High resolution SPOT DEM over large areas in central and south Andes and observations on the 2018 Perito Moreno glacial lake outburst flood

Abstract

This study describes the use of multi-temporal SPOT 6 and 7 tri-stereo images for producing high resolution (3 × 3 m pixel) digital elevation models (DEM) over two large (2680 and 837 km2) mountainous and glaciated regions in the Argentinian Andes. The images were radiometrically adjusted to enhance matching over different light intensity conditions, allowing for photogrammetric reconstruction in zones of both poor texture and chromatic contrast. Independent point clouds were obtained from every image pair and contrast adjustment, and then merged into a single point cloud, which was cleaned from noisy points by an iterative filtering process. The first testing place, the Cordón de la Ramada massif, is in the Central Andes, an arid area with one of the highest density of rock glaciers in the world and some of the highest peaks of the Americas. The second is in the Parque Nacional Los Glaciares in the Southern Andes, host of the notorious Perito Moreno glacier which ends in the Lago Argentino, forming cyclical ice-dams with a consequent downstream flooding after dam-break. This work provides 1) a practical application to generate high resolution DEM from SPOT 6 and 7 tri-stereo images, 2) the first high resolution DEM over Cordón de la Ramada and Perito Moreno glacier, and 3) the March 2018 preand postice-dam break DEM for the Perito Moreno glacier, which provides the opportunity to describe this glacial lake outburst flood.Questo studio illustra l’utilizzo di immagini tri-stereo multi-temporali SPOT 6 e 7 per modelli altimetrici digitali (DEM) di alta risoluzione (3 × 3 m pixel) di due vaste regioni (2680 e 837 km2) montuose glacializzate nelle Ande argentine. Le immagini sono state radiometricamente modificate per incrementare le corrispondenze fra punti in diverse condizioni di intensità di luce, rendendo possibile una ricostruzione fotogrammetrica in zone di scarso contrasto sia di tessitura che cromatico. Sono state ottenute nuvole di punti indipendenti per ogni coppia di immagini e modifica di contrasto, poi successivamente unite in un’unica nuvola di punti dalla quale sono stati eliminati punti erroneamente proiettati attraverso un processo di filtraggio iterativo. La prima area test, il Cordón de la Ramada, si trova nelle Ande centrali, e consiste in un’area arida con una delle più alte densità di rock glacier nel mondo, oltre alla presenza delle cime più alte delle Americhe. La seconda area test è collocata nel “Parque Nacional Los Glaciares” nelle Ande Meridionali, dove si trova il famoso Ghiacciaio Perito Moreno che termina nel Lago Argentino formando sbarramenti temporanei e conseguenti onde di piena a seguito del loro collasso. Questo lavoro fornisce a) un’applicazione pratica per la generazione di DEM ad alta risoluzione da immagini tri-stereo SPOT 6 e 7, b) il primo DEM di alta risoluzione del Cordón de la Ramada e del Ghiacciaio Perito Moreno e c) i DEM del Marzo 2018, pre e post collasso dello sbarramento glaciale del Perito Moreno, fornendo elementi utili per descrivere il fenomeno di esondazione che ne è conseguito.