1. Automatic Color Detection-Based Method Applied to Sentinel-1 SAR Images for Snow Avalanche Debris Monitoring
- Author
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Fatima Karbou, Sophie Giffard-Roisin, Anna Karas, Nicolas Eckert, Philippe Durand, Centre d'Etudes de la Neige (CEN), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Erosion torrentielle neige et avalanches (UR ETGR (ETNA)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
- Subjects
0211 other engineering and technologies ,Terrain ,02 engineering and technology ,Color space ,Segmentation ,Altitude ,Snow Avalanche ,[SPI.GCIV.RISQ]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering/Risques ,0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering ,Electrical and Electronic Engineering ,021101 geological & geomatics engineering ,Remote sensing ,Random Forest ,[SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering ,Orientation (computer vision) ,020206 networking & telecommunications ,Snow ,Debris ,13. Climate action ,Orbit (dynamics) ,Automatic detection ,Sentinel-1 ,General Earth and Planetary Sciences ,[SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing ,Geology ,SAR - Abstract
International audience; In this study, we develop a novel method to automatically detect areas of snow avalanche debris using a color space segmentation technique applied to SAR image time series through January 2018 in the Swiss Alps. Debris avalanche zones are detected assuming that these areas are characterised by a significant and localised increase in SAR signal relative to the surrounding environment. We undertake a sensitivity study by calculating debris products by varying the D-M reference images (a stable reference image taken several weeks before the event). We examine the results according to the direction of the orbit, the characteristics of the terrain (slope, altitude, orientation) and also by evaluating the relevance of the detection with the help of an independent SPOT database ([1]) including 18,737 avalanche events. Small avalanches are not detected by SAR images and depending on the orientation of the terrain some avalanches are not detected by either the ascending or the descending orbit. The detection results vary with the reference image; best detection results are obtained with some selected individual dates with almost 70 % of verified avalanche events using the ascending orbit.
- Published
- 2022