Earthquake and conflict-related urban damage assessment using coherence change detection with Sentinel-1 imagery

การประเมินความเสียหายของเมืองจากแผ่นดินไหวและการสู้รบด้วยการตรวจจับ การเปลี่ยนแปลงค่าโคฮีเรนซ์ร่วมกับภาพถ่ายดาวเทียมเซนทิเนล-1

Name: Methichai Obom

Organization : Burapha University. Faculty of Geo-Informatic

Name: Balz, Timo

Organization : Wuhan University

Name: Phattraporn Soytong

Organization : Burapha University. Faculty of Geo-Informatic

Name: เมธิชัย โอบอ้อม

Organization : มหาวิทยาลัยบูรพา. คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์

Name: บาลซ์, ทีโม

Organization : มหาวิทยาลัยอู่ฮั่น.

Name: ภัทราพร สร้อยทอง

Organization : มหาวิทยาลัยบูรพา. คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์

keyword: Coherence change detection

LCSH: Earthquakes

LCSH: Earthquake damage

LCSH: Aerial photographs

Abstract: วัตถุประสงค์และที่มา : ภัยพิบัติก่อให้เกิดความสูญเสียต่อชีวิตและทรัพย์สิน รวมทั้งความเสียหายทางเศรษฐกิจ การประเมินความเสียหายหลังเกิดภัยพิบัติจึงมีความจำเป็นเพื่อสนับสนุนการบริหารจัดการหลังการเกิดภัยพิบัติ การให้ความช่วยเหลือด้านมนุษยธรรม และการบรรเทาสาธารณภัย การวิจัยนี้เป็นการประยุกต์ใช้วิธีการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงค่าโคฮีเรนซ์ร่วมกับภาพถ่ายดาวเทียมเซนทิเนล-1 ในการประเมินความเสียหายของเมืองซึ่งเกิดจากภัยพิบัติทางธรรมชาติและภัยพิบัติที่มีสาเหตุจากมนุษย์ ประกอบด้วย เมืองอันทักยาในจังหวัดฮาทัยทางตอนใต้ของประเทศตุรกีซึ่งได้รับผลกระทบจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวเมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ 2023 และเมืองมารีอูปอลทางภาคตะวันออกเฉียงใต้ของประเทศยูเครนซึ่งได้รับผลกระทบจากความขัดแย้งระหว่างประเทศรัสเซียและประเทศยูเครน ตั้งแต่วันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2022 จนกระทั่งเมืองถูกควบคุมโดยรัสเซียในช่วงปลายเดือนพฤษภาคม 2022 วิธีดำเนินการวิจัย : ภาพถ่ายดาวเทียมเซนทิเนล-1 ในช่วงเวลาสามเดือนก่อนเกิดเหตุการณ์ของพื้นที่ศึกษาแต่ละแห่งถูกนำมาสร้างเป็นภาพค่าโคฮีเรนซ์เฉลี่ยก่อนเกิดเหตุการณ์ ส่วนภาพถ่ายดาวเทียมภาพแรกหลังจากแผ่นดินไหวในเมืองอันทักยาและภาพถ่ายดาวเทียมจำนวน 9 ภาพหลักจากเหตุการณ์ในเมืองมารีอูปอลถูกนำมาสร้างเป็นภาพค่าโคฮีเรนซ์หลังเกิดเหตุการณ์ ภาพค่าโคฮีเรนซ์หลังเกิดเหตุการณ์แต่ละภาพจะถูกจับคู่กับภาพค่าโคฮีเรนซ์เฉลี่ยก่อนเกิดเหตุการณ์โดยใช้มาตราส่วนลอการิทึมในการคำนวณหาการเปลี่ยนแปลงของค่าโคฮีเรนซ์ของพื้นที่เมืองในพื้นที่ศึกษาแต่ละแห่งผลการวิจัย : ค่าโคฮีเรนซ์ของเมืองอันทักยาลดลงอย่างมากหลังจากเกิดแผ่นดินไหว ส่วนเมืองมารีอูปอลนั้นมีค่าโคฮีเรนซ์ลดลงเล็กน้อยในช่วงแรกหลังจากวันที่เมืองเริ่มถูกโจมตี จากนั้นมีการเปลี่ยนแปลงมากขึ้นในช่วงกลางเดือนมีนาคมถึงพฤษภาคม 2022 และส่วนที่มีความเปลี่ยนแปลงมากที่สุดเกิดขึ้นบริเวณกลางเมืองและบริเวณเขตอุตสาหกรรมอาซอฟสทัล ทั้งนี้ ยังปรากฏความเปลี่ยนแปลงกระจายอยู่ทั่วไปในพื้นที่เมือง จากผลการวิจัยพบว่า พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวในเมืองอันทักยาคิดเป็นร้อยละ 44.58 ของพื้นที่เมืองทั้งหมด แบ่งเป็น เสียหายเล็กน้อยร้อยละ 26.50 เสียหายปานกลาง ร้อยละ 12.53 และเสียหายรุนแรงร้อยละ 5.55 และพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความขัดแย้งระหว่างประเทศรัสเซียและประเทศยูเครน ในเมืองมารีอูปอลคิดเป็นร้อยละ 43.15 ของพื้นที่เมืองทั้งหมด แบ่งเป็น เสียหายเล็กน้อยร้อยละ 26.01 เสียหายปานกลางร้อยละ 12.20 และเสียหายรุนแรงร้อยละ 4.94 สรุปผลการวิจัย : พื้นที่ศึกษาทั้งสองแห่งได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติในรูปแบบที่ต่างกัน พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวในเมืองอันทักยาคิดเป็นพื้นที่ 8.82 ตารางกิโลเมตร จากพื้นที่ทั้งหมด 19.79 ตารางกิโลเมตร และพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความขัดแย้งในเมืองมารีอูโปลคิดเป็นพื้นที่ 