Integration of remote sensing data to facilitate multi-hazards risk assessments in coastal regions

Abstract

This research is a development in the field of Geomatics applied to risk assessment. The main objective is to provide methodologies to support multi-hazard assessments at regional scales, based on satellite remote sensing techniques. This thesis resulted in the development of two models to detect both flood and wildfire burned extents. Despite the antagonic characteristics of such hazards, both models share the same theoretical principles, consisting in multi-index change detection approaches based on multispectral imagery. Both models were developed and implemented to the Aveiro region (in the Northwest of Central Portugal), chosen because of its natural and anthropogenic pressures, which has been widely studied in terms of its vulnerabilities and exposure to several sources of hazards. The accuracy of these methods was obtained through comparison with other methods or oficial reference sources. These models have shown great potential for incororation in the risk assessment process, with few requirements in terms of time and resources, supporting and facilitating territorial planners and decision makers to adopt more informed decisions. This research meets several national and European strategic goals, contributing to increase the resilience of territories to weather related hazards.

Este trabalho foi desenvolvido no domínio da Geomática aplicado a avaliações de risco.O principal objetivo passa pelo desenvolvimento de metodologias de suporte a avaliações multi-risco, baseadas em técnicas de deteção remota por satélite. Esta tese resultou no desenvolvimento de dois modelos, para a deteção de extensão de cheias e áreas ardidas. Apesar de constituirem dois tipos de perigo com características antagónicas, os dois modelos desenvolvidos partilham os mesmos princípios teóricos, consistindo em abordagens de deteção de alterações, a partir de multiplos índices obtidos a partir de imagens de satélite multiespectrais. Os dois modelos foram desenvolvidos e implementados na Região de Aveiro (localizada no litoral oeste da região centro de Portugal Continental), que apresenta diversas pressões naturais e antropogénicas, e que, ao longo dos últimos anos, têm sido amplamente estudadas relativamente à vulnerabilidade e exposição a diversas fontes de perigo. De forma a avaliar a eficácia dos modelos, compararam-se os resultados da sua aplicação com métodos alternativos e dados de fontes oficiais. As metodologias desenvolvidas ao longo desta tese demonstraram elevado potencial para incorporação em processos de avaliação de risco, com poucos recursos e num curto espaço de tempo, contribuindo para apoiar e facilitar o trabalho de planeadores do terriório e decisores, na adoção de práticas fundamentadas. Esta investigação vai ao encontro de diversas estratégias nacionais e europeias, contribuindo para o aumento da resiliência dos territórios face a perígos de origem meteorológica.