Κατανόηση των περιστατικών ρήγματος και κατολίσθησης στην περιοχή του Δυτικού Καμερούν χρησιμοποιώντας τεχνικές τηλεπισκόπησης και GIS

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 13:22, 7 Φεβρουαρίου 2022

Κατανόηση των περιστατικών ρήγματος και κατολίσθησης στην περιοχή του Δυτικού Καμερούν χρησιμοποιώντας τεχνικές τηλεπισκόπησης και GIS

Πρωτότυπος τίτλος: Understanding the occurrences of fault and landslide in the region of West-Cameroon using remote sensing and GIS techniques

Συγγραφείς: Zakari Aretouyap, Franck Eitel G Kemgang, Janvier K Domra, Dieudonne Bisso & Philippe N Njandjock

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [10.1007/s11069-021-04890-8]

Εισαγωγή Η Δυτική Περιφέρεια του Καμερούν έγινε πρόσφατα πρωταγωνίστρια σε μια σειρά από φυσικούς κινδύνους. Το 2017, σημειώθηκε κατολίσθηση στο Φούμπαν, αφήνοντας πολλούς κατοίκους άστεγους με σημαντικές υλικές ζημιές. Τρία χρόνια αργότερα, η πόλη κατέγραψε το δεύτερο γεγονός με πιο βλαβερές συνέπειες. Ογδόντα χιλιόμετρα μακριά στο Bafoussam, δύο γεγονότα φυσικών κινδύνων συνέβησαν διαδοχικά σε ένα χρονικό διάστημα 1 εβδομάδας. Στις 29 Οκτωβρίου 2019, μια κατολίσθηση σημειώθηκε στην τοποθεσία Ngouache, σκότωσε μισό εκατομμύριο ανθρώπους και εκατοντάδες ζώα, κατέστρεψε 155 σπίτια, πολλά καταστήματα και εργοστάσια, εκατοντάδες εκτάρια τοπίων και αγροκτήματα. Στις 5 Νοεμβρίου 2019, εμφανίστηκε ένα ανοιχτό ρήγμα , που υποτίθεται ότι ήταν η προεξοχή ενός ρήγματος με μεγαλύτερο βάθος, και κατέστρεψε σημαντικό τμήμα περιφερειακού δρόμου και γύρω σπίτια. Οι στόχοι της παρούσας εργασίας οργανώνονται ως εξής: 1) Ανάλυση τοπογραφικού χάρτη της περιοχής 2) Οριοθέτηση των τεκτονικών δομών στην περιοχή μελέτης 3)Ως εκ τούτου, θα γίνουν κατανοητά υπάρχοντα και προηγούμενα ρήγματα και κατολισθήσεις, ενώ η εμφάνιση πιθανών επερχόμενων θα αξιολογηθεί και θα παρακολουθηθεί.


Μεθοδολογία

Εκτός από τον τοπογραφικό χάρτη της περιοχής του Δυτικού Καμερούν που χρησιμοποιείται ως βασικός χάρτης, έχουν ληφθεί πανχρωματικές και πολυφασματικές εικόνες τηλεπισκόπησης υψηλής ανάλυσης της περιοχής μελέτης από τον ιστότοπο USGS Earth Explorer (Landsat-8) και ψηφιακός υψομετρικός χάρτης -DEM-. Τα σφάλματα θα εξαχθούν χειροκίνητα και αυτόματα. Η αυτόματη εξαγωγή θα πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας PCI Geomatica με βελτιωμένες εικόνες Landsat-8. Η χειροκίνητη εξαγωγή βασίζεται στην οπτική αναγνώριση χαρακτηριστικών άκρων σε πανχρωματικές και ψευδέγχρωμες σύνθετες εικόνες που προέρχονται από διάφορους συνδυασμούς συγκεκριμένων ζωνών ή/και εικόνων. Οι παγχρωματικές εικόνες που λαμβάνονται από γεωμετρικές και ραδιομετρικές διορθώσεις υποβάλλονται σε επεξεργασία Laplacian για βελτίωση και φιλτράρισμα. Η μετατροπή τους σε συνθέσεις ψευδών χρωμάτων και η σύντηξη ως περαιτέρω επεξεργασία, δηλαδή ο υπολογισμός NDVI και η ανάλυση του κύριου συστατικού, διευκολύνουν την πρώτη οπτική αναγνώριση της κατολίσθησης. Πραγματοποιήθηκαν 4 διεργασίες: 1) Συνθέσεις χρωμάτων και PCA ως μέρος της επεξεργασίας για την ενίσχυση των γραμμώσεων, 2) Φιλτράρισμα, 3) Προσδιορισμός δεικτών βλάστησης, 4)Πρόσθετες εργασίες για τον εντοπισμό σφαλμάτων

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Η έρευνα κατολίσθησης επικεντρώθηκε στην ανάλυση της υψηλής ευκρίνειας πανχρωματικής εικόνας (Εικ. 1-a). Η ανάλυση του κύριου συστατικού (Εικ. 1-b) έχει χρησιμοποιηθεί για την ικανότητα ταξινόμησης και ιδιαίτερα οπτικής ερμηνείας. Λόγω της γειτονικής βλάστησης, ο κανονικοποιημένος ψηφιακός δείκτης βλάστησης (NDVI) υπολογίστηκε και χαρτογραφήθηκε (Εικ. 1-c) για να προσδιοριστεί οποιαδήποτε πιθανή ροή συντριμμιών ή ολίσθηση. Σε μια τέτοια εικόνα, η ζώνη NIR της σκηνής Landsat δημιουργεί μια καθαρή αντίθεση μεταξύ κινητοποιημένων και μη κινητοποιημένων ζωνών. Από την οπτική ερμηνεία των προαναφερόμενων εικόνων και της λαπλασιανής φιλτραρισμένης (Εικ. 1-d), προφέρεται ότι αυτή η κατολίσθηση φαίνεται να είναι μια βραχώδης πτώση που χαρακτηρίζεται από συσσώρευση φρέσκων πετρωμάτων προς τα κάτω, από την άκρη στην κοιλάδα.

Εικόνα 1: Πανχρωματικές (α), Ανάλυση κύριας συνιστώσας (β) , NDVI (γ) και επεξεργασμένες με Λαπλασία (δ) εικόνες της περιοχής κατολίσθησης

Συμπεράσματα

Οι εικόνες Landsat-8 που έχουν χρησιμοποιηθεί και υποβλήθηκαν σε διάφορες προσεγγίσεις οπτικοποίησης για την ανάλυση και την οπτικοποίηση της δυτικής περιοχής του Καμερούν, συμπεριλαμβανομένης της τοποθεσίας Ngouache που πρόσφατα έδωσε χώρο σε ορισμένα γεγονότα φυσικών κινδύνων. Τρία νέα ρήγματα μέσου έχουν ανακαλυφθεί και χαρακτηριστεί. Η οπτική ερμηνεία διαφόρων επεξεργασμένων εικόνων ξεχωρίζει την υποτιθέμενη κατολίσθηση ως πτώση βράχου που χαρακτηρίζεται από συσσώρευση φρέσκων πετρωμάτων προς τα κάτω, από την άκρη στην κοιλάδα .Σε αυτή τη μελέτη, όλες οι γραμμικές και καμπυλόγραμμες ακμές που μπορεί να σχετίζονται με γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά, γεωλογικές δομές, τονικές αντιθέσεις που σχετίζονται με τη βλάστηση, την υγρασία του εδάφους και τη σύνθεση των βράχων, έχουν εντοπιστεί και εξαχθεί στην περιοχή.