当前位置: X-MOL 学术Geomorphology › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
The use of historical cartography and ALS technology to map the geomorphological changes of volcanic areas: A case study from Gran Cono of Somma-Vesuvius volcano
Geomorphology ( IF 3.1 ) Pub Date : 2021-01-27 , DOI: 10.1016/j.geomorph.2021.107624
M. Bisson , A. Tadini , R. Gianardi , A. Angioletti

The eruptive activity of a volcano modifies its surface topography through morphological changes generated by the deposition of emitted volcanic material and resulting gravity-driven processes, which can form accumulation of material in addition to the most common erosional phenomena. Mapping and quantifying such morphological changes allow to derive new data useful to better describe and understand the eruptive history of the volcano itself. Nowadays, one of the mostly used method to identify such morphological changes consists of comparing Digital Elevation Models (DEM) of the volcanic area before and after an eruptive event. If the eruptive event is referred to periods prior to 1980's, the only method to reproduce DEMs consists of elaborating the historical cartography that is often available only in paper format. In this work we aim to prove the reliability of this approach, presenting a study on the morphological changes (from 1876 to 1944) of the summit caldera of the Somma–Vesuvio volcano (Italy). For the first time, we compare DEMs derived from historical maps (1876, 1906 and 1929) and a DEM dated 2012 obtained by remote sensing. The four models of the caldera, digitally reproduced at the same spatial resolution, are morphologically investigated through specific maps derived from the DEMs and a set of height profiles. In addition, further morphometric analyses and accurate quantifications in volume and surface are presented and discussed for a portion of the Somma-Vesuvio summit caldera, represented by the Gran Cono edifice. Considering the different typology of the source data used in this study, it is also provided a discussion on the respective accuracies that, especially for the historical maps, represent a crucial point for obtaining DEMs able to reproduce topographies more realistic as possible. For this reason, despite data source were processed following rigours criteria, the calculations of volume, surface and distance related to the morphological changes of the volcano are associated to an accurate quantification of the error. Following this, the main results obtained in this study are: i) the identification of several past volcanic deposits and the estimation of the related thicknesses, both in good agreement with published literature; ii) the quantification of the morphological changes of the Gran Cono from 1876 to 1944 resulting in a volume and surface growth of 133 × 106 m3 (±5%) and ~0.14 km2, respectively; iii) the identification of a possible migration path of the centroid of the Gran Cono crater along the SW-NE preferential direction during the investigated period.



中文翻译:

利用历史地图学和ALS技术绘制火山区地貌变化的地图:以索马-维苏威火山的格兰科诺为例

火山的喷发活动通过沉积的火山物质沉积和由此产生的重力驱动过程而产生的形态变化,从而改变了其表面形貌,除了最常见的侵蚀现象外,火山还形成了物质堆积。对这种形态变化进行制图和量化,可以得出有助于更好地描述和理解火山本身喷发史的新数据。如今,一种用于识别此类形态变化的最常用方法之一是比较火山爆发之前和之后的火山区数字高程模型(DEM)。如果爆发事件是指1980年代之前的时期,则再现DEM的唯一方法是精心制作通常仅以纸质形式提供的历史地图。在这项工作中,我们旨在证明这种方法的可靠性,对Somma-Vesuvio火山(意大利)的顶峰破火山口的形态变化(1876年至1944年)进行了研究。我们首次比较了从历史地图(1876年,1906年和1929年)衍生的DEM和通过遥感获得的2012年DEM。通过从DEM导出的特定图谱和一组高度剖面,以形态学方法研究了以相同空间分辨率数字复制的四个破火山口模型。此外,还介绍和讨论了以Gran Cono大厦为代表的Somma-Vesuvio山顶破火山口的一部分的进一步形态分析和体积和表面的准确定量。考虑到本研究中使用的源数据的不同类型,还提供了有关各个精度的讨论,尤其是对于历史地图而言,它们代表了获取能够再现尽可能真实的地形的DEM的关键点。因此,尽管按照严格的标准处理了数据源,但与火山的形态变化有关的体积,表面和距离的计算仍与误差的准确量化相关。在此之后,本研究获得的主要结果是:i)识别了几处过去的火山岩沉积物并估算了相关厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)从1876年到1944年对Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×10 代表了获取能够再现尽可能逼真的地形的DEM的关键点。因此,尽管按照严格的标准处理了数据源,但与火山的形态变化有关的体积,表面和距离的计算仍与误差的准确量化相关。在此之后,本研究获得的主要结果是:i)识别了几处过去的火山岩沉积物并估算了相关厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)对1876年至1944年Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×10 代表了获取能够再现尽可能逼真的地形的DEM的关键点。因此,尽管按照严格的标准处理了数据源,但与火山的形态变化有关的体积,表面和距离的计算仍与误差的准确量化相关。在此之后,本研究获得的主要结果是:i)识别了几处过去的火山岩沉积物并估算了相关厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)对1876年至1944年Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×10 尽管数据源是按照严格的标准进行处理的,但与火山的形态变化相关的体积,表面和距离的计算仍与误差的准确量化相关。在此之后,本研究获得的主要结果是:i)识别了几处过去的火山岩沉积物并估算了相关厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)对1876年至1944年Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×10 尽管数据源是按照严格的标准进行处理的,但与火山的形态变化相关的体积,表面和距离的计算仍与误差的准确量化相关。在此之后,本研究获得的主要结果是:i)识别了几处过去的火山岩沉积物并估算了相关厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)对1876年至1944年Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×10 i)识别几处过去的火山岩沉积物并估计相关的厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)从1876年到1944年对Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×10 i)识别几处过去的火山岩沉积物并估计相关的厚度,两者均与已发表的文献相吻合;ii)对1876年至1944年Gran Cono的形态变化进行定量分析,得出体积和表面生长为133×106  m 3(±5%)和〜0.14 km 2;iii)在研究期间,确定了大锥孔火山口质心沿着西南偏北优先方向的可能迁移路径。

更新日期:2021-02-17
down
wechat
bug