Comparative Assessment of Nigeriasat-X and Landsat ETM+ Satellite Data in Groundwater Potential Modelling using a part of FCT as Case Study

Abstract

Groundwater is an important natural resource that supports plants and animal lives. An important factor responsible for its scarcity in developing countries is increasing urbanisation resulting from rapid growth in population and the associated anthropogenic activities. Many studies have used Landsat data for groundwater potential modelling. Information on the usability of NigeriaSat-X data for the same application is limited. The study assessed the utility of NigeriaSat-X and Landsat ETM+ satellite imageries for groundwater potential modelling. The two satellite data, SRTM DEM and other ancillary data were used to generate thematic maps (geomorphological, geological, slope, drainage density, lineament density, NDVI, Soil, and Land cover map). individual themes and their corresponding categories were assigned a knowledge-based ranking from 1 to 5 according to the relative contribution of each of these maps for inferring groundwater potential. GIS-based Analytical Hierarchy Process (AHP) was used to integrate the thematic maps to produce a composite groundwater potential map for NigeriaSat-X and Landsat ETM+. The groundwater potential zones derived were classified ranging from excellent to very poor potential. The modelled groundwater potential zones were validated with field checks and static water level data. Results show that lineament density and geomorphological pattern are the ultimate contributing factors to the occurrence and movement of groundwater in the study area. Areas underlain by migmatite, migmatite gneiss and granitic rocks have moderate groundwater potential, while quartzite and quartz-schist areas exhibit higher potentiality. The study shows that there is no significant difference in the performance of NigeriaSat-X and Landsat ETM+ satellite data for modelling groundwater potential.

Les eaux souterraines sont une ressource naturelle importante qui soutient la vie des plantes et des animaux. Un facteur important responsable de sa rareté dans les pays en développement est l’urbanisation croissante résultant de la croissance rapide de la population et des activités anthropiques associées. De nombreuses études ont utilisé les données Landsat pour la modélisation du potentiel des eaux souterraines. Les informations sur la facilité d’utilisation des données NigeriaSat-X pour la même application sont limitées. L’étude a évalué l’utilité des images satellitaires NigeriaSat-X et Landsat ETM+ pour la modélisation du potentiel des eaux souterraines. Les données des deux satellites, SRTM DEM et d’autres données auxiliaires ont été utilisées pour générer des cartes thématiques (géomorphologique, géologique, pente, densité de drainage, densité de linéament, NDVI, sol et carte de la couverture terrestre). les thèmes individuels et leurs catégories correspondantes se sont vu attribuer un classement fondé sur les connaissances de 1 à 5 en fonction de la contribution relative de chacune de ces cartes pour déduire le potentiel des eaux souterraines. Le processus de hiérarchie analytique (AHP) basé sur le SIG a été utilisé pour intégrer les cartes thématiques afin de produire une carte composite du potentiel des eaux souterraines pour NigeriaSat-X et Landsat ETM+. Les zones de potentiel des eaux souterraines dérivées ont été classées en classes allant d’excellent à très faible potentiel. Les zones potentielles d’eau souterraine modélisées ont été validées à l’aide de vérifications sur le terrain et de données statiques sur les niveaux d’eau. Les résultats montrent que la densité du linéament et le modèle géomorphologique sont les facteurs contributifs ultimes à la présence et au mouvement des eaux souterraines dans la zone d’étude. Les zones sous-tendues par la migmatite, le gneiss migmatite et les roches granitiques ont un potentiel d’eau souterraine modéré, tandis que les zones de quartzite et de quartz-schiste présentent une potentialité plus élevée. L’étude montre qu’il n’y a pas de différence significative dans la performance des données satellitaires NigeriaSat-X et Landsat ETM+ pour la modélisation du potentiel des eaux souterraines.