Skredaktivitet i rom og tid ved bruk av radarsatellitt

Transkript

1 Minimere usikkerhet: Skredaktivitet i rom og tid ved bruk av radarsatellitt M. Eckerstorfer, E. Malnes, H. Vickers - NORUT K. Mueller, R. Engeset - NVE T. Humstad - SVV

2 Målet med skredfarevurdering er å minimere usikkerhet Klasse 1: Skredhendelser lav usikkerhet, lett å tolke Høy Informasjons entropi Vanskelig tolkning av informasjon Hvor? Når? Hvor mange? Hvor stor? Hvorfor? Hvilken type? (McClung, 2002b) Lav Enkelt 2

3 Svaret på: Hvor?, Når?, Hvor mange?, Hvor stor?

4 Fra overraskelse til operasjonell tjeneste SatSkred 2.0 prosjekt (Eckerstorfer et al., declined) Karsten Mueller 4

5 Radar teori for dummies Forskjellige overflater har forskjellige spredningsegenskaper Tørr snø: Hovedandel av backscatter stemmer fra bunnen. (Eckerstorfer et al., 2015, CRST) Tørr snøskredavsetning: Hovedandel av backscatter stemmer fra den rue overflaten. Aktiv Radar (Radio Detection And Ranging) Bruker microwave delen av elektromagnetisk spektrum Sender / Mottar elektromagnetisk stråling Belyser jordoverflaten og måler reflektert signal (Eckerstorfer & Malnes, 2015, CRST) 5

6 Backscatter fra snøskred Sentinel-1a/b SAR satellitter 150 x 250 km footprint 5 x 20 m romlig oppløsning 6 dager syklus over hele verden (daglig i Nord-Norge, 2-3 dager i Sør-Norge) Side-looking geometri 6

7 Tidsbasert endringsdeteksjon Dag 1 Dag 2 Økning i backscatter Redusering i backscatter Ingen endring i backscatter 7

8 8

9 Automatisk skreddeteksjon Plassering av skredet Piksel-basert deteksjon Eliminering av multible deteksjoner 9

10 Vektorisering og database Skreddatabase med ulike topografiske og morfologiske parametre 10

11 Høyde moh Jiehkkevarri Fuglfjellet Hvor?, hvor stor? Høyde i utløpsområde: m oh. (488 m i snitt) Ikke skred Vest-vendt 1000 moh 20 deg bratt Skredstørrelse: m2 (13249 m2 i snitt) Himmelretning: deg (161 deg i snitt) 0 deg 90 deg 180 deg 270 deg 365 deg Øst-vendt 100 moh 25 deg bratt Lakselvdalen Vest-vendt 50 moh 20 deg bratt 11

12 Når?, hvorfor? 12

13 Stol på meg jeg er en forsker Manuelt vs. automatisk: Ikke stol på meg jeg er en forsker 60-80% korrekt deteksjonsfrekvens % over -deteksjon Geomorfologi som kilde for feildeteksjoner 26 Jan 2 Feb Automatisk vs. observasjoner: 70 % korrekt, 30 % ikke detektert Over deteksjon når referansebilde var våt 13

14 Hva kan vi? Hva kan vi ikke? Detektere D2-D5 snøskred i hele verden hver 12. dag Detektere snøskred i Norge min. hver 3. Dag Geodatabase som svarer på: Tidspunkt, sted, størrelse,... Detektere D1 snøskred Detektere snøskred med 100 % riktig deteksjonsfrekvens Levere skredaktivitetskart med konsistent kvalitet og tidsfrekvens Skille mellom ulike skredtyper Helautomatisk prosesseringslinje fra nedlasting til skredaktivitetsdatabase og kart Går tilbake i tid ved bruk av andre satellitter EKSEMPLER 14

15 Minimere usikkert i skredvarsling Skredaktivitet (Klasse 1) er positivt korrelert med skredfare (særlig ved høyere skredfare) - Når skal jeg går OPP / NED i skredfaren? - Har det gått et stort skred som indikerer FG 4? - Har de største skredløpene gått allerede? Langtidsdatabase av skredaktivitet - Hvilken områder er mest utsatt? - Finnes det indikatorskred for ulike værsituasjoner - Hvilken synoptiske værmønster utløser store skredsyklus Karsten Mueller 15

16 Validering av varselet 571 skred ble detektert 11 Mai

17 Testbruk av satellittdata Skreddeteksjon ble nevnt i skredvarsling på varsom.no 17

18 Pre-operasjonell tjeneste Samarbeid mellom Norut, NVE og SVV Per nå Norut Norut Norut Norut Norut NVE X SAR prosess ering Geokodi ng Bildediff eranse Skredde teksjon Vektoris ering DB import og merging Distribus jon På sikt NB S NBS NV E NV E NV E NV E NVE 18

19 (Usynlig) skredaktivitet langs veiene m, 300m, 500m buffer Hvor mange skred utløser langs veiene men ikke nå veien? Oppdatering av skredbanene SVV lager? Validering av fjernmålingsutstyr (Infralyd, radar,...) 19 Tore Humstad

20 Tilleggsinformasjon til skredfarekartlegging For lokalsamfunn, kommune, hyttefelt,... Historiske skredhendelser Skredfrekvens Lengste runout Input til empiriske og dynamiske modeller (Eckerstorfer etal., 2017, CRST) (McClung, 2002b) Sentinel-1 (HR) data fra nå Radarsat + TerraSAR-X data (VHR) fra ulike områder fra 2006 ERS data (LR) fra

21 Oppsummering Pre-operasjonell tjeneste testes akkurat nå i 4 varslingsregioner Overføring av tjeneste til NVE i høsten 2018 Skreddeteksjon i alle varslingsregioner i Norge i de neste årene Skredene blir lagt inn i den nasjonale skreddatabasen Verdens dominans Klasse 1: Skredhendelser lav usikkerhet, lett å tolke Hvor? Når? Hvor mange? Hvor stor? Hvorfor? Hvilken type? 21

22 Tusen takk!