A GIS model for integrating temporal ground surface change with potential slope instability using eo : a case study from the Caramanico area, Abruzzo, Italy

• Autorzy: Gostelow P. , Casarano D. , Wasowski J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes a new methodology for assessing landslide susceptibility from temporal land-use change using integrated earth observation (EO) and a GIS. Ground surface change data using LANDSAT and INSAR (permanent scatterer, PS) are used in a physically based geotechnical model which firstly defines initial susceptibility to landslides through geological and geomorphological background data or field study. Secondly it provides the impacts of change in terms of positive or negative effects on limit equilibrium factors of safety (FS) and thirdly the potential outcome of changes at a FS of 1.0 in terms of slope deformation. Application of the model in the Caramanico area using EO data from 1987 to 2000 is described and interpretative and image processing procedural difficulties are discussed. In this study only surface changes from vegetation to artificial structures could be reliably used in the model. Nevertheless preliminary results show promise, suggesting there may be some spatial relationships between areas of historic surface change and deformation recorded by GPS and PS in the urban area.

PL

W artykule przedstawiono nową metodę oceny podatności osuwisk na okresowe zmiany użytkowania terenu. W badaniach wykorzystano zintegrowane obserwacje satelitarne oraz technikę GIS. Na podstawie informacji o zmianach powierzchni Ziemi, uzyskanych z satelitów LANDSAT i INSAR, opracowano model geotechniczny, który, po pierwsze, na podstawie danych geologicznych i geomorfologicznych lub też bezpośrednich badań terenowych, określa podatność terenu na powstawanie osuwisk, po drugie, wskazuje wpływ zmian na granice równowagi czynników bezpieczeństwa (FS), a po trzecie, przedstawia potencjalny efekt zmian na deformację zboczy przy współczynniku FS = 1.0. Opisano też wykorzystanie tego modelu w rejonie Caramanico (Włochy) z uwzględnieniem obserwacji satelitarnych z lat 1987-2000. Przedyskutowano trudności pojawiające się w trakcie obróbki danych satelitarnych i podczas ich interpretacji. Okazało się, że w opracowaniu dotyczącym rejonu Caramanico można wykorzystać jedynie dane dotyczące zmian powierzchniowych, związanych z zamianą terenów pokrytych roślinnością na tereny zabudowane. Niemniej, wstępne wyniki wspomnianych badań sugerują, że mogą istnieć przestrzenne związki istniejących uprzednio zmian powierzchni z deformacjami obszarów zurbanizowanych, odnotowanymi przez pomiary GPS oraz przez satelitarne pomiary radarowe PS.

Słowa kluczowe

EN

geotechnical model; slope deformation; landslide susceptibility

PL

model geotechniczny; deformacje zboczy; podatność na osuwiska

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Polish Geological Institute Special Papers
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 20
• Strony: 46--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gostelow P.

• Private Consultant c/o

autor

Casarano D.

• CNR-IRPI, Via Amendola 122, 70126 Bari, Italy

autor

Wasowski J.

• CNR-IRPI, Via Amendola 122, 70126 Bari, Italy

• CNR-IRPI, Via Amendola 122, 70126 Bari, Italy,

Bibliografia

• 1. BISHOP A.W., 1967 - Progressive failure with special reference to the mechanism causing it. Proc. Getech. Conf. Oslo, 2:142-150.
• 2. BLONDA P., LA FORGIA V., PASQUARIELLO G., SATALI- NO G., 1996 - Feature extraction and pattern classification of remote sensing data by a modular neural system. Optical Engineering, 35, 2: 536-542.
• 3. BOVENGA F., REFICE A., NUTRICATO R., GUERRIERO L., CHIARADA M.T., 2004 - “SPINOA”: A flexible processing chain for ERS/ENVISAT long-term interferometry. Proc. of ESA-ENVISAT Symp. Salzburg, Austria.
• 4. BRABB E.E., 1984 - Innovative approaches to landslide hazard mapping. Proc. 4th Symp. Landslides, Toronto, 1: 307-324.
• 5. CARRARA A., CARDINALLI M., DETTI R., GUZZETTI F., PASQUIV., REICHENBACH P., 1991 - GIS techniques and statistical models in evaluating landslide hazard. Earth Surface Processes, 16, 5: 427-447.
• 6. FELL R., 1994 - Landslide risk and acceptable risk. Can. Geotech. J., 21: 261-272.
• 7. FERRETTI A., PRATI C., ROCCA F., 2000 - Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in differential SAR interferometry. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 38: 2202-2212.
• 8. GOSTELOW P., WASOWSKI J., 2004 - Ground surface changes detectable by earth observation and their impact on the stability of slopes. Polish Geol. Inst. Sp. Papers, 15: 43-52.
• 9. LEIGHTON F.B., 1976 - Urban landslides: Targets for land-use planning in California. Geol. Soc. Am. Paper, 174: 37-60.
• 10. LEROUEIL S., 2001 - Natural slopes and cuts: Movements and failure mechanisms. Geotechnique, 51, 3: 197-243.
• 11. LEWIS J., RICE R.M., 1990 - Estimating erosion risk on forest lands using improved methods of discriminant analysis. Water Resources Research, 26, 8: 1721-1733.
• 12. MEJIA-NAVARRO M., WOHL E.E., 1994 - Geological hazard and risk evaluation using GIS: Methodology and model applied to Medellin, Columbia. Bull. Ass. Eng. Geol., 31, 4: 459-481.
• 13. MILLER D.J., 1995 - Coupling GIS with physical models to assess deep-seated landslide hazards. Environmental & Engineering Geoscience, 1, 3: 263-276.
• 14. MONTGOMERY D.R., DIETRICH W.E., SULLIVAN K., 1998 - The role of GIS in watershed analysis, in Landform monitoring, modelling and analysis (eds. S.N. Lane, K.S. Richards, J.H. Chandler): 241-261. J. Wiley& Sons Ltd.
• 15. PICARELLIL., 2000 - Mechanisms and rates of slope movements in fine grained soils. GeoEng2000, Int. Conf. on Geotech. and Geological Engineering. Melbourne Australia, 1: 1618-1670.
• 16. SIDDLE H.J., JONES D.B., PAYNE H.R., 1991 -Development of a methodology for landslip potential in the Rhondda valley. In: Slope stability Engineering ICE, Thomas Telford.
• 17. TARANTINO C., BLONDA P., PASQUARIELLO G., 2004 -Application of change detection techniques for monitoring man-induced landslide causal factors. Proc. of IEEE International Geosc. And remote Sensing Symp. 2004, Anchorage, Alaska. IEEE Catalog Number 04CH37612C (CD ROM).
• 18. TERZAGHI K., 1950 - Mechanisms of landslides. In: Applications of geology to engineering practice. Geol. Soc. Spec. Pub., Berkey Vol.: 83-123.
• 19. WASOWSKI J., 1998 -Understanding rainfall-landslide relationships in man-modified environments: a case-history from Caramanico Terme, Italy. Environm. Geol., 35, 2/3: 197-209.
• 20. WASOWSKI J., DEL GAUDIO V., 2000 - Evaluating seismically induced mass movement hazard in Caramanico Terme (Italy). Engineering Geology, 58: 291-311.
• 21. WASOWSKI J., SORGENTE M., SAVIO M., LOLLINO G., GO- DONE F., DEL GAUDIO V., BOVENGA F., BALDO M., 2005-Detection of premonitory slow ground deformations on landslide slopes through GPS and DinSAR techniques: A case history from Italy. Geophysical Research Abstracts, V 7, 07454. EGU, Vienna.