A geomorphological approach to the identification of multi-temporal landslide activity

Abstract

The cracks that develop as a result of the landslide activity are one of the important indicators for understanding the slope movements and predicting the possible secondary landslide movements. A range of methods from geotechnical, geophysical to geodesy are utilized for monitoring and long term tracking of the landslide activities. However, each of these methods has its own limitations to reveal the landslide activities. Although landslides are geomorphological processes, these monitoring approaches rarely make use of the geomorphological information and interpretations in the planning and analyzing of the measurements. The aim of this study is to present a new approach for spatial mapping of the multi-temporal activities of the deep seated and complex slides. In the study, the temporal activity and degree for the test area of Firüzköy (İstanbul) landslide were analyzed using the remote sensing data from 1996 to 2006. After establishing the map of cracks for different periods, the corresponding intensities in the geomorphological units were calculated. Next, the activity degrees for each period were identified by classifying these intensities. In conclusion, in terms of cost-benefit analysis, the proposed method was found to be either a stand-alone alternative or complementary to the existing geotechnical, geophysical to geodesy methods for assessing the landslide activity in terms of geomorphology.

Keywords

• LandslideLandslide activityRemote sensingGeomorphologyFiruzköy-Istanbul

Çok zamanlı heyelan aktivitesinin belirlenmesinde jeomorfolojik bir yaklaşım

Öz

Heyelan aktivitesinin bir sonucu olarak gelişen çatlaklar, yamaç hareketlerinin anlaşılmasında ve sonra gelişebilecek ikincil hareketlerin tahmin edilmesinde önemli bir belirteçtir. Heyelan hareketlerinin farklı yöntemlerle izlenmesi ve uzun dönem aktivitelerinin takibinde jeoteknik, jeofizik ve jeodezik olarak bir çok yöntemden faydalanılmaktadır. Buna karşın bu yöntemler heyelan aktivitesinin ortaya konulmasında belirli kısıtlamalara sahiptir. Heyelanın jeomorfolojik bir süreç olmasına karşın bu izleme teknikleri ölçümlerin planlama ve değerlendirme aşamasında jeomorfolojik bilgi ve yorumlamalardan nadiren faydalanır. Bu çalışmanın amacı, derin ve karmaşık kaymaların çok zamanlı aktivitelerinin mekânsal olarak haritalanmasına yönelik yeni bir yaklaşım ortaya koymaktır. Çalışmada test alan olarak seçilen Firüzköy (İstanbul) heyelanına ait zamansal aktivite ve derecesi 1996 ve 2006 yılları arasındaki periyoda ait hava fotoğraları ve IKONOS uydu görüntü verileriyle değerlendirilmiştir. Farklı dönemler için oluşturulan çatlak haritalarının karşılık geldikleri jeomorfojik birimlerdeki yoğunlukları hesaplanmıştır. Daha sonra bu yoğunluklar sınıflandırılarak her bir dönem için aktivite dereceleri tanımlanmıştır. Jeomorfolojik açıdan heyelan aktivitesinin derecelendirildiği çalışmada, fayda/maliyet açısından değerlendirildiğinde önerilen yaklaşımın jeoteknik, jeofizik ve jeodezik izleme yöntemleri gibi diğer yöntemlerle birlikte veya alternatif bir yöntem olarak kullanılabileceği ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler

• HeyelanHeyelan aktivitesiUzaktan algılamaJeomorfolojiFiruzköy-İstanbul

Kaynakça

1. Angeli, M. G., Pasuto, A., ve Silvano, S. (2000). “A critical review of landslide monitoring experiences”, Engineering Geology, 55(3), 133-147.
2. Arpat, E. (1999). “Büyükçekmece ve Küçükçekmece (İstanbul) heyelanlarının genel özellikleri ve yarattıkları başlıca sorunlar”, 52. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiriler Kitabı, s. 17-23, Ankara.
3. Duman, T. Y., Can, T., Gökçeoğlu, C., Nefeslioğlu, H. A., ve Sonmez, H. (2006). “Application of logistic regression for landslide susceptibility zoning of Cekmece Area, Istanbul, Turkey”, Environmental Geology, 51(2), 241-256.
4. Ertek, T. A., ve Erginal, A. E. (2006). “Anthropogenetically triggered landslide factors of the Varyant landslide area at Büyükcekmece, NW Turkey”, Zeitschrift für Geomorphologie, NF, 50(2), 177-191.
5. Gili, J. A., Corominas, J., ve Rius, J. (2000). “Using Global Positioning System techniques in landslide monitoring”, Engineering Geology, 55(3), 167-192.
6. Gökaşan, E., Ustaömer, T., Gazioğlu, C., Yücel, Z. Y., Öztürk, K., Tur, H., Ecevitoglu, B. And Tok, B. (2003). “Morpho-tectonic evolution of the Marmara Sea inferred from multi-beam bathymetric and seismic data”, Geo-Marine Letters, 23(1), 19-33.
7. Görüm, T., Gökçeoğlu, C., Nefeslioğlu, H.A., Şanlı, F.B., Döker, F., 2008. “Firuzköy heyelanının yakın dönem morfolojik evriminin yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleriyle analizi”, Ulusal Jeomorfoloji Sempozyumu, Çanakkale, Bildiri Özleri Kitabı, s.280. 2008, Çanakkale.
8. Görüm, T., Fan, X., Van Westen, C. J., Huang, R. Q., Xu, Q., Tang, C., and Wang, G. (2011). “Distribution pattern of earthquake-induced landslides triggered by the 12 May 2008 Wenchuan earthquake”, Geomorphology, 133(3), 152-167.

