Sucettibilità di frana (XV foss4g-it)
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Sucettibilità di frana (XV foss4g-it) Sucettibilità di frana (XV foss4g-it) Presentation Transcript

  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana Bianca Federici 1 , Rossella Bovolenta 1 , Riccardo Berardi 1 Roberto Marzocchi 1: 1,2 Dipartimento di Ingegneria Civile Chimica ed Ambientale (DICCA), Universit` a degli studi di Genova 2 : Gter srl Innovazione in Geomatica Gnss e Gis XV meeting degli utenti in lingua italiana di GRASS e GFOSS Palermo, 14 febbraio 2014
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Sommario 1 Introduzione Inquadramento ricerca Zonazione del rischio frana Pericolosit` e sucettibilit` di frana a a 2 Analisi bibliografica Indicatori 3 Statistiche univariate Statistica univariata Dati di partenza Risultati Commenti 4 Prossimi passi Sviluppi futuri XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 1 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi PRIN Mitigazione del rischio da frana mediante interventi sostenibili Da maggio 2013 ha preso inizio un progetto di ricerca triennale dal titolo Mitigazione del rischio da frana mediante interventi sostenibili (PRIN 2010-2011). Nell’ambito di questo progetto di ricerca a rilevanza nazionale, ` e coinvolto il DICCA (Universit` di Genova) quale unit` di ricerca con a a competenze in Geotecnica e Geomatica, che si sta occupando, assieme ad altre unit` operative, di: a effettuare un’analisi critica e sistematica della Normativa e dei Piani Stralcio per l’Assetto Idrogeologico - Rischio da frana; formulare delle proposte volte all’omogenizzazione della vigente zonazione del rischio da frana; analizzare l’influenza della vegetazione sulla stabilit` di coltri in a frana: analisi, modellazione e consolidamento di pendii. XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 2 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Zonazione della pericolosit`/suscettibilit`/rischio frana a a Una corretta zonazione della pericolosit` da frana su area a vasta si intende come una componente fondamentale per la mitigazione del rischio (Fell et al. 2005,2008) XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 3 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Scale di zonazione Ovviamente le mappe di suscettivit` o a pericolosit` variano al variare della a scala. Nella fattispecie si individuano 3 diverse scale: regionale (da 1:25K a 1:250K) locale (da 1:5K a 1:25K) di sito (da 1:1K a 1:5K) La scala regionale ` finalizzata e prevalentemente alla pianificazione territoriale e l’ambiente GIS ` e particolarmente consigliato, in modo che la zonazione possa essere rapidamente impiegata e soprattutto aggiornata allorquando risultassero disponibili nuove informazioni (Fell, 2008). XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana Leroi, 1997 4 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Possibili approcci Se a scala locale o di versante sono possibili approcci di tipo deterministico, a scala regionale questo tipo di approccio ` e fortemente sconsigliato mentre sussitono approcci di tipo: euristico; statistico. Approccio euristico Approccio statistico GIS oriented, GIS oriented, valutazioni sul terreno, soggettivo, pi` ”esportabile” a zone u differenti, etc. etc. Entrambi gli approcci possono essere applicati in ambiente GIS, e presentano pregi e difetti. XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 5 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi r.lhm - raster landslide hazard mapping Come unit` di ricerca di Genova si ` a e scelto di proseguire ed affinare un precedente lavoro (Natali e Federici, 2010) volto alla creazione automatica di carte di pericolosit` a spaziale da frana su area vasta mediante analisi statistica multivariata, che aveva portato ad uno script in ambiente GRASS denominato r.lhm. XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana ⇓ 6 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Ricerca bibliografica Primo step della fase di affinamento della procedura ` stata una ricerca e bibliografica: analisi normativa - Normativa Regione Liguria Indirizzi per la riperimetrazione e riclassificazione