ارزيابي دقت و بررسي روش تبديل قطاعي در تعيين جابجايي دو بعدي نقاط ناشي از رانش زمين با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي (IRS P5)

Accuracy Evaluation and Analysis of a Localized Geometric Transformation Approach for Two Dimensional Landslide Displacement Measurements Using IRS P5 Satellite Images

تعيين بردارهاي جابجايي ناشي از لغزش زمين، مرحله مقدماتي و اساسي در تهيه نقشه­ هاي ريسك ­پذيري رانش را تشكيل ميدهد. هدف از اين مقاله، اعتبار سنجي روشي مبتني بر تبديل قطاعي (localized) در تعيين بردارهاي جابجايي دو بعدي در مناطق متأثر از رانش زمين است. براي اين منظور، از تصاوير ديد عقب نگر IRS P5 در دو اپوك زماني با فاصله زماني يكسال در منطقه ­اي در استان اردبيل، استفاده شده است. هدف اصلي اين مقاله، استفاده از مشاهدات زميني موجود در منطقه تحت رانش به منظور تحليل و ارزيابي دقيق تر صحت مقادير محاسبه شده در ميزان جابجايي منطقه زمين رانش با روش قطاعي مي­باشد. روش تبديل قطاعي مي­تواند در مستند سازي و تهيه نقشه­ هاي متوسط مقياس در سطح كشور براي مناطقي كه داراي مقادير قابل توجه رانش هستند و نيز پايش مستمر اين مناطق استفاده شود و با توجه به اينكه مناطق تحت رانش معمولا قطاع كوچكي از كل تصوير ماهواره­اي را تشكيل ميدهند، روش قطاعي، همانطور كه در اين تحقيق نشان داده شده است، ميتواند كارآيي قابل قبولي داشته باشد. به منظور نشان دادن كارآيي و دقت اين روش جهت مستندسازي و پايش رانش زمين، از اندازه­گيري­هاي زميني انجام شده بوسيله GPS توسط شركت مهندسين مشاور ايستاسنج دقيق، جهت تحليل كلي روش قطاعي، استفاده شد. جهت انجام اين مقايسه، نقاطي كه در خارج منطقه زمين رانش داراي مشاهدات زميني بودند، در تصاوير ماهواره­اي شناسايي گرديدند و با تصحيح خطاي شيفت ضرائب RPC به كمك اين نقاط، هم­مرجع سازي مكاني بين نقاط اندازه­گيري شده در تصوير و مشاهدات زميني صورت گرفت. به علت عدم همزماني مشاهدات زميني و زمان­هاي تصويربرداي ماهواره­اي، هم ­مرجع سازي زماني براي اين نقاط نيز ضروري بود. هم ­مرجع سازي زماني با يك انترپوله خطي انجام شد. نحوه مقايسه بردارهاي جابجايي استخراج شده از تصاوير و مشاهدات زميني و دقت نهايي بدست آمده در بردارهاي جابجايي، در اين مقاله گزارش شده است.

Determination of the displacement vectors due to the landslide phenomenon is the initial stage for generating landslide inventory and susceptibility maps. The main objective of this paper is to evaluate the achievable accuracy of a simple two-dimensional localized geometric transformation method for the determination of the landslide displacement vectors. For this purpose, two IRS P5 backward images taken in two different revisit epochs over the Ardabil Province are used. The main objective of this paper is to compare the acquired image based displacement vectors with the ground measurements. The 2D localized transformation approach may be utilized to produce a small and medium scale country-wide landslide inventory maps and for continuous monitoring of the areas susceptible to large landslides. With regard to the fact that the coverage of the landslide zones in satellite imageries are usually small as compared with the entire image frame, the achieved accuracy figures suggest that the localized transformation approach may fulfill the required demands. Onsite displacement measurements performed by the GPS receivers, conducted by the ISTA SANJ DAGHIGH Co, were utilized to assess the accuracy of the localized transformation method. To compare the displacement vectors generated from the images with the ground observations, spatial registration between the points measured on the image and the points measured on the ground was conducted using the satellite supplied RPCs through which the ground coordinates for the measured image points are calculated. However, due to the fact that the supplied RPCs have a systematic shift error, to generate the ground coordinates for the measured image points, it is necessary to eliminate the systematic shift of the RPCs. This is achieved by identifying fixed feature points (outside the landslide zone) on the stereo P5 images for which ground observation were available through the large scale map of the area. The RPC shift error is then calculated by comparing the ground coordinates of the fixed points generated by the RPCs and their corresponding ground coordinates extracted from the large scale map. On the other hand, due to the lack of coincidence between the dates of the image acquisition and the ground observations, a temporal interpolation was also necessary. The temporal registration was performed using a linear interpolation approach assuming a linear land displacement. The average landslide speed on the ground was adopted as the amount of linear displacement trend for the period over which the assessment was conducted. The outline of the evaluation approach and a detailed description of the test results and the final accuracy figures are presented in this paper.