Mass movement modelling over the Ciloto area based on integrated GNSS and TLS observations

Abstract

Das Rutschgebiet in Ciloto liegt unterhalb der alten Hauptstraße zwischen Jakarta und Bandung (West Java - Indonesia). In der Schneise zwischen dem Vulkan Gunung Gede und dem Berg Gunung Lemo bewegt sich der von stark bewachsener Vegetation geprägte Hangrutsch in süd-östliche Richtung. Wasser, das sich aus den umgebenden Gebieten ansammelt, gilt als größer Einflussfaktor und Auslöser dieser Massenbewegung. Das als 'sehr langsam' klassifizierte Rutschungsgebiet ist bewohnt, wird landwirtschaftlich genutzt und stellt seit Jahrzehnten eine Gefahr für Mensch und Infrastruktur dar. Detaillierte Kenntnis der Massenbewegung würde der Wissenschaft und auch der Regierung helfen, präventive Schutzmaßnahmen zu erarbeiten. Vorausgegangene Messkampagnen mittels Globalem Positionierungs System (GPS) und terrestrischen Messungen (Totalstation - TPS) zeigten sektoriell unterschiedliche Bewegungsabläufe inmitten der Massenbewegung. Entlang einer vermuteten Grenze zwischen einer rotationalen und translationalen Bewegung wurde die Messkampagne für diese Ausarbeitung geplant. Zehn Standpunkte wurden mittels GPS und Terrestrischem Laser Scanner (TLS) in drei Messperioden beobachtet. Die Ausarbeitung des statischen Modells stimmte mit den Ergebnissen aus den vorausgegangen Messkampagnen überein. Die GPS-Messungen waren auch für die Georeferenzierung der TLS-Messungen erforderlich. Die Verknüpfung der Einzelscans wurden mit der Bündelblockausgleichung umgesetzt. Unter der Annahme, dass ein Beobachtungspunkt fehlerfrei beobachtet worden ist, wurden mit dem Fehlerfortpflanzungsgesetz die Genauigkeiten der Verknüpfungspunkte und der anderen Standpunkte berechnet. Die Schätzung der Gesamtgenauigkeit beinhaltet die Genauigkeiten der gemessenen Einzelscans, der Registrierung der Scans und der Georeferenzierung samt GPS-Messgenauigkeiten. Die Signifikanz der Verschiebungen wurden mit der t-Student Verteilung untersucht. Die Ausarbeitung der TLS-Messungen wurden in horizontale (X und Y ) und vertikale (Z) Verschiebungen aufgeteilt.

The objective of this master thesis is the evaluation and modelling of a mass movement which occurs at the landslide area in Ciloto (West Java - Indonesia). The movement is mainly triggered by accumulated water from surrounding areas and moving in a south-easterly direction. The strong vegetated landslide zone, which includes rotational, translational and compounded slides, is located between the volcano Gunung Gede and the mountain Gunung Lemo. For decades this sliding area serves as a residential zone, agricultural land as well as an important infrastructural region for the inhabitants of West Java. Detailed knowledge of the mass movement can help scientists in counselling government officials to provide effective prevention policies and support for inhabitants at risk. Previous measurements by means of Global Positioning System (GPS) and Total Positioning Stations (total station - TPS) indicated regionally and sectorally different motions within the landslide. Based on these results the measurement campaign for this research was planned along an assumed border between a rotational and a translational movement. Within three observation periods the viewpoints are monitored by GPS and Terrestrial Laser Scanning (TLS). Statistical methods are used to obtain a precise estimation of the accuracy of the measurements. To ensure an exact linkage between the GPS and TLS scans a bundle block adjustment was carried out. Furthermore, by means of the covariance error propagation law, the accuracies of the measured, the registrated as well as the georeferenced points plus the GPS accuracy, are taken into account to estimate the overall accuracy. Finally, the t-Student distribution was used to evaluate the significant displacements of observation points. For the analysis the TLS results are split in horizontal (X and Y ) and vertical (Z) movements.