delle frane attive e quiescenti, che determinano aree a suscettivit` al dissesto elevata e molto elevata... a - ... analisi paper scientifici: - Ayalew L., Yamagishi H. (2005) The application of GIS-based logistic regression for landslide susceptibility mapping in the Kakuda-Yahiko Mountains, Central Japan . Geomorphology 65:15-31. - Dahal, R.K., Hasegawa, S., Nonomura A., Yamanaka, M., Masuda, T., Nishino K., (2008) GIS-based weights-of-evidence modelling of rainfall-induced landslides in small catchments for landslide susceptibility mapping, Environmental Geology 54 (2): 314-324, DOI:10.1007/s00254-007-0818-3. - Cencetti C., De Rosa P., Fredduzzi A., Minelli A. (2010) La valutazione della suscettibilit` di frana a tramite i metodi dell’Analisi Condizionale e degli Indici di Franosit`: un’applicazione tramite a GRASS al bacino del T. Ventia (Umbria settentrionale), Geomatic Workbooks 9: 41-54. - Dai FC, Lee CF. (2002) Landslide characteristics and slope instability modeling using GIS, Lantau Island, Hong Kong Geomorphology 42:213-228. - Lee S. (2007) Application and verification of fuzzy algebraic operators to landslide susceptibility mapping Environ Geol 52:615-623. - Pauditˇ P, Bedn´rik M., (2002) Using GRASS in evaluation of landslide susceptibility in s a Handlovsk´ kotlina Basin. Proceedings of the Open source GIS - GRASS users conference 2002 a Trento, Italy, 11-13 September. - Pradhan B., Lee S. (2010) Regional landslide susceptibility analysis using back-propagation neural network model at Cameron Highland, Malaysia Landslides 7:13–30. - ... XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 7 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Fattori analizzati E’ stata eseguita una ricerca bibliografica sui principali parametri analizzati in analoghi studi per la mappatura tramite GIS della suscettibilit` da frana: a indicatori geomorfologici indicatori geologici indicatori climatici uso suolo e altri elementi (antropici e non) XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 8 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Indicatori geomorfologici XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 9 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Indicatori geologici XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 10 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Indicatori climatici XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 11 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Uso suolo e altri elementi XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 12 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Probabilit` condizionata a Secondo il teorema di Bayes la probabilit` condizionata P(|) di un a evento al verificarsi della condizione x ` definita quale il rapporto e fra P(evento ∩ x) e P(x) P(evento | x) = P(evento ∩ x) P(x) XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 13 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Mappe disponibili Per semplificare il problema e meglio analizzare l’influenza dei singoli parametri sulla suscettibilit` di frana in questa prima fase si ` deciso di a e effettuare statistiche univariate confrontando il catasto frane IFFI con una serie di mappe. Nella fattispecie dal catasto IFFI si sono estratte le seguenti tipologie di frane: - Aree soggette a frane superficiali diffuse - Colamenti rapidi si stanno confrontando i dati con diverse mappe: mappe geomorfologiche (pendenza, esposizione, classi di quota, rete di drenaggio e accumulazione) ricavate a partire dal DEM 20x20 m (fonte ISPRA) dell’intera regione mappa pedo-litologica regionale (scala 1:100K) mappa uso-suolo regionale 2012 (scala 1:10K) mappa della viabilit` stradale 2003 (1:10K) a XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 14 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Geomorfologia A partire dal DEM 20x20m (ISPRA) ritagliato sull’intero territorio regionale si sono ricavate le mappe di pendenza, esposizione, classi di quota, rete di drenaggio e accumulazione. XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 15 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Pendenza - Esposizione