Applications of Earth Observation for Disaster Risk Management

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Franck Roger Papineau
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1 Satellite Earth Observation & Disaster Risks Applications of Earth Observation for Disaster Risk Management Hicham EZZINE, Regional Centre for Disaster Risk Reduction

2 Data Info. INRODUCTION

3 INRODUCTION Pre-Disaster: Risk Assessment Adapted from ITC

4 INRODUCTION Post-Disaster: Damage Assessment DaLa / PDNA Disaster Footprint Exposure

5 FOREST FIRES Pre-Disaster: Risk Assessment Assessment of structural Risk Assessment of conjectural Risk

6 FOREST FIRES

LST NDVI - Vegetation regression index 01/06/ 03/06/ 04/06/ 10/06/ 16/06/ 17/06/ 02/06/ 05/06/ 08/06/ 09/06/ 11/06/ 13/06/ 14/06/ 15/06/ 18/06/ 20/06/ 21/06/ 22/06/ 25/06/ 26/06/ 27/06/ 28/06/ 29/06/

7 LST NDVI - Vegetation regression index 01/06/ 03/06/ 04/06/ 10/06/ 16/06/ 17/06/ 02/06/ 05/06/ 08/06/ 09/06/ 11/06/ 13/06/ 14/06/ 15/06/ 18/06/ 20/06/ 21/06/ 22/06/ 25/06/ 26/06/ 27/06/ 28/06/ 29/06/ 30/06/ 2007 FOREST FIRES Pre-Disaster: Risk Assessment Assessment of structural Risk Assessment of conjectural Risk NDVI(t) a t 2 b t c Time - Vegetation drought index T s m NDVI n Very High Risk High Risk Moderate Risk Low Risk Very Low Risk NDVI

22% 04/09/2006 à 13 h 25 visual Interpretation Hot spot 07/09/2006 à 13 h 36 05/09/2006 à 13 h 15

8 HOT SPOT DETECTION AND MONITORING CHEFCHAOUÈN PROVINCE BD CRTS Brightness T C 3 Brightness T C 4 C 3 C 4 FOREST FIRES Pre-Disaster: Hotspot detection (September 2006) Potential Hotspot reflectance < 22% 04/09/2006 à 13 h 25 visual Interpretation Hot spot 07/09/2006 à 13 h 36 05/09/2006 à 13 h 15 06/09/2006 à 13 h 05 08/09/2006 à 14 h 27 08/09/2006 à 14 h 30 09/09/2006 à 14 h 18 10/09/2006 à 14 h 18

9 Cartography of burned area Burned Area Image SPOT-XS acquise après le feu, Août 2OO4 FOREST FIRES Post -Disaster: Damage Mapping Fire Footprint Burned species Species Area (ha) Chêne liège 761,404 Chêne Vert 6,624 Feuillues 118,869 Matorral 142,127 Reboisement feuillu 6,999 Reboisement Résineux 2717,074 Terrains non Boisés 67,36 Total 3820,457 Commune Area (ha) Zoumi 2733 Beni Qoulla 1087 Total 3820

PDSI : 1900-2002 DROUGHT NMDC Normalized Multi-Band Drought Index VCADI Vegetation Condition Albedo Drought Index PDI Perpendicular Drought Index MPDI Modified Perpendicular Drought Index RDRI Remote

10 PDSI : DROUGHT NMDC Normalized Multi-Band Drought Index VCADI Vegetation Condition Albedo Drought Index PDI Perpendicular Drought Index MPDI Modified Perpendicular Drought Index RDRI Remote Sensing Drought Risk Index VegDRI Vegetation Drought Response Index ADI Aggregate Drought Index SMDI Soil Moisture Deficit Index ETDI Evapotranspiration Deficit Index RDI Reconnaissance Drought Index RSDI Regional Streamflow Deficiency Index SDI Sperling Drought Index NDVI Normalized Difference Vegetation Index VCI Vegetation Condition Index NDVIA Anomaly of Normalized Difference Vegetation Index SVI Standardized Vegetation Index NDWI Normalized -4 Difference -2 0 Water 2 Index 4 IPCC, 2007 NDII Normalized Difference Infrared Index LWCI Leaf Water Content Index

11 DROUGHT Standardized Vegetation Index: Drought Monitoring NDVI NDWI (short-wave infrared) Sea Cloud Very poor Poor 0.05 à Average 0.25 à 0.75 Good 0.75 à 0.95 Very good 0.95 à 1 Very poor or no vegetation