41.11 ตารางกิโลเมตร จากพื้นที่ทั้งหมด 95.28 ตารางกิโลเมตร ทั้งนี้ วิธีการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงค่าโคฮีเรนซ์ร่วมกับภาพถ่ายดาวเทียมเซนทิเนล-1 สามารถประเมินความเสียหายของพื้นที่เมืองในได้อย่างรวดเร็ว โดยเป็นวิธีที่เหมาะสำหรับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่เมืองแต่ไม่เหมาะกับการประยุกต์ใช้ในพื้นที่ที่มีพืชพรรณปกคลุม Background and Objectives: Disasters cause serious economic and human losses. Therefore, damage assessment is needed to support post-disaster management, humanitarian assistance, and disaster relief. This research focuses on applying the coherence change detection technique with Sentinel-1 data for damage assessment of urban areas affected by a natural disaster and a human-caused disaster including Antakya, the capital of Hatay Province, the southernmost province of Turkey affected form the earthquake on 6 February 2023 and Mariupol, a city in the south-eastern Ukraine affected by the conflict between Russian and Ukraine since 24 February 2022 until the city was fully controlled by Russia in late May 2022. Methodology: Sentinel-1 images acquired in a three-month period before each event in each study area were used to generate an average pre-event coherence image. Then, the first image after the earthquake in Antakya and 9 images acquired after the beginning of the event in Mariupol were used to generate post event coherence images. Each post event coherence image was paired with the average pre-event coherence image using a log ratio to find the intensity of coherence changes of the urban area in each study area. Main Results: The coherence of Antakya dramatically reduced all over the city after the event. In Mariupol, there were gradually changes in the beginning of the invasion, then a lot of changes occurred in middle March to middle May 2022 and the most intense changes happened in the city centre and the Azovstal industrial site. However, there also were widespread changes all over the urban areas. The results showed that the urban area of Antakya affected by the earthquake is 44.58% including little change at 26.50%, moderate change at 12.53%, and severe change at 5.55%. In Mariupol, the urban area affected by the conflict between Russia and Ukraine is 43.15 % including little change at 26.01%, moderate change at 12.20%, and severe change at 4.94%. Conclusions: Both study areas were affected by different kinds of disasters in different ways. The total area affected by the earthquake in Antakya is 8.82 square kilometres from a total area of 19.79 square kilometres and the total area of 41.11 square kilometres from a total area of 95.28 square kilometres is affected by the conflict in Mariupol. The coherence change detection technique with Sentinel-1 Imagery is a useful method in applying for damage assessment that can be used immediately during the early and critical state of disasters. It is suitable to identify changes in urban areas but not suitable to apply in areas that covered with vegetation.

Burapha University. Library

Address: CHONBURI

Email: buulibrary@buu.ac.th

Created: 2567

Modified: 2024-10-02

Issued: 2024-10-02

บทความ/Article

application/pdf

ISBN: 2985-0983

BibliograpyCitation : วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา. ปีที่ 29, ฉบับที่ 2 (พ.ค.-ส.ค. 2567), หน้า 598-617

eng

©copyrights Burapha University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	sci29n2p598-617.pdf	2.11 MB

ใช้เวลา

0.042101 วินาที