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GIS-based landslide susceptibility mapping of the Flysch Zone within Lower Austria by using Fuzzy Logic approach

Radisavljevic, Milos (2020) GIS-based landslide susceptibility mapping of the Flysch Zone within Lower Austria by using Fuzzy Logic approach.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Kainz, Wolfgang

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DOI: 10.25365/thesis.63471
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-18835.99270.723367-7

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Abstract in English

Landslides are a topic that seems to be constantly challenging and interesting, but at the same time a mystery on its own, taking into account all the factors and parameters that cause them. Being aware of the fact that landslides did so much damage in the past, covering both human lives and infrastructure, lots of efforts have always been induced from the scientific point of view in order to find an appropriate model by using a great number of analyses in terms of taking proper precautions in due time. In that way, it can be said that we are to become more aware of the future safe spatial planning as well as the need to learn how to anticipate and recognize next nature’s movement. Landslide susceptibility mapping, as a measure that can theoretically approach the problem and take into account many factors and parameters, is already playing its role in these precautions, and is showing some results that will surely be useful in the future. Many regions have seen these maps, since they have showed this proneness to mass movements causing that way some unwanted losses. According to many other studies and projects, it is Lower Austria that, out of all other federal states, showed the greatest number of landslides and various mass movements in the past. Furthermore, seen through geological units within this federal state, it was proved that the Flysch Zone, mostly due to its mineralogical and rock composition, is the one on the top of the list which should be mostly taken care of. In terms of finding a better and possibly a more accurate landslide susceptibility map, concerning methodology that seems to be suitable for a GIS (Geographic Information Systems) analysis and model, a Fuzzy Logic was applied here based on fuzzy set theory. Even if it‘s not based on preciseness, as it would be the case with crisp sets in general, it tends to be more organic and natural, since there are no strict boundaries between the classes within some of the relevant parameters. Due to the interlacing of these geofactors, one of them seems to be more crucial than the others for carrying out such an analysis, which implies that there is a preference that should be considered. In that sense, here it was used an AHP (Analytical Hierarchy Process) as one of the multiple-criteria decision analysis (MCDA) methods in order to calculate the relevance of the chosen parameters. These parameters are: slope, aspect, elevation, rainfall, lithology, and land cover. They were chosen on the base of literature review and expert knowledge. After setting rules and conditions based on the fuzzy logic and AHP, the resulting landslide susceptibility map was obtained. After reclassification into 5 levels of susceptibility (“very low, low, moderate, high and very high), this final map showed, that 18,8% of the Flysch Zone within Lower Austria belonged to the class defined as “very high” and 24,25% to the class marked as “high”, where both of them could be considered as a potentially dangerous zone. The data in the form of polygons, which were used as a validation of this map, were provided by the i-MASS project and so were considered as more accurate and trustworthy than the points representing landslides that had occurred previously in the past.

