L'apport de l'imagerie à haute résolution spatiale à la cartographie du risque de crue torentielle

Auteurs-es

  • Zeineb Kassouk PRES Clermont, Université Blaise Pascal, Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), CNRS UMR6524 et IRD R163, 5 rue Kessler, 63038 Clermont-Ferrand, z.kassouk@opgc.univ-bpclermont.fr
  • Jean-Claude Thouret PRES Clermont, Université Blaise Pascal, Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), CNRS UMR6524 et IRD R163, 5 rue Kessler, 63038 Clermont-Ferrand, z.kassouk@opgc.univ-bpclermont.fr
  • Akhmad Solikhin Center of Volcanology and Geological Hazard Mitigation (CVGHM), 57 Jalan Diponogero, Bandung

DOI :

https://doi.org/10.52638/rfpt.2015.132

Mots-clés :

Volcan Merapi, Imagerie à haute résolution spatiale, Classification orientée-objet, Indices spectraux, Dépôts pyroclastiques.

Résumé

Dans ce travail nous étudions le flanc sud du volcan Merapi (Indonésie) dévasté par la grande éruption de 2010 (IEV 4). Nous poursuivons trois objectifs : (1) Identifier les dépôts pyroclastiques et de lahars grâce à la classification «orientée-objet» appliquée à trois images GeoEye-1 (1,64 m ; 15/10/2010 et 29/07/2011) et Pléiades (0,5 m ; 29/10/2012). Ces dépôts pyroclastiques comprennent les écoulements denses canalisés, ceux qui ont débordé des vallées et les déferlantes diluées à l'amont du bassin et sur les marges des vallées. (2) Suivre l'évolution temporelle de ces dépôts grâce aux indices spectraux calculés pour chaque image. Nous avons appliqué la classification orientée-objet aux indices spectraux, NDWI, NDVI et NDRSI (Indice Normalisée du Sol Rouge). Les résultats ont permis d'identifier 15 classes de dépôts pyroclastiques, de lahars et les zones affectés dans la vallée de Gendol-Opak ( Ì´80 km²), qui représentent 75% de classes obtenues par photo-interprétation de l'image et appuyées par des observations de terrain. Les indices NDWI et NDVI ont mis en évidence les zones affectées par les déferlantes (NDWI <0,2 et 0,1<NDVI<0,3) et la végétation indemne (0,2<NDWI<0,4; NDVI<0,16). Les indices NDWI et NDRSI ont permis de distinguer les dépôts canalisés (NDRSI<-0.3 et 0,1<NDWI<0,2) des zones couvertes par les lahars (NDRSI>0,3 et NDWI<0,1). Un NDRSI proche de 0 a été attribué à des dépôts «rougeâtres», probablement riches en scories oxydées. L'analyse bivariée des trois indices spectraux NDWI, NDVI et NDRSI a permis de suivre l'évolution temporelle post-éruption. Le graphe NDVI/NDWI en 2010 montre deux groupes : l'un attribué aux écoulements denses canalisés (NDVI et NDWI proches de 0), l'autre séparant les zones de forêt et rizières intactes de celles affectées par les déferlantes. Le graphe NDWI/NDRSI indique deux groupes différents, attribués aux dépôts riches en scories (NDRSI<0,1) et aux écoulements denses qui ont débordé (NDWI<0,12 et NDRSI<-0.3). En 2011 et 2012, les trois graphes NDVI/NDWI, NDWI/NDRSI et NDVI/NDRSI montrent deux groupes bien séparés (forêt et rizières) contrastant avec les dépôts de lahars et des écoulements denses qui avaient débordé sur les marges des vallées.

Téléchargements

Les données relatives au téléchargement ne sont pas encore disponibles.

