του ποταμού Άρνου
Μεθοδολογία
Τρία είναι τα προϊόντα έρευνας τα οποία παράγει το “SLAM Project”, η ανάλυση των οποίων έπεται.
1. Απογραφή κατολισθήσεων σε χάρτη
Το 2003 πραγματοποιήθηκε για την περιοχή του ποταμού Άρνου απογραφή των ενεργών και αδρανών κατολισθήσεων σε έναν χάρτη αναφοράς κλίμακας 1:10.000 με παραδοσιακά γεωμορφολογικά εργαλεία. Ο στόχος του “SLAM Project” ήταν η ένωση της απογραφής με την πληροφορία η οποία προήλθε από τους μόνιμους σκεδαστές της παρεμβαλλομετρικής ανάλυσης (PS technique). Η τεχνική αυτή παρέχει σημειακές πληροφορίες οι οποίες είναι πυκνές μόνο σε αστικές περιοχές. Για να δοθεί χωρική διάσταση στις PS πληροφορίες είναι απαραίτητο να συνδυαστούν με την ανάλυση δορυφορικών εικόνων ή αεροφωτογραφιών. Περίπου 350 SAR εικόνες αποκτήθηκαν από το δορυφορικό σύστημα ERS1 & 2 από το 1992 έως το 2002 για την περιοχή μελέτης. Ανιχνεύτηκαν έτσι 650.000 PS τα οποία εισήχθησαν σε περιβάλλον GIS και συγκρίθηκαν με τον προηγούμενο χάρτη. Διαφορές ανάμεσα στα δύο σύνολα των στοιχείων αναλύθηκαν με οπτική ερμηνεία των εικόνων SPOT 5 και κάποιων αεροφωτογραφιών (με κλίμακα 1:30.000 έως 1:10.000) για να εντοπιστούν πιθανά σημεία εμφάνισης κατολισθήσεων.
Σε μια έκταση 1.750Km2 της περιοχής μελέτης ισχύουν τα εξής:
• 352 κατολισθήσεις (10,1%) χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός τουλάχιστον PS
• 154 (6,5%) νέες ασταθείς περιοχές βρέθηκαν οι οποίες έχουν χαρτογραφηθεί.
Τα παραπάνω αποτελέσματα φαίνεται να επιβεβαιώνουν την εγκυρότητα της μεθοδολογίας για τη χαρτογράφηση κατολισθήσεων. (Σχήμα 2)
Σχήμα 2: Επικάλυψη του χάρτη απογραφής με τα σημεία PS με κατάταξη βάσει της ταχύτητας του φαινομένου
2. Παρακολούθηση μετατόπισης των κατολισθήσεων
Η πληροφορία η οποία προέρχεται από τη μέθοδο SAR μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο παρακολούθησης για αργές κατολισθήσεις (μερικά cm/year) και συμπληρωματικά σε άλλα in-situ στοιχεία τα οποία παρέχουν πληροφορίες για υπόγειες κινήσεις. Το τελικό προϊόν μιας τέτοιας ανάλυσης αποτελείται από μια έκθεση για κάθε περιοχή μελέτης η οποία περιλαμβάνει το γεωλογικό μοντέλο του φαινομένου. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται μια αρχική συλλογή και αναθεώρηση των πληροφοριών από βιβλία για να επιτευχθεί η υπέρθεση των δεδομένων PS στον υφιστάμενο γεωμορφολογικό χάρτη. Η παραπάνω διαδικασία επιτρέπει την ακριβή διαφοροποίηση των σταθερών περιοχών από τις περιοχές οι οποίες μετακινούνται και τη δημιουργία ζωνών στο χάρτη των περιοχών που επλήγησαν από κατολισθήσεις. Τα αποτελέσματα της μεθόδου για τις περιοχές Firenze και Casalino φαίνονται στα σχήματα 3 και 4.
Σχήμα 3: PS και in situ τοποθεσίες στο χωριό Casalino
Σχήμα 4: Πιεζομετρικές και PS αναγνώσεις στο χωριό Casalino.
3. Χαρτογράφηση κινδύνου για κατολισθήσεις
Οι χάρτες που προκύπτουν για την περιοχή μελέτης έχουν 3 αυξανόμενα επίπεδα δραστηριότητας για τις κατολισθήσεις:
• Ενεργές-κατολισθήσεις οι οποίες δείχνουν σημάδια μιας πρόσφατης ενεργοποίησης (λιγότερο από 2 χρόνια πριν).
• Αδρανείς-κατολισθήσεις οι οποίες δεν κινούνται και έχουν συμβεί 2-10 χρόνια πριν.
• Ανενεργές-κατολισθήσεις οι οποίες ενεργοποιήθηκαν σε περιόδους οι οποίες χαρακτηρίζονται από διαφορετικές κλιματικές συνθήκες.
Αποτελέσματα και Συμπεράσματα
Τα αποτελέσματα τα οποία έχουν προκύψει ως τώρα για την περιοχή μελέτης, φαίνεται πως δημιουργούν προοπτικές τόσο για την ανάλυση σε περιφερειακή κλίμακα (όπως ο χάρτης απογραφής κατολισθήσεων για τη λεκάνη απορροής του ποταμού Άρνου) όσο και για την ανάλυση σε τοπική κλίμακα (όπως η παρακολούθηση φαινομένων τα οποία προκαλούν μεγάλο κίνδυνο). Επιπλέον, η δυνατότητα πρόσβασης σε μια μεγάλη βάση δεδομένων όσον αφορά τη χρονική περίοδο κατά την οποία συνέβησαν κατολισθήσεις επιτρέπει την καλύτερη μελέτη του φαινομένου και την εξαγωγή συμπερασμάτων σε χρονική κλίμακα. Τα αναμενόμενα αποτελέσματα του “SLAM Project” αναμένεται να υποστηρίζουν την ενδεχόμενη ένταξη των προϊόντων και των μεθοδολογιών του project, στις τρέχουσες πρακτικές που χρησιμοποιούνται από τους γεωλόγους που μελετούν τη λεκάνη απορροής του ποταμού Άρνου.
