Optische Satellitendaten für das Risikomanagement von Hangrutschungen

Agenda

• Einleitung, Agenda und Ziele


• Präsentation #1: Kartierung und Überwachung von Hangrutschungen mit optischen Satellitendaten


• Diskussion #1: Nutzen für das Risikomanagement


• Präsentation #2: GIS-Modellierung von Rutschanfälligkeit


• Diskussion #2: Bedeutung und Nutzen für die Gefahrenzonenplanung


• Zusammenfassung und Ausblick

Kurze Vorstellungsrunde

Projekthintergrund

• MontEO – The impact of mass movements on alpine trails and huts assessed by EO data


• https://monteo.zgis.at

• The Space/Geospatial Sector Skills Alliance
• Entwicklung von Schulungen für Erdbeobachtung und Geoinformatik


• http://www.eo4geo.eu/training-actions/

Phasen im Katastrophenmanagementzyklus

Services für Informationen über Hangrutschungenaus Erdbeobachtungsdaten

Z_GIS-Projekte mit Bezug zum Risikomanagement von Hangrutschungen

Ziele des Workshops

• Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis
• Diskussion des Potenzials optischer Satellitenbilder für die Dokumentation von Hangrutschungen
• Diskussion des Potenzials von GIS-Modellen für Rutschanfälligkeit für die Gefahrenzonenplanung
• Diskussion der Qualitätsansprüche im Risikomanagement von Hangrutschungen

Potenzial von Satellitenbildern am Beispiel Pongau 2019, Salzburg

Starkregenereignis am 05./06.08.2017:
Murgang im Kleinarltal

Starkregenereignis November 2019:
Gasteiner Tal

Ereignisse 2019, Pongau, Salzburg –
ausgewählte Sentinel-2-Aufnahmen für Hüttschlag

Grenzen/Potenzial optischer Satelliten

Satellitensysteme

Satellitendaten „High resolution“ (HR): Sentinel-2

Verfügbare Satellitendaten: Planet.com

Animation der Satellitenbilder von Planet.com

Satellitendaten „Very high resolution“ (VHR):
VHR-Daten (Pléiades, etc.)

Details in Pléiades

Hüttschlag, Großarl Valley 26.03.2019 : 2.500 m³ 16. 07. 2019: 5.000 m³ 24. 10. 2019: 15.000 m³

Eigenschaften von Satellitensystemen zur Bildaufnahme

• Räumliche Auflösung
  • HR ----- VHR
  
  
• Räumliche Abdeckung
  • Global flächendeckend ----vs---- an Einzelorten auf Bestellung
  
  
• Wiederholrate (zeitliche Auflösung):
  • Jährlich ------vs------wöchentlich ------vs------ täglich*
  
  
• Radiometrische Eigenschaften:
  • Hohe vs. niedrige Bit-Auflösung
  • Gute vs. schlechte Kalibrierung
  
  
• *Einschränkungen:
  • Wolken können Untersuchungsgebiet überdecken
  • VHR-Satelliten sind schwenkbar – Aufnahmewinkel sollte für gebirgiges Gelände möglichst klein sein

Methoden für die Kartierung von Hangrutschungen

Manuelle Identifikation von Veränderungen

• Ein Interpret vergleicht Vorher-Nachher-Aufnahmen
• Visuelles Identifizieren von Veränderungen
• Manuell wird die Position der Veränderung markiert

Zwischen 2015 und 2020 identifizierte Massenbewegungen im Großarltal und Kleinarltal

Zeitreihenanalyse zur Identifikation des Ereigniszeitpunkts

• Detektion des Ereigniszeitpunkts in Sentinel-2 Bildern mit einem semantischen Data Cube
  
  
  
  • Input: Punktdatensatz mit visuell identifizierten Massenbewegungen
  
  
  • Methode: durchsuchen der Historie aller Sentinel-2-Bilder auf der sen2cube.at Plattform (ermöglicht die Erstellung zeitlicher Abfragen)
  
  
  
  • Zusammenarbeit mit dem Z_GIS-Projekt Sen2Cube
  • Forschungsarbeit von Larisa Paulescu

Zeitreihenanalyse zur Identifikation des Ereigniszeitpunkts

Hotspot-Identifikation: Großarl & Kleinarltal

Hotspot-Identifikation: Großarl & Kleinarltal

Objektbasierte Kartierung von Hangrutschungen

Land@Slide – OBIA Ergebnisse

Land@Slide – OBIA Ergebnisse (1/4)

• Pinzgau - Hundstein
  • Gelb: semi-automatisierte Kartierung mit OBIA
  • Rot: manuelle Kartierung

Land@Slide – OBIA Ergebnisse (2/4)

• Bregenzerwald

Land@Slide – OBIA Ergebnisse (3/4)

• Montafon

Land@Slide – OBIA Ergebnisse (4/4)

• Gadertal, Südtirol

Zusammenfassung: mögliche Ergebnisse aus Satellitenbildern

Diskussion #1

• Einleitung, Agenda und Ziele


• Präsentation #1: Kartierung und Überwachung von Hangrutschungen mit optischen Satellitenbildern
  
• Diskussion #1: Nutzen für die Dokumentation von Hangrutschungen


• Präsentation #2: GIS-Modellierung von Rutschanfälligkeit
• Diskussion #2: Bedeutung und Nutzen für die Gefahrenzonenplanung


• Zusammenfassung und Ausblick

Fragen zur Diskussion

Fragen zur Diskussion

• Wie gut treffen die Bildkartierungen die Information in Ereignisdokumentationen?
  
  • Vollständigkeit: Welche Rutschungen können übersehen werden? / Wie sicher können Rutschungen erkannt werden?
  • Wie groß müssen Rutschungen sein, dass sie in Satellitenbildern erkannt werden?
  • Wie lange bleiben Rutschungen in Satellitenbildern sichtbar?
  • Manuell vs. Automatisiert -> Wie wirkt sich das auf die Vollständigkeit aus?
  • Detailgrad: Welche Rutschtypen werden erkannt?
  • Welche Typen kann man erkennen und wie gut lassen sie sich voneinander unterscheiden? Welche Teilbereiche/-elemente einer Rutschung sind relevant?
  • Konsistenz:
    • Welche für Ereignisdokumentation relevanten Informationen werden erkannt, welche fehlen?
    • Welche vagen Informationen aus EO-Daten müssen durch Erhebung im Gelände verifiziert werden, welche noch fehlenden Infos ergänzt werden?