Original paper

Remote Sensing and GIS-based Landslide Susceptibility Analysis and its Cross-validation in Three Test Areas Using a Frequency Ratio Model

Pradhan, Biswajeet; Lee, Saro; Buchroithner, Manfred F.

PFG Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation Jahrgang 2010 Heft 1 (2010), p. 17 - 32

published: Feb 1, 2010

DOI: 10.1127/1432-8364/2010/0037

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ArtNo. ESP172201001002

P

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Abstract

The paper presents the results of the cross-validation of a frequency ratio model using remote sensing data and GIS for landslide susceptibility analysis in the Penang, Cameron, and Selangor areas in Malaysia. Landslide locations in the study areas were identified by interpreting aerial photographs and satellite images, supported by field surveys. SPOT 5 and Landsat TM satellite imagery were used to map landcover and vegetation index respectively. Maps of topography, soil type, lineaments and land cover were constructed from the spatial datasets. Nine factors which influence landslide occurrence, i.e. slope, aspect, curvature, distance from drainage, lithology, distance from lineaments, soil type, landcover, and NDVI, were extracted from the spatial database and the frequency ratio of each factor was computed. For all three areas the landslide susceptibility was analysed using the frequency ratios derived not only from the data for the respective area but also using the frequency ratios calculated from each of the other two areas (nine susceptibility maps in all) as a cross-validation of the model. For verification, the results of the analyses were then compared with the field-verified landslide locations. Among the nine cases, the case of Cameron based on the Cameron frequency ratio showed the highest accuracy (83%), and the case of Selangor based on the Penang frequency ratio showed the lowest accuracy (70%). Qualitatively, the model yields reasonable results which can be used for preliminary landslide hazard mapping.

Kurzfassung

Der Artikel präsentiert die Ergebnisse der Anwendung eines probabilistischen Modells unter Verwendung von Fernerkundungsdaten und GIS für Erdrutschgefährdungsanalysen in den Gebieten Penang, Cameron und Selangor in Malaysien. Die Erdrutsche wurden durch die Interpretation von Luft- und Satellitenbildern, gestützt auf Geländekartierungen, identifiziert. Zur Kartierung von Landbedeckung und Vegetationsindex wurden LANDSAT TM-Satellitenbilder verwendet. Von diesen raumbezogenen Datensätzen wurden digitale Karten von Topographie, Bodentypen, Lineamenten und Landbedeckung hergestellt. Neun Erdrutsch-bestimmende Faktoren, und zwar Hangneigung, Exposition, Hangkrümmung, Abstand zu Entwässerungslinien, Lithologie, Abstand zu Lineamenten, Bodentyp, Landbedeckung und NDVI, wurden aus der raumbezogenen Datenbank extrahiert und die Häufigkeitsquotienten für jeden Faktor berechnet. In Summe neun Karten der Erdrutschgefährdung wurden nicht nur auf der Basis der Daten der betreffenden Gebiete, sondern als Gegenprobe für die Validität der Methode auch mittels der Frequenzquotienten der jeweils anderen beiden Gebiete, erstellt. Zur Verifikation wurden die Analyseergebisse jedes Untersuchungsgebietes mit den tatsächlichen Erdrutschlokalitäten verglichen. Von den neun Fällen zeigte das Cameron-Gebiet auf der Basis des Cameron-Häufigkeitsquotienten die höchste Genauigkeit (83%), wohingegen das Selangor-Gebiet auf der Basis des Penang-Frequenzquotienten die geringste (70%) aufwies. Das Modell zeitigt sinnvolle qualitative Ergebnisse, die für Hangrutschungsrisiko-Kartierung verwendet werden können.

Keywords

landslide susceptibilitycross validationremote sensinggisfrequency ratiomalaysia