Validation Approach of the Tectonic Lineament Extraction Enhancement Using Sentinel 2A Images and Modified 3 × 3 Bidirectional Prewitt Filters. Case Study: Grombalia, Tunisia — Oak Academic Publishing
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Validation Approach of the Tectonic Lineament Extraction Enhancement Using Sentinel 2A Images and Modified 3 × 3 Bidirectional Prewitt Filters. Case Study: Grombalia, Tunisia
ENSI, école Nationale des Sciences de l’Informatique Manouba, Manouba, Tunisia
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Geotechnical Engineering and Georisk Research Laboratory (LR14ES03), National School of Engineering of Tunis, University of Tunis El Manar, Tunis, Tunisia
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Laboratoire de Géoressources, CERTE, Technopole de Borj Cedria, Borj Cedria, Tunisia
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Geotechnical Engineering and Georisk Research Laboratory (LR14ES03), National School of Engineering of Tunis, University of Tunis El Manar, Tunis, Tunisia
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ENSI, école Nationale des Sciences de l’Informatique Manouba, Manouba, Tunisia
1 ENSI, école Nationale des Sciences de l’Informatique Manouba, Manouba, Tunisia
2 Geotechnical Engineering and Georisk Research Laboratory (LR14ES03), National School of Engineering of Tunis, University of Tunis El Manar, Tunis, Tunisia
3 Laboratoire de Géoressources, CERTE, Technopole de Borj Cedria, Borj Cedria, Tunisia
4 Geotechnical Engineering and Georisk Research Laboratory (LR14ES03), National School of Engineering of Tunis, University of Tunis El Manar, Tunis, Tunisia
5 ENSI, école Nationale des Sciences de l’Informatique Manouba, Manouba, Tunisia
In this study, filters are used to extract directional tectonic lineaments and, thus, to reveal the presence of faults or fractures in the satellite images. The extraction process consists first in eliminating other different types of lineaments (e.g. the lithological limit, ridgelines, hydrographic network, roads, etc.). Besides, a comparative and quantitative approach is applied to show that when the directional Prewitt filter has a zero setting of the opposite of the assumed direction, as is the case of the N-S direction, the East-West direction is also set to zero. This research work, based on a bidirectional filter (N-S; E-W), shows satisfactory results especially concerning the quantitative fluctuation of lineament directions by interval. This fluctuation is in perfect agreement with the lineaments provided by the digitizing of the different tectonic accidents directions extracted in a GIS environment from the geological map of Grombalia. In this research work, a quantitative approach was used to evaluate the result of the lineament extraction methodology based on one direction analysis and by an interval of directions. Indeed, the N45 lineament direction, well documented in the geological study of the region, was more clearly distinguished by applying the Prewitt filter than by using the Sobel filter. The result was validated by comparison with the results obtained by the digitization of the tectonic accidents mapped on the geological map.
Hashim, M., Makoundi, C. and Zaw, K. (2016) Structural Mapping of the Bentong-Raub Suture Zone Using PALSAR Remote Sensing Data, Peninsular Malaysia: Implications for Sediment-Hosted/Orogenic Gold Mineral Systems Exploration: Structural Mapping of the Bentong-Raub Suture Zone, Malaysia. Resource Geology, 66, 368-385. https://doi.org/10.1111/rge.12105
Yousefi, T., Aliyari, F., Abedini, A. and Calagari, A.A. (2018) Integrating Geologic and Landsat-8 and ASTER Remote Sensing Data for Gold Exploration: A Case Study from Zarshuran Carlin-Type Gold Deposit, NW Iran. Arabian Journal of Geosciences, 11, Article No. 482. https://doi.org/10.1007/s12517-018-3822-x
Mathew, T.G. and Ariffin, K.S. (2018) Remote Sensing Technique for Lineament Extraction in Association with Mineralization Pattern in Central Belt Peninsular Malaysia. Journal of Physics: Conference Series, 1082, Article ID: 012092. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1082/1/012092
Saley, M.B. (2003) Système d’informations hydrogéologiques a référence spatiale (SIHRS) et discontinuités pseudo-images pour la cartographie thématique des ressources en eau de la région semi-montagneuse de MAN (ouest de la cote d’ivoire). Thèse de Doctorat, Université de Cocody, Abidjan, 209 p.
Jourda, J.P.R. (2005) Méthodologie d’application des techniques de Télédétection et des systèmes d’information géographique à l’étude des aquifères fissurés d’Afrique de l’Ouest. Concept de l’hydrotechnique spatiale: cas des zones tests de la Cote d’Ivoire. Thèse de Doctorat d’état, Université de Cocody, Abidjan, 430 p.
