Photogrammetric Monitoring of an Artificially Generated Shallow Landslide

• Published in: Photogrammetric record 2013-06, Vol.28 (142), p.178-195
• Main Author: Akca, Devrim
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: bundle adjustment; camera synchronisation; high speed camera; landslide monitoring; Landslides & mudslides; network design; photogrammetric network simulation; Photogrammetry
• ISSN: 0031-868X; 1477-9730
• DOI: 10.1111/phor.12016

An artificial rainfall event was applied to a forested slope in Ruedlingen, northern Switzerland. The experiment triggered a landslide which resulted in mobilising about 130 m3 of debris. The event was monitored by a photogrammetric network of four cameras, operating at 5 to 8 frames per second, in order to quantify spatial and temporal changes by tracking tennis balls pegged into the ground. Image measurements were performed using automated image matching methods, implemented through a software package developed in‐house. Three‐dimensional coordinates of the target points were estimated by running a customised type of bundle adjustment, achieving a positioning precision of ± 1·8 cm. Résumé Une pluie artificielle a été déversée sur un versant boisé de Ruedlingen, au nord de la Suisse. Cette expérience a déclenché un glissement de terrain, mobilisant environ 130 m3 de matière. Le phénomène a été observé par un réseau photogrammétrique de 4 caméras à la cadence de 5 à 8 images par seconde afin de quantifier les changements spatiaux et temporels, en suivant des balles de tennis fixées au sol. Des mesures ont été effectuées dans les images en utilisant des méthodes automatiques d'appariement d'images développées dans le cadre d'un logiciel maison. L'estimation des coordonnées 3D des cibles au moyen d'une compensation par faisceaux adaptée conduit à une exactitude de localisation de ±1,8 cm. Zusammenfassung Ein bewaldeter Hang in Rüdlingen in der nördlichen Schweiz wurde einem künstlich erzeugten Regen ausgesetzt. Dadurch wurde ein Erdrutsch ausgelöst, der ca. 130 m3 Geröll in Bewegung setzte. Dieses Ereignis wurde durch ein photogrammetrisches Netzwerk aus vier Kameras mit einer Aufnahmerate von 5 bis 8 Aufnahmen pro Sekunde aufgezeichnet. Zur Quantifizierung der räumlichen und zeitlichen Veränderungen wurden kleine Tennisbälle verfolgt, die in die Erde gesteckt waren. Die Messungen in den Bildern wurden durch eigens entwickelte automatische Bildzuordnungsmethoden durchgeführt. Die 3D Koordinaten der Zielpunkte wurden durch eine auf diese Anwendung adaptierte Bündelausgleichung bestimmt, womit eine Präzision der Position von ±1·8 cm erzielt werden konnte. Resumen Una pendiente arbolada en Ruedlingen, norte de Suiza, fue expuesta a una lluvia artificial. El experimento provoco un corrimiento de tierras el cual desplazó alrededor de 130 m3 de escombros. El suceso fue monitorizado por una red fotogramétrica de cuatro cámaras, disparando entre 5 y 8 imágenes por s