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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2016.tde-03032016-113209
Document
Author
Full name
Luiz Augusto Manfré
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Quintanilha, Jose Alberto (President)
Gallardo, Amarilis Lucia Casteli Figueiredo
Giannotti, Mariana Abrantes
Luchiari, Ailton
Macedo, Eduardo Soares de
Title in Portuguese
Identificação e mapeamento de áreas de deslizamentos associadas a rodovias utilizando imagens de sensoriamento remoto.
Keywords in Portuguese
Compartimentação do relevo
Deslizamento
Processamento digital de imagens
Sensoriamento remoto
Sistemas de múltiplos classificadores
Abstract in Portuguese
Ferramentas de geoinformação possuem grande aplicabilidade na compreensão e no mapeamento de deslizamentos. Considerando-se a importância dos componentes do relevo e da cobertura do solo neste processo, torna-se essencial o estabelecimento de metodologias para a síntese de informações do relevo e para a identificação de cicatrizes de deslizamento, de maneira a facilitar o monitoramento de áreas de risco. O objetivo desta Tese é propor metodologias de processamento digital de imagens para o mapeamento e identificação de cicatrizes de deslizamento próximo a rodovias. Um deslizamento de grande porte com várias consequências econômicas, ocorrido no ano de 1999, às margens da Rodovia Anchieta, na bacia hidrográfica do Rio Pilões foi utilizado como área de estudo deste trabalho. Utilizando dados gratuitos, mapas de cobertura do solo e de compartimentação do relevo foram gerados e analisados conjuntamente para a identificação das áreas de potenciais cicatrizes na região das Rodovias Anchieta e Imigrantes. A análise do relevo foi realizada utilizando técnicas de classificação baseada em objeto. A identificação de áreas de cicatrizes de deslizamento foi realizada através da avaliação de duas estratégias metodológicas: uma utilizando o algoritmo de classificação supervisionada SVM (Support Vector Machine) aplicado ao índice de vegetação NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e outra que utilizando combinação entre diferentes classificadores para a composição de uma classificação final. Os resultados obtidos para o mapeamento do relevo mostraram que a metodologia proposta possui grande potencial para a descrição de feições do relevo, com maior nível de detalhamento, facilitando a identificação de áreas com grande potencial de ocorrência de deslizamentos. Ambas as metodologias de identificação de cicatrizes de deslizamento apresentaram bons resultados, sendo que a combinação entre os algoritmos SVM, Redes Neurais e Máxima Verossimilhança apresentou o resultado mais adequado com os objetivos do trabalho, atingindo erro de omissão inferior a 10% para a classe de deslizamento. A combinação dos dois produtos permitiu a análise e identificação de diversas áreas de potenciais cicatrizes de deslizamento associadas à rodovias na região de estudo. A metodologia proposta possui ampla replicabilidade, podendo ser utilizada para análises de risco associadas a assentamentos urbanos, empreendimentos lineares e para o planejamento territorial e ambiental.
Title in English
Identification and mapping of landslide areas associated to roads using remote sensing images.
Keywords in English
Digital image processing
Landslides
Multiple classifier systems
Relief subset
Remote sensing
Abstract in English
Geoinformation tools have great applicability in understanding and mapping landslides. Considering the significance of releif components and land cover in this process, it is essential the establishment of methods for the synthesis of the relief information and identification landslides, aiming to facilitate areas risk monitoring. The objective of this Dissertation is to propose digital image processing methodologies for map and identify landslide near to highways. A large landslide with several economic consequences was used as a study area of this work, occurred in 1999, near the Highway Anchieta, in Piloes river basin. Using free data, land cover and relief subdivsion maps were generated and intersected to identify areas of potential landslides in the region of Highways Anchieta and Imigrantes. The relief analysis was performed using based on object classification techniques. The identification of the landslide was performed by evaluating two methodological strategies: one using the supervised classification algorithm SVM (Support Vector Machine) applied to the NDVI vegetation index (Normalized Difference Vegetation Index) and another using combination of different classifiers for the composition of a final classification. The results obtained for relief mapping showed that the proposed method has great potential for the description of the relief features, with greater detail, facilitating the identification of areas with high potential for occurrence of landslides. Both landslides identification methodologies showed good results, and the combination of SVM, Neural Network and Maximum Likelihood algorithms presented the most appropriate result, reaching omission error of less than 10% for the landslide class. The combination of the two products allowed the analysis and identification of several areas of potential landslide scars associated with roads in the study area. The proposed methodology has extensive replication and can be used for risk analysis associated with urban settlements, linear infrastructures and the territorial and environmental planning.
 
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Publishing Date
2016-03-14
 
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