12 DROUGHT Standardized Vegetation Index: Drought Monitoring Sea Cloud Very poor Poor 0.05 à Average 0.25 à 0.75 Good 0.75 à 0.95 Very good 0.95 à 1 Very poor or no vegetation

13 DROUGHT Standardized Vegetation Index: Drought Monitoring

14 Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) DROUGHT TRMM: Drought Monitoring

15 DROUGHT TRMM: Drought Monitoring Correlation between TRMM and Ground station precipitation R 2 = 0,87 R 2 = 0,94 R 2 = 0,95 R 2 = 0,97 R 2 = 0,44 R 2 = 0,90 R 2 = 0,89 R 2 = 0,82

16 DROUGHT Drought Early Warning System

17 FLOOD Pre-Disaster: Hazard Assessment Data preporsessing Carte géologique (1/50 000) Modèle Numérique du Terrain (MNT) Précipitations journalières (mm) Occupation des l image satellite spot Hydrological Modelling Modèle hydrologique Pluie-Débit SCS et Mac-Math Ou bien Cequeau pour la prévision Carte des lames ruisselées Ou estimation des débits journaliers Températures Max et Min journalières Hydraulic Modelling Profil au long Profil en travers Carte dynamique des champs de vitesses Modèle Hydraulique de propagation de la crue : Équations de Saint-Venant Carte dynamique des champs des hauteurs d eau Carte dynamique des limites d inondations en fonction d eau MNT Rugosité des sols

18 5. Cas des Gharb 2009 inondations Cartographie des zones Inondées FLOOD Pre-Disaster: Damage Mapping

19 Variables à modéliser PROBABILITE Kilometers 0 1,25 2, (Aléa trés faible) (Aléa faible) (Aléa modéré) (Aléa élevé) (Aléa trés élevé) Mer Méditerranéenne CARTE DE SUSCEPTIBILITE AUX EBOULEMENTS (Aléa trés faible) (Aléa faible) (Aléa modéré) (Aléa élevé) (Aléa trés élevé) Mer Méditerranéenne Kilometers 0 1,25 2,5 5 PROBABILITE (Aléa trés faible) (Aléa faible) (Aléa modéré) (Aléa élevé) (Aléa trés élevé) Mer Méditerranéenne Kilometers 0 1,25 2,5 5 CARTE DE SUSCEPTIBILITE AUX EFFONDREMENT PROBABILITE (Aléa trés faible) (Aléa faible) (Aléa modéré) (Aléa élevé) (Aléa trés élevé) Mer Méditerranéenne Kilometers 0 1,25 2,5 5 CARTE DE SUSCEPTIBILITE AUX GLISSEMENT LANDSLIDE ortho rectification Données d observation de la terre Acquisition et préparation de données Géologie MNT Topographie magnitude précip O. Sol Failles Épaisseur Faciès Pente Exposition R. hydro Magnitude Précipitation glissement effondrement (n p) Variables prédictives Test de l Indépendance Conditionnelle O. Sol Failles Faciès Pente Exposition R. hydro Magnitude Précipitation coulées Pondération des variables prédictive Calcul de la probabilité cond.... éboulement (n mouvements) Glissement Éboulement. Effondrement coulées (p) Évaluation des cartes de susceptibilité PROBABILITE CARTE SYNTHETIQUE DE SUSCEPTIBILITE AUX MOUVEMENTX DE TERRAIN Carte synthétique de la susceptibilité aux mouvements de terrain

20 . LANDSLIDE. Kilometers 0 1,25 2,5 5 Kilometers 0 1,25 2,5 5 SUSCEPTIBILITY Very low susceptibility Moderate susceptibility High susceptibility Mediterranean sea ROCKFALL SUSCEPTIBILITY MAP SUSCEPTIBILITY Very low susceptibility Moderate susceptibility High susceptibility Mediterranean sea FLOW SUSCEPTIBILITY MAP Low susceptibility Very high susceptibility Low susceptibility Very high susceptibility.. Kilometers 0 1,25 2,5 5 Kilometers 0 1,25 2,5 5 SUSCEPTIBILITY Very low susceptibility Moderate susceptibility High susceptibility Mediterranean sea COLLAPSE SUSCEPTIBILITY MAP SUSCEPTIBILITY Very low susceptibility Moderate susceptibility High susceptibility Mediterranean sea SLIDE SUSCEPTIBILITY MAP Low susceptibility Very high susceptibility Low susceptibility Very high susceptibility

21 Applications of Earth Observation for Disaster Risk Management Thank you

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