Schlagwörter in Englisch

Landslide / GIS / Fuzzy Logic / AHP / Flysch Zone

Abstract in German

Rutschungen oder Erdrutsche sind ein Thema, das immer wieder herausfordernd und interessant zu sein scheint, ist aber zugleich an sich auch mysteriös, wenn man alle Faktoren bedenkt, die Erdrutsche verursachen. Da man der Tatsache bewusst ist, das Erdrutsche in der Vergangenheit viel Schaden angerichtet hatten, insbesondere auf Menschenleben und Infrastruktur bezogen, sind immer große Bemühungen von der wissenschaftlichen Seite gemacht worden, das entsprechende Modell zu finden, unter Anwendung zahlreicher Analysen zur Ausführung geeigneter Vorkehrungen zum gegebenen Zeitpunkt. Da man der Tatsache bewusst ist, das Erdrutsche in der Vergangenheit viel Schaden angerichtet hatten, insbesondere auf Menschenleben und Infrastruktur bezogen, sind große Bemühungen immer von der wissenschaftlichen Seite gemacht worden, das entsprechende Modell unter Anwendung zahlreicher Analysen zu finden, geeignete Vorkehrungen zum gegebenen Zeitpunkt auszuführen. Augfrund dessen könnte man sagen, dass man sich zukünftig der sicheren Raumplanung bewusst werden muss, wie auch der Notwendigkeit, die nächsten Schritte der Natur vorauszusehen und zu erkennen. Die Gefahrenhinweiskartierung als eine Maßnahme, die theoretisch das Problem angeht und viele Parameter berücksichtigt, spielt bereits eine Rolle in diesen Vorsichtsmaßnahmen und zeigt dabei bedeutende zukunftsweisende Ergebnisse. Viele Regionen wurden in diesem Sinne kartiert, da dieselben gerade die Neigung zu Rutschungen in der Vergangenheit schon zeigten und bereits viele unerwünschte Verluste verursachten. Zahlreiche Studien und Projekte beweisen, dass Niederösterreich von allen Bundesländern in Österreich am meisten rutschungsanfällig ist und in vergangenen Zeiten verschiedene Rutschbewegungen aufwies. Darüber hinaus, und zwar anhand der geologischen Einheiten innerhalb dieses Bundeslandes gesehen, wurde belegt, dass die Flyschzone aufgrund ihrer Mineral- und Gesteinszusammensetzung gerade diejenige geologische Einheit darstellt, die am meisten beachtet werden sollte. Um eine bessere und möglicherweise genauere Karte der Empfindlichkeit gegen Erdrutsch zu finden, indem die Methodologie, die sich anscheinend für GIS (Geoinformationssysteme) -Analyse und GIS-Modell eignet, berücksichtigt wird, wurde die Fuzzy Logik auf der Grundlage der Fuzzy-Mengen-Theorie angewendet. Auch wenn sie nicht auf Präzision basiert, weil dies bei den scharfen Mengen im Allgemeinen der Fall wäre, wäre sie jedenfalls danach bestrebt, organischer und natürlicher zu sein, da es eigentlich zwischen den Klassen keine strengen Grenzen innerhalb einiger relevanter Parameter gibt. Aufgrund des Zusammenspiels dieser Geofaktoren haben einige von ihnen zur Ausführung einer solchen Analyse immer noch größere Wichtigkeit als die anderen, was wiederum impliziert, dass es dabei einen Vorrang gibt, der respektiert werden muss. Daher wurde in dieser Arbeit der Analytische Hierarchieprozess (AHP – Analytic Hierarchy Process) angewendet, und zwar als eine der Methoden zur Findung von mehrkriteriellen Entscheidungen für die Analyse, mit dem Ziel, die Relevanz der ausgewählten Parameter zu erfassen. Die dabei zu berücksichtigenden Parameter sind: Hangneigung, Hangexposition, Höhe, Niederschlagsmenge, Lithologie und Landbedeckung. Sie wurden aufgrund von Literaturrecherche und Expertenwissen ausgewählt. Nachdem die auf Fuzzy Logik und AHP basierenden Regeln und Bedingungen festgelegt sind, so wird die endgültige Gefahrenhinweiskarte von Erdrutschen erhalten. Nach der Neueinstufung in fünf Empfindlichkeitsstufen (sehr niedrig, niedrig, mittel, hoch und sehr hoch) ergab diese endgültige Karte, dass 18,8% dieser Flysch-Zone in Niederösterreich zu einer als "sehr hoch" definierten Klasse gehörten, und 24,25% dieser Klasse sind als "hoch" markiert, wobei beide als potenziell gefährliche Zone eingestuft sein können. Daten in Form von Polygonen, die als Validierung dieser Karte verwendet wurden, wurden aus dem "i-MASS" -Projekt erhalten und wurden daher als genauer und wahrer angesehen als diejenigen Punkte, die die in der Vergangenheit aufgetreten Erdrutsche darstellen.

Schlagwörter in Deutsch

Erdrutsch / GIS / Fuzzy Logik / AHP / Flysch Zone

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Radisavljevic, Milos
Title: GIS-based landslide susceptibility mapping of the Flysch Zone within Lower Austria by using Fuzzy Logic approach
Umfangsangabe: xiii, 77 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Kartographie und Geoinformation
Publication year: 2020
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Kainz, Wolfgang
Assessor: Kainz, Wolfgang
Classification: 74 Geographie, Raumordnung, Städtebau > 74.30 Kartographie: Allgemeines
74 Geographie, Raumordnung, Städtebau > 74.48 Geoinformationssysteme
38 Geowissenschaften > 38.45 Geomorphologie
AC Number: AC15766068
Item ID: 63471
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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