Biographie de l'auteur-e

Zeineb Kassouk, PRES Clermont, Université Blaise Pascal, Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), CNRS UMR6524 et IRD R163, 5 rue Kessler, 63038 Clermont-Ferrand, z.kassouk@opgc.univ-bpclermont.fr

DOCTEUR SIG

Références

References
Benz U., Hofmann P., Willhauk G., Lingenfelder I., Heynen M., 2004. Multi-resolution, object-oriented fuzzy analysis of remote sensing data for GIS-ready information. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 58 : 239-258.
Carter AJ., Girina O., Ramsey MS., Demyanchuk YV., 2008. ASTER and field observations of the 24 December 2006 eruption of Bezymianny Volcano, Russia. Remote Sensing of Environment, 112: 2569-2577.
Chavez PS., 1996. Image-Based Atmospheric Corrections Revisited and Improved. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 62(9): 1025-1036.
Charbonnier SJ., Germa A., Connor C.B., Gertisser R., Preece K., Komorowski J-C., et al., 2013. Evaluation of the 2010 pyroclastic density currents at Merapi volcano from high-resolution satellite imagery,field investigations and numerical simulations. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 261: 295-316.
Dávila-Hernández N., Lira J., Capra-Pedol L., Zucca F., 2010. A normalized difference laharindex based on Terra/Aster and 1 Spot 5 images: an application at Colima Volcano, Mexico. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas. 28 (3): 630-644.
De Belizal E., Lavigne F., Hadmoko D.S., DegeaiI JP., Dipayana GA., Mutaqin BW., Marfai MA., Cqoquet M., Le Mauff B., Robin A.K., Vidal C., Cholik N., Nurnanning A. , 2013. Rain-triggered lahars following the 2010 eruption of Merapi volcano, Indonesia: A major risk, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 261: 330-347.
Efford JT., Bylsm, RJ., Clarkson BD., Pittari A., Mauriohooh K., Moon VG., 2014. Vegetation dieback as a proxy for temperature within a wet pyroclastic density current: A novel experiment and observations from the 6th August 2012 Tongariro eruption. Journal of Volcanology and Geothermal Research (In Press).
Escadafal R., Huete AR., 1991. Improvement in remote sensing of low vegetation cover in arid regions by correcting vegetation indices for soil «noise». CRAS, Paris, 312(2): 1385-1391.
Graettinger AH., Ellis MK., Skilling IP., Reath K., Ramsey MS., Lee RJ., Hughes CG; McGarvie DW., 2013. Multiple mapping techniques of glaciovolcanic regions: Remote sensing and field mapping of Askja (Dyngjufjöll), Iceland. International Journal of Remote Sensing 34: 7178-7198.
Gertisser R., Charbonnier SJ., Troll VR., Keller J., Preece K., Chadwick JP., Barclay J., Herd RA., 2011. Merapi (Java, Indonesia): anatomy of a killer volcano. Geology Today, 27:57-62.
Hadmoko DS., Dipayana GA., Sartohadi, Lavigne F., Marfai M.A., Suramtman S., 2013., Lahars at Merapi Volcano following 2010 eruption: geomorphic impacts and hazards assessment. IAG 2013. 23-26 Août, Paris, France.
Harris AJL., Ripepe M., Calvari S., Lodato L., Spampinato L., 2008. The 5 April 2003 explosion of Stromboli: timing of eruption dynamics using thermal data. In:Calvari, S., et al. (Ed.), The Stromboli Volcano: An Integrated Study of the2002—2003 Eruption. AGU Geophysical Monograph Series, 182: 305—316.
Joyce K.E., Samsonov S., Manville V., Jongens R., Graettinger A., Cronin, SJ., 2009. Remote sensing data types and techniques for lahar path detection: A case study at Mt. Ruapehu, New Zealand. Remote Sensing of Environment, 113: 1778-1786.
Kerle N., Oppenheimer C., 2002. Satellite remote sensing as a tool in lahar disaster management, Disasters, 26:140-160.
Kerle N., van Wyk de Vries B., 2001. The 1998 debris avalanche at Casita volcano, Nicaragua - Investigation of structural deformation as the casue of slope instability using remote sensing. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 105: 49-63.