9. İnce, G. Ç., Yildirim, M., Özaydin, K., and Özener, P. T. (2008). “Seismic microzonation of the historic peninsula of Istanbul”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 67(1), 41-51.
10. Martha, T. R., Kerle, N., Jetten, V., Van Westen, C. J., and Kumar, K. V. (2010). “Characterising spectral, spatial and morphometric properties of landslides for semi-automatic detection using object-oriented methods”, Geomorphology, 116(1), 24-36.
11. Martha, T. R., Kerle, N., Van Westen, C. J., Jetten, V., and Kumar, K. V. (2011). “Segment optimization and data-driven thresholding for knowledge-based landslide detection by object-based image analysis”, Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, 49(12), 4928-4943.
12. Nefeslioğlu, H. A., Sezer, E., Gökçeoğlu, C., Bozkır, A. S., ve Duman, T. Y. (2010). “Assessment of landslide susceptibility by decision trees in the metropolitan area of Istanbul, Turkey”, Mathematical Problems in Engineering, 2010.
13. Pamir, H.N., (1938). “İstanbul Boğazı’nın teşekkülü meselesi”, MTA Bülteni. 3-4, 61-69.
14. Sowers, G.F. and Royster, D.L. (1978). “Field investigation. In: Schuster, R.L., Krizek, R.J. (Eds.), Landslides: Analysis and Control”, Transportation Research Board, Special Report, 176. National Academy of Science, Washington, DC, pp. 81-111.
15. Stumpf, A., and Kerle, N. (2011). “Object-oriented mapping of landslides using Random Forests”, Remote Sensing of Environment, 115(10), 2564-2577.
16. Stumpf, A., Malet, J. P., Kerle, N., Nıethammer, U., and Rothmund, S. (2013). “Image-based mapping of surface fissures for the investigation of landslide dynamics”, Geomorphology, 186, 12-27.
17. Supper, R., and Römer, A. (2003). “New achievements in developing a high speed geoelectrical monitoring system for landslide monitoring”, In 9th EAGE/EEGS Meeting.
18. Şen, Ş. (2007). “A fault zone cause of large amplification and damage in Avcılar (west of Istanbul) during 1999 Izmit earthquake”, Natural Hazards, 43(3), 351-363.
19. Van Den Eeckhaut, M., Kerle, N., Poesen, J., and Hervás, J. (2012). “Object-oriented identification of forested landslides with derivatives of single pulse LiDAR data”, Geomorphology, 173, 30-42.
20. Varnes, D.J., (1978). “Slope movement types and processes”, In Schuster, R. L. and Krizek, R. J. (Editors), Landslides, Analysis and Control, Special Report 176: Transportation Re-search Board, National Academy of Sciences, Washington, DC., pp. 11-33.
21. WP/WLI (International Geotechnical Society's UNESCO Working Party on World Land-slide Inventory), (1993). “A suggested method for describing the activity of a landslide”, Bulletin, International Association of Engineering Geology, 47:53-57.
22. Yıldırım, M., ve Savaşkan, E., (2003). “İstanbul bölgesi Tersiyer çökellerinin stratigrafisine yeni bir yaklaşım ve çökellerin mühendislik özellikleri”, İstanbulu’un Jeolojisi Sempozyumu (20-21 Aralık 2003) Bildiriler Kitabı, s. 87-102, İstanbul.
23. Yılmaz, Y., Gökaşan, E., and Erbay, A. Y. (2010). “Morphotectonic development of the Marmara Region”, Tectonophysics, 488(1), 51-70.