Youan Ta, M. (2008) Contribution de la Télédétection et des Systèmes d’Informations Géographiques à la prospection Hydrogéologique sur socle Précambrien d’Afrique de l’Ouest: Cas de la région de Bondoukou (Nord-Est de la Cote d’Ivoire). Thèse de Doctorat de l’Université de Cocody, Abidjan, 243 p.
Bouramtane, T., Kacimi, I., Saidi, A., et al. (2017) Automatic Detection and Evaluation of Geological Linear Features from Remote Sensing Data Using the Hough Transform Algorithm in Eastern Anti-Atlas (Morocco). In: Proceedings of the 2nd International Conference on Computing and Wireless Communication Systems ICCWCS’17. ACM Press, Larache, Article No. 16. https://doi.org/10.1145/3167486.3167502
Sedrette, S. and Rebai, N. (2020) Assessment Approach for the Automatic Lineaments Extraction Results Using Multisource Data and GIS Environment: Case Study in Nefza region in North-West of Tunisia. In: Rebai, N. and Mastere, M., Eds., Mapping and Spatial Analysis of Socio-Economic and Environmental Indicators for Sustainable Development, Springer, Berlin, 63-69. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21166-0_6
De Sève, D., Desjardins, R. and Toutin, T. (1994) Contribution de données radar d’ERS1 dans l’appréhension de l’organisation des linéaments: Cas de l’astroblème de Charlevoix. Journal canadien de télédétection, 20, 233-244.
Sassi, H., Zouari, H. and Jallouli, C. (2006) Contribution de la gravimétrie et de la sismique réflexion pour une nouvelle interprétation géodynamique des fossés d’effondrement en Tunisie: Exemple du fossé de Grombalia. Comptes Rendus Geosciences, 338, 751-756. https://doi.org/10.1016/j.crte.2006.07.005
Ennabli, M. (1970) Etat de l’évolution de la nappe de Grombalia-Tunis. Division des ressources en eaux, Travaux publics de Tunisie, Rapport, Tunis.
Geological Map of Tunisia (1971) Sheet No. 29 Grombalia (Session and Printing-Direction of Topography and Cartography-Tunis-1971) at the Scale 1:50 000, Clarke’s Ellipsoid 1880, Lambert Projection North Tunisia, National Office of Mines “ONM”.
Toutin, Th. (1998) Evaluation de la précision géométrique des images de radarsat. Journal canadien de télédétection, 24, 80-88. https://doi.org/10.1080/07038992.1998.10874694
Moore, G. and Frederick, D. (1983) Objective Procedure for Lineament Enhancement and Extraction. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 49, 641-647.
Sedrette, S., Rebai, N. and Turki, M.M. (2015) Développement d’une approche quantitative d’extraction semiautomatique des accidents tectoniques de la carte géologique de nefza au 1/50000 en format SHP. Arabian Journal of Earth Sciences, 2, 53-64.
Rebai, N., Yermani, B. and Bouaziz, S. (2005) élaboration d’un SIG intégrant des modèles de représentation relatifs aux données géologiques et structurales du Sahel de Sfax. Acte du colloque du 9ème Journées de la Géologie tunisienne, Annales des Mines et de la Géologie, 43, 37-56.
Yao, T.K., Fouché-Grobla, O., YéiOga, M.S. and Assoma, V.T. (2012) Extraction de linéaments structuraux à partir d’images satellitaires, et estimation des biais induits, en milieu de socle précambrien métamorphisé. Revue Télédétection, 10, 161-178.
Kouamé, K., Adja, M.G., Saley, M.B. and Jourda, J.P.R. (2013) Réalisation d’une image pseudo-panchromatique RSO de Radarsat-1 pour la cartographie litho-structurale du socle précambrien dans la région de Korhogo (Nord de la Cote d’Ivoire). International Journal of Innovation and Applied Studies, 2, 392-411.
Sorokoby, M.V., Saley, M.B., Kouamé, K.F., Djagoua, E.V. and Biémi, J. (2010) Utilisation des images Landsat ETM+ et du SIRS pour la cartographie linéamentaire et thématique de Soubre-Méagui (sud-ouest de la Cote d’Ivoire): Contribution à la gestion des ressources en eau souterraine. Revue Télédétection, 9, 209-223.
Ouattara, G., Koffi, G.B. and Yao, A.K. (2012) Contribution des images satellitales Landsat 7 ETM+ à la cartographie lithostructurale du Centre-Est de la Cote d’Ivoire (Afrique de l’Ouest). International Journal of Innovation and Applied Studies, 1, 61-75.
