عنوان پایان‌نامه
تعیین جابجائی ناشی از زمین لغزش با استفاده از تصا ویر سنجنده IRSP۵
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری - فتوگرامتری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2310;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57368
- تاریخ دفاع
- ۲۶ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- اعظم هادی لو
- استاد راهنما
- علی عزیزی, محمدعلی شریفی
- چکیده
- هر ساله وقوع سوانح طبیعی خسارات جانی، اقتصادی و زیست محیطی فراوانی را به بارمی آورد. از جمله ی این سوانح زمین لغزش است که جزء مهمترین این خطرات بوده و تا کنون خسارات زیادی را به بار آورده است. به عنوان مثال در آمریکا خسارت سالانه ی زمین لغزش یک و نیم میلیارد دلار، در ژاپن دو میلیارد دلار، در ایتالیا 26 میلیارد دلار تخمین زده شده است .با توجه به شرایط زمین شناسی و جغرافیایی متنوعی که در ایران وجود دارد، پتانسیل زمین لغزش نسبت به خطرات طبیعی دیگر بیشتر است. خسارات ناشی از زمین لغزش بر کشور سالانه 500 میلیارد ریال برآورد شده است. اصطلاح زمین لغزش به طیف وسیعی ازحرکت های توده ای، از خزش خاک گرفته تا سقوط بهمن و حرکت سنگها اطلاق می شود. با توجه به اهمیت این پدیده، باید با استفاده از راه کارهایی تا حد امکان از خطرات ناشی از آن بکاهیم. از طرفی بررسی این پدیده با توجه به تنوع عوامل مؤثر در آن، مسأله ای پیچیده است. تعیین جابجایی ناشی از زمین لغزش به کمک روش های زمینی در مناطق وسیع امکان پذیر نبوده و از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه نمی باشد. عکس های هوایی نیز پریود زمانی بالایی ندارند و چون در مناطق وسیع امکان ایجاد پوشش سراسری ندارند، نمی توان بررسی درستی از زمین لغزش در چنین مناطقی داشت. همچنین یکی دیگر از معایب این روش ضرورت استفاده از نقاط کنترل است. با روی کار آمدن تصاویر ماهواره ای اپتیکی با قدرت تفکیک مکانی بالا که GPS/INS نیز دارند و با استفاده از ضرائب توابع رشنال، می توان تصاویر را حداقل با یک نقطه کنترل زمینی تصحیح هندسی وهم مرجع نمود. به همین دلیل این تصاویر برای تعیین میزان جابجایی های ناشی از زمین لغزش مناسب هستند. هدف از این تحقیق بررسی جابجایی دو بعدی و سه بعدی ناشی از زمین لغزش با استفاده از تصاویر سنجنده IRS P5 می باشد. منطقه مورد مطالعه روستای دمدول واقع دراستان اردبیل است. داده های به کار رفته، تصاویرIRS P5 در پنج اپوک زمانی 2011،2007،2008،2009،2010 می باشد. برای اندازه گیری میزان جابجایی دو بعدی، ابتدا ضرایب تبدیل کانفورمال دو بعدی با استفاده از نقاط متناظر خارج از منطقه ی زمین لغزش در تصاویر عقب نگر IRS P5 محاسبه شد. سپس این ضرایب به نقاط واقع در منطقه زمین لغزش اعمال شد و جابجایی ها نسبت به اپوک مبنا بدست آمد. در این روش ماکزیمم مقدار جابجایی دو بعدی در بازه ی زمانی 2007-2010 46.6 متر استخراج شد. با مقایسه مشاهدات زمینی که به وسیله ی شرکت ایستاسنج دقیق جمع آوری شده است و اندازه¬گیریهای انجام شده در روی تصاویر استریوی 2010 پس از هم مرجع سازی تقریبی زمانی و مکانی اختلاف حدود 0.8 تا 1.5متر بین جابجایی بدست آمده با این روش و جابجایی به دست آمده به روش مشاهدات زمینی استخراج شد. برای اندازه گیری سه بعدی جابجایی، نقاط متناظری درمناطقی که احتمال وقوع زمین لغزش در آنها وجود داشت، به صورت استرئو در تصاویر جلونگر و عقب نگر انتخاب شد و با داشتن ضرائب RPC، برای هر اپوک مختصات زمینی محاسبه شد. برای هم مرجع کردن نقاط به اپوک مبنا (اولین اپوک)، از معادله ی هلمرتز هفت پارامتری استفاده شد. سپس اختلاف مختصات نقاط متناظر برای کلیه اپوکها نسبت به اپوک مبنا محاسبه و جابجایی در منطقه ی زمین لغزش استخراج شد. مزیت این روش عدم نیاز به نقطه ی کنترل زمینی است. با استفاده از این روش، در بازه ی زمانی 2008 -2011 ، 46.67 متر جابجایی مسطحاتی و 25.82 متر جابجایی در راستای z استخراج شد.
- Abstract
- Landslide is a natural disaster that produces extensive damage worldwide. Mountainous areas are particularly more susceptible to rapid and gradual land displacement. Conventionally, SAR interferometric approach is used for a precise determination of the displacement fields. However, if the land displacements occur along the same direction as the SAR signal transmission, the phase ambiguities may not be resolved and the land displacement determination may fail.To detect and monitor the amount of land displacements in mountainous areas, field measurements with GPS stations,due to the inaccessibility of the area, may not be feasible.In these situations where interferometric technique as well as the field measurements fail, high resolution satellite optical images may be used as an alternative approach for the land displacement determination. The main objective of this thesis is to present a photogrammetric approach for the land displacement determination using IRS P5 optical satellite images. The proposed method does not use the digital elevation model of the area, and therefore, image/DEM registration is not necessary and no ground control point (GCP) is required and, therefore, it is appropriate for the landslide monitoring on those areas where DEM and GCPs are not available. The proposed approach takes into account the perspective similarities of the images taken by the satellite revisit passes. For these images, a two-dimensionalrigorous mathematical transformation is developed for a precise sub-pixel registration of the revisit images. The 2D registration model is developed based on the analysis of the measured x and y-parallaxes on the revisit images. A set of physical rotational and translational parameters are extracted based on the disparity analysis. Based on these rotational and translational elements a precise image registration function is derived. A three dimensional land displacement determination using the supplied RPCs of the high resolution satellite stereo images is also implemented in this thesis. This approach benefits from the relative stability of the supplied RPCs. Three-dimensional geographic coordinates for the susceptible areas are derived using RPC space intersection. The generated 3D coordinates of the points measured onthe stereo images are compared using a 3D similarity transformation by which the generated coordinates are transferred to the 3D frame of the reference stereo image of the oldest available epoch. The proposed approach is tested over a hilly area with large amount of land displacement. The pixel coordinates of the points are measured manually on the P5 satellite forward and afterward images acquired in four revisit epochs. The results, compared with the field observations, indicate that the proposed approach may be used for displacement determination on those areas where other approaches fail. The extracted displacement vectors may be used as a data source for the small scale landslide inventory mapping and for preliminary and continuous monitoring of the susceptible areas.
