Multitemporal monitoring of a coastal landslide through SfM-derived point cloud comparison

Monitoring of geomorphic changes affecting sea cliffs poses a difficult challenge from a logistical point of view. Nevertheless, this activity is fundamental for the evaluation of cliff recession rates and the assessment of risk conditions affecting coastal settlements. Innovative geomatics techniques provide a valid contribution to detect cliff topographic modifications induced by erosion or landslide processes. This study presents a photogrammetric approach based on structure from motion (SfM) aimed at monitoring the geomorphic evolution of a coastal landslide that displaced about 40000m(3) of material in southern Italy. The landslide was monitored for more than two years, comparing multitemporal 3D point clouds derived from SfM. The results of change detection analysis allowed quantifying the volumes of rocks and unconsolidated sediments mobilised by erosion processes after the main failure, and developing a sediment budget. The study highlighted the high erodibility of collapsed material, as well as the suitability of the adopted techniques for 3D change detection analyses. Resume La surveillance des changements geomorphologiques qui affectent les falaises littorales est un veritable defi sur le plan logistique. Cette activite est neanmoins essentielle pour l'evaluation du taux de recul des falaises et des dangers qui menacent les infrastructures cotieres. Des techniques geomatiques innovantes fournissent une precieuse contribution pour detecter les modifications induites dans la topographie des falaises par l'erosion ou les processus de glissement. Cette etude presente une approche photogrammetrique basee sur le principe de la structure a partir du mouvement (SfM) dans le but de permettre la surveillance d'un glissement de terrain cotier ayant deplace 40000m(3) de matiere en Italie du sud. Le glissement a ete surveille pendant plus de deux ans par comparaison multidate des nuages de points 3D obtenus par SfM. Les resultats de l'analyse de detection de changement ont permis de quantifier les volumes de roches et de sediments non consolides mobilises par l'erosion apres la pricipale rupture, et de developper un bilan sedimentaire. Cette etude a mis en evidence l'importante erodabilite du materiau effondre, ainsi que l'aptitude des techniques adoptees pour l'analyse 3D des changements. Zusammenfassung Die uberwachung geomorphologischer Veranderungen an Seeklippen stellt eine gro ss e logistische Herausforderung dar. Dennoch sind solche uberwachungen fundamental fur die Bewertung des Ruckgangs der Klippen und die Abschatzung von Risiken fur Kustenbewohner. Die Geoinformatik kann mit ihren innovativen Techniken dazu beitragen, topographische Veranderungen durch Erosion und Rutschungen zu erfassen. Diese Studie stellt einen photogrammetrischen Ansatz basierend auf der Methode Structure-from-Motion (SfM) am Beispiel einer Hangrutschung einer Kuste in Suditalien vor, bei der ca. 40000m(3) Material in Bewegung waren. Die Hangrutschung wurde uber mehr als zwei Jahre beobachtet und multi-temporale Punktwolken, die aus SfM generiert wurden, verglichen. Das Ergebnis der Analyse der Anderungsdetektion ermoglicht es, das Volumen von Felsen und losen Sedimenten zu bestimmen, die erst nach dem Zusammenbruch einem Erosionsprozess unterlagen. Dazu konnte ein Sediment-Budget erstellt werden. Die Studie stellt den hohen Erosionsgrad des in Rutschung geratenen Materials heraus und bestatigt die Eignung der eingesetzten Techniken fur die 3D-Anderungsdetektion. Resumen El seguimiento de los cambios geomorficos que afectan a los acantilados es un desafio dificil desde el punto de vista logistico. Sin embargo, esta actividad es fundamental para la evaluacion de la recesion de los acantilados y la evaluacion de las condiciones de riesgo que afectan a los asentamientos costeros. Las tecnicas de geomatica actuales proporcionan una contribucion valida para detectar las modificaciones topograficas de los acantilados inducidas por la erosion o los procesos de deslizamiento de tierras. Este estudio presenta un enfoque fotogrametrico basado en la correspondencia de imagenes por estructura del movimiento (structure from motion - SfM), cuyo objetivo es monitorizar la evolucion geomorfica de un deslizamiento costero que desplazo alrededor de 40000m(3) de material en el sur de Italia. El deslizamiento de tierra se monitorizo durante mas de dos anos, comparando las nubes de puntos 3D multitemporales derivadas de SfM. Los resultados del analisis de deteccion de cambios permitieron cuantificar los volumenes de rocas y sedimentos no consolidados movilizados por los procesos de erosion despues del deslizamiento inicial y desarrollar un balance de sedimentos. El estudio destaco la alta erosionabilidad del material colapsado, asi como la idoneidad de las tecnicas adoptadas para los analisis de deteccion de cambios en 3D. ?? ????????, ???????????????????, ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (SfM) ???????, ?????????????????????????????????????????, ????SfM????????3D??????????, ?????????????????????????????, ???????????????????????, ??????3D?????????????