Komorowski J-C., Jenkins S., Baxter P., Picquout A., Lavigne F., et al., 2013. The Merapi 2010 eruption: An interdisciplinary impact assessment methodology for studying pyroclastic density current dynamics. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 261 (1): 260-294.
Madeira J., 1991. Etude quantitative des relations constituants minéralogiques-réflectance diffuse des latosols brésiliens : application à l'utilisation pédologique des données satellitaires TM (région de Brasilia). Thése de docotorat, Paris 6.
McAlpin D., Meyer F.J., 2013. Multi-sensor data fusion for remote sensing of post-eruptive deformation and depositional features at Redoubt Volcano. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 259:414-423,
McFeeters SK.,1996. The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features. International Journal of Remote Sensing,17(7):1425-1432.
Nartha T.R., Kerle N., van Westen C.J., Jetten V.G. and Kumar K.V., 2012. Object-oriented analysis of multi-temporal panchromatic images for creation of historical landslide inventories. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 67: 105-119.
Rouse J W., Haas RH., Shell JA., Deering DW., Harlan, JC., 1974. Monitoring the vernal advancement of retrogradation of natural vegetation. Final Report, Type III, NASA/GSFC, Greenbelt, MD.
Smith, G.A., Fritz, W.J., 1989. Volcanic influences on terrestrial sedimentation. Geology, 17, 375-376.
Solikhin A., Thouret J-C., Harris A., Liew SC., Gupta A., 2012. Geology, tectonics, and the 2002-2003 eruption of Semeru volcano, Indonesia: interpreted from high-spatial resolution satellite imagery. Geomorphology 138, 364-372.
Solikhin A., Thouret J-C., Oehler J-F., Gupta A., Sayudi SD., Liew SC., 2013. Effects and extent of pyroclastic and lahar deposits of the 2010 Merapi eruption in one active catchment analyzed from HSR imagery. IAVCEI 2013 Scientific Assembly, Kagoshima, Japan, July 2013.
Song C., Woodcock CE., Seto KC., Lenney MP., Macomber S.A., 2001. Classification and Change Detection Using Landsat TM Data. When and How to Correct Atmospheric Effects?. Remote Sensing of Environment, 75: 230-244.
Surono P., Pallister J., Boichu M., Buongiorno M.F.,. Budisantoso A, Costa F., Andreastuti S., Prata F., Schneider D., Clarisse L., Humaida H.,. Sumarti S, Bingnami C., Griswold J., Carn S., Oppenheimer C., Lavigne F., 2012. The 2010 explosive eruption of Java's Merapi volcano a “100-year” event. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 241-242: 121-135
Thouret J-C., Solikhin A., Budi Wibowo S., Hadmoko S. et al., 2013. Lahar characteristics and erosion measurements using multiparameter recording stations and DEMs in the Gendol catchment after the 2010 Merapi eruption. IAVCEI 2013 Scientific Assembly, July 20-24, Kagoshima, Japan.
Thouret J-C., Lavigne F., 2000. Lahars: occurrence, deposits and behaviour of volcano-hydrologic flows. In Leyrit H. and Montenat C. (Eds), “Volcanoclastic rocks, from magmas to sediments”. Gordon and Breach Publisher Science, Amsterdam, 151-174.
Wessels RL., Coombs ML., Schneider DJ., Dehn J., and Ramsey MS., 2010. High-resolution satellite and airborne thermal infrared imaging of the 2006 eruption of Augustine Volcano. chapter 22 of Power, J.A., Coombs, M.L., Freymueller, J.T., eds., The 2006 eruption of Augustine Volcano, Alaska: U.S. Geological Survey Professional Paper 1769, 527—552.

Téléchargements

Publié-e

2014-11-18

Comment citer

Kassouk, Z., Thouret, J.-C., & Solikhin, A. (2014). L’apport de l’imagerie à haute résolution spatiale à la cartographie du risque de crue torentielle. Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, (209), 109–116. https://doi.org/10.52638/rfpt.2015.132

Numéro

Rubrique

Articles

Articles les plus lus du,de la,des même-s auteur-e-s