Journal de télédétection et SIG

Abstrait

Une technique à plusieurs étapes pour minimiser les surestimations de la susceptibilité aux pentes à de grandes échelles spatiales

Cullen CA, Kashuk S, Suhili R, Khanbilvardi R et Temimi M

Les glissements de terrain provoqués par les précipitations sont l'un des risques naturels les plus fréquents sur les terrains en pente. Ils entraînent des pertes économiques et des décès importants dans le monde entier. La plupart des facteurs provoquant des glissements de terrain peu profonds sont locaux et ne peuvent être cartographiés qu'avec des niveaux élevés d'incertitude à plus grande échelle. Ce travail présente une tentative de détermination de l'instabilité des pentes en utilisant des techniques de tampon et de seuil pour réduire l'échelle de grandes zones et minimiser les incertitudes de pente à l'échelle locale, puis dans une deuxième étape, la régression logistique est utilisée pour déterminer la susceptibilité à grande échelle. ASTER GDEM V2 est utilisé pour la caractérisation topographique de l'analyse des pentes et des tampons. Quatre paramètres statiques (angle de pente, type de sol, couverture terrestre et altitude) pour 230 glissements de terrain peu profonds provoqués par des précipitations répertoriés dans un inventaire complet des glissements de terrain pour le continent américain sont examinés. Un tampon de délimitation équivalent à 5, 25 ou 50 km est créé autour de chaque événement de glissement de terrain facilitant l'analyse statistique des seuils de pente. Les seuils d'angle de pente aux points de pixel 50, 75, 95, 99 et les percentiles maximum sont comparés les uns aux autres et testés pour une meilleure adéquation dans un environnement de régression logistique. Il est déterminé que les valeurs inférieures au seuil du 75e percentile représentent mal les angles de pente susceptibles en n'incluant pas les pentes supérieures à 35°. La meilleure plage d'angles de pente et l'ajustement de la régression peuvent être obtenus en utilisant le seuil d'angle de pente du 99e percentile. Le modèle de régression logistique résultant prédit correctement le plus grand nombre de cas avec une précision de 97,2 %. Le modèle de régression logistique est transféré vers ArcGIS où toutes les variables sont traitées en fonction de leurs coefficients correspondants. Une carte régionale de probabilité de glissement de terrain pour la zone continentale des États-Unis est créée et analysée par rapport aux enregistrements de glissements de terrain disponibles et à leurs distributions spatiales. On s'attend à ce que l'inclusion future de paramètres dynamiques tels que les précipitations et d'autres indicateurs indirects tels que l'humidité du sol dans le modèle améliore encore la précision. Mots-clés : Glissements de terrain peu profonds ; Instabilité des pentes ; Analyse de seuil ; Régression logistique ; Analyse régionale ; SIG ; Télédétection Introduction Les glissements de terrain provoqués par les précipitations sont l'un des risques naturels les plus fréquents sur les terrains en pente. Ils entraînent généralement de lourdes pertes économiques et des décès à l'échelle mondiale. Au moins 32 322 décès ont été signalés dans le monde entre 2004 et 2010 [1] et aux États-Unis seulement, les glissements de terrain causent 1 à 2 milliards de dollars de dommages et plus de 25 décès en moyenne chaque année [2]. Comprendre, cartographier, modéliser et prévenir les conséquences de ces événements dévastateurs représente un effort scientifique et opérationnel important [3]. Le terme « glissement de terrain » décrit le mouvement vers le bas et vers l'extérieur de matériaux formant des pentes qui comprennent des roches, de la terre et des débris ou une combinaison de ceux-ci [4].Bien que les glissements de terrain soient considérés comme dépendants de l'interaction complexe de plusieurs facteurs statiques et dynamiques [5-7], l'angle de pente a une grande influence sur la susceptibilité d'une pente au glissement. Une augmentation de l'angle de pente est généralement corrélée à une probabilité accrue de rupture, même si la distribution des matériaux sur la pente est uniforme et isotrope [5]. Il est indéniable que de nombreux autres paramètres sont essentiels à l'analyse du risque de glissement de terrain. Par exemple, les changements dans l'utilisation et la couverture des terres, tels que la déforestation, l'exploitation forestière, la construction de routes, la culture et les incendies sur des pentes raides, peuvent avoir un effet significatif sur l'activité des glissements de terrain [8]. En outre, la végétation forestière