Lim, C.S., Ibrahim, K. and Tjia, H.D. (2001) Radiometric and Geometric Information Content of TiungSAT-1 MSEIS Data. In: TiungSAT-1: From Inception to Inauguration, Sringer, Engineering Geology for Society and Territory, Vol. 6, 169-184.
Jourda, J.P., Djagoua, E.V., Kouamé, K., Saley, M.B., Gronayes, C.C., Achy, J.J., Biémi, J. and Razack, M. (2006) Identification et cartographie des unités lithologiques et des accidents structuraux majeurs du département de korhogo (nord de la cote d’ivoire): Apport de l’imagerie etm+ de landsat. Revue Télédétection, 6, 123-142.
Anwar, A., Shawki, N. and Abdoh, G. (2013) Landsat ETM-7 for Lineament Mapping Using Automatic Extraction Technique in the SW Part of Taiz Area, Yemen. Global Journal of Human Social Science Geography, Geo Science, Environmental and Disaster Management, 13, 48-52.
Rayan, G.T. (2013) Automatic Extraction and Geospatial Analysis of Lineaments and Their Tectonic Significance in Some Areas of Northern Iraq Using Remote Sensing Techniques and GIS. International Journal of Enhanced Research in Science Technology and Engineering, 2, 1.
Kouamé, K.F., Lasm, T., Saley, M.B., Tonye, E., Bernier, M. and Wade, S. (2009) Extraction linéamentaire par morphologie mathématique sur une image RSO de RADARSAT-1: Application au socle Archéen de la Cote d’Ivoire. Journée d’Animation Scientifique de l’AUF, Alger, 7 p.
Poncelet, N. and Cornet, Y. (2010) Transformée de Hough et détection automatique des linéament sur les images satellitaires et modèle numérique de terrain. BSGLG, 54, 145-156.
Al-Dossary, S. and Marfurt, K.J. (2007) Lineament-Preserving Filtering. Geophysics, 72, 1-8. https://doi.org/10.1190/1.2387138
Biémi, J., Gwyn, Q.H.J., Deslandes, S. and Jourda, P. (1991) Géologie et réseaux de linéarnents, région du bassin versant de la Marahoué, Cote d’Ivoire: Cartographie à l’aide des données Landsat-TM et du champ magnétique total. In: Gagnon, P., Ed., Télédétection et gestion des ressources, Vol. 7, Association québécoise de télédétection, Québec, 134-145.
Deslandes, S. (1990) Initiation aux méthodes de traitement numérique des images satellites, sur le système PCI Inc., EASUPACE. CARTEL, 32 p.
Homsby, J. and Bruce, B. (1985) A Preliminary Analysis of Landsat MSS and TM Data in the Levack Area, Sudbury, Canada. In: IGARSS Remote Sensing Instrumentation: Technology for Science and Application, University of Massachusetts, Amherst, 131-140.
Yang’tshi, M.N. (2018) Contribution de l’Imagerie Landsat 8 dans le repérage et la cartographie des linéaments aux environs de Madimba, dans l’Ouest Congolien (Kongo Central, République Démocratique du Congo). International Journal of Innovation and Scientific Research, 38, 192-202.
JofackSokeng, V.-C., Kouamé, K.F., Youan, T.A.M., Saley, M.B. and Kouame, K. (2014) Extraction automatique des linéaments sur les images satellitaires par réseaux de neurones: Contribution à la cartographie structurale du socle précambrien de la région de Bondoukou (Nord-Est de la Cote d’Ivoire). Revue Scientifique Internationale de Géomatique, 1, 4-17.
Sedrette, S. (2016) Extraction semi-automatique des linéaments et des indicateurs morphométriques dans un environnement SIG pour la caractérisation morphostructurale et néotectonique de la région de Nefza dans le Nord-Ouest de la Tunisie. Thèse de Doctorat, Faculte des Sciences de Tunis, Universite de Tunis El Manar.
Adiri, Z., El Harti, A., Jellouli, A., Lhissou, R., Maacha, L., Azmi, M., Zouhair, M. and Bachaoui, E.M. (2017) Comparison of Landsat-8, ASTER and Sentinel 1 Satellite Remote Sensing Data in Automatic Lineaments Extraction: A Case Study of SidiFlah-Bouskour Inlier, Moroccan Anti Atlas. Advances in Space Research, 60, 2355-236. https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.09.006
Abd-Allah, I.M. (2017) Lineament Extraction Using Remote Sensing Data mid Iraq. Journal of Babylon University/Pure and Applied Sciences, 25, 597-582.
Akinwumiju, A.S., Olorunfemi, M.O. and Afolabi, O. (2016) Automated Lineament Mapping from Remotely Sensed Data: Case Study Osun Drainage Basin, Southwestern Nigeria. Ife Journal of Science, 18, 177-201.