شناسايي ساختمان‌هاي تخريب‌شده بر اثر زلزله، با استفاده از آناليز بافت تصاوير ماهواره‌ايبا قدرت تفكيك بسيار بالا ( VHR) و سيستم استنتاج فازي‌ مطالعه موردي زلزله پورتوپرنس سال 2010

Detection of earthquake damaged buildings in satellite images using texture analysis and Very High Resolution (VHR) A case study of the 2010 earthquake in Port-au-Prince

زلزله يكي از مخرب ترين سوانح طبيعي است كه در هر زماني با شدت‌هاي مختلف رخ مي‌دهد. زلزله‌هاي شديد در محيط‌هاي مسكوني باعث تخريب ساختمان‌ها، راه‌هاي اصلي و از همه مهم‌تر، باعث تلفات جاني مي‌شوند. آشكارسازي ساختمان‌هاي تخريب‌شده ناشي از چنين سانحه‌اي در زمان مناسب مسيله‌اي حياتي براي مديريت بحران و امدادرساني به شمار مي‌رود. اين پژوهش با هدف تشخيص ساختمان‌هاي تخريب‌شده بر اثر زلزله، با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي با قدرت تفكيك بسيار بالا انجام شده است. جهت نيل به اين هدف از تصاوير ماهواره‌اي با قدرت تفكيك بسيار بالا (VHR) مربوط به قبل و بعد از وقوع زلزله در شهر پورتو پرنس كشور هاييتي در سال 2010 و نقشه تخريب مشاهده‌شده از منطقه استفاده شده است. در اين پژوهش پس از محاسبه ويژگي‌هاي بافتي تصاوير، با استفاده از تحليل همبستگي، توصيفگرهاي بافتي بهينه انتخاب شدند. سپس با استفاده از مقادير بافت‌هاي برگزيده و سيستم استنتاج فازي، وضعيت تخريب ساختمان‌ها طبقه‌بندي شد. در نهايت، نقشه تخريب به دست آمده، با استفاده از مدل پيشنهادي، با نقشه تخريب منطقه مقايسه شد. دقت نهايي مدل پيشنهادي با استفاده از شاخص Kappa، 82% و همچنين، دقت مدل در تشخيص ساختمان‌هاي تخريب‌‌شده با استفاده از شاخص Jaccard، %89.69 به دست آمد.

Earthquake is one of the most destructive natural disasters which frequently occurs with different intensities. Earthquakes cause severe damage to buildings, main roads and most importantly, loss of life. Detection of damaged buildings caused by such an event at the right time is a critical issue for crisis management and disaster relief. The aim of this study is to detect earthquake damaged buildings using very high resolution (VHR) satellite imagery. To achieve this result, the satellite images with very high resolution before and after the earthquake in Port-au-Prince in Haiti as well as the observed destruction map in 2010 were used. In this study, the optimum features extracted from the image were selected using correlation analysis. The buildings destroyed were classified using fuzzy inference system and the values of selected textures. Finally, the damage map obtained from the proposed algorithm was compared to the map of the area. The kappa criterion estimated from the results of the proposed method is 82% while the index- Jaccard parameter is 89.69%. Keywords: Earthquake, Building Damages, Very High Resolution Satellite Image, Texture Analysis, Correlation, Fuzzy Inference System.