Classe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Classe 1 2 3 4 5 6 7 8 Pendenza < 5◦ 5◦ ÷ 10◦ 10◦ ÷ 15◦ 15◦ ÷ 20◦ 20◦ ÷ 25◦ 25◦ ÷ 30◦ 30◦ ÷ 35◦ 35◦ ÷ 40◦ ≥ 40◦ esposizione 0◦ ÷ 45◦ 45◦ ÷ 90◦ 90◦ ÷ 135◦ 135◦ ÷ 180◦ 180◦ ÷ 225◦ 225◦ ÷ 270◦ 270◦ ÷ 315◦ 315◦ ÷ 360◦ XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 16 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Accumulazione - Drenaggio Classe 1 2 3 4 5 4 Accumulazione ≤1 1÷3 3 ÷ 20 20 ÷ 50 50 ÷ 1000 ≥ 1000m Classe 1 2 3 4 5 XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana Distanza da rete di drenaggio ≤ 20m 20 ÷ 40m 40 ÷ 60m 60 ÷ 80m 80 ÷ 100m 17 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Classi di quota Si individua una classe di quota ogni 50 m es. 1: ≤ 50m 2: 50 ÷ 100ms.l.m. [...], 22: 2150 ÷ 2200ms.l.m. XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 18 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Mappa pedo-litologica 1-10: depositi - 4: Depositi alluvionali posti a quota superiore agli alvei attuali e/o terrazzati antichi e recenti ghiaioso sabbiosi - 8: Depositi detritici eluvio colluviali di potenza significativa (> 3m) - 9: Depositi glaciali e fluvio glaciali (morenici) 13-16: rocce magmatiche - 14: Rocce magmatiche effusive (vulcaniche) e filoniane (ipoabissali) soprasature 17-20 rocce metamorfiche - 17: Rocce metamorfiche carbonatiche (calcari) 21:28 rocce sedimentarie - 23: Rocce sedimentarie costituite da alternanze ritmiche stratificate di litotipi calcareo marnosi (prevalenti), arenacei ed argillitici. (Flysch) XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 19 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Mappa uso suolo 17: discariche 34: colture orticole in pieno campo e in piena aria 64: aree con vegetazione rada XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 20 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Strade Classe 1 2 3 4 Distanza rete stradale ≤ 50 50 ÷ 100m 100 ÷ 200m ≥ 200m XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 21 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Commenti preliminari con alcuni indicatori geomorfologici ricavati a partire dal DEM, in particolare pendenze e accumulazione (o drenaggio), si individua una chiara correlazione per l’esposizione dei versanti sembra esserci una qualche influenza che potrebbe dipendere dal regime climatico (in liguria: versanti esposti a sud −→ maggiori pioggie, anche violente) l’incremento di frequenza legato alla quota potrebbe essere parzialmente legato a una modifica nella vegetazione (cfr uso suolo) la presenza di strade sembra avere una certa correlazione con le frane a catasto. XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 22 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Prossimi passi dell’analisi univariata considerare indicatori climatici, in particolare abbiamo scelto di utilizzare l’indice di Fournier modificato da Arnoldus (1977) e stiamo ricercando i dati meteorologici in archivio; FFAO = 12 i=1 pi2 P effettuare analisi su singoli bacini (costa di ponente e costa di levante) e a diversa scala (dem 5x5m regionale); riclassificare in maniera pi` generica la mappa di uso del suolo u e quella litologica; cercare altri dati vettoriali di tipo geo-litologico (allineamenti tettonici, giacitura strati, affioramenti, etc.). XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 23 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Sviluppi futuri confronto con normative di altre regioni italiane, valutare diversi pesi da assegnare ai singoli fattori, procedere con l’affinamento delle analisi statistiche multivariate gi` presenti in r.lhm. a XV foss4g-it Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana 24 / 24
  • Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi Grazie per l’attenzione! roberto.marzocchi@gter.it DICCA - Dipartimento di Ingegeneria Civile, Chimica e Ambientale Universit` di Genova a Via Montallegro, 1 - 16145 Genova ITALY www.dicca.unige.it Gter srl Innovazione in Geomatica Gnss e Gis Via Greto di Cornigliano 6r 16152 Genova formazione@gter.it www.gter.it Quest’ opera ` distribuita con licenza Creative Commons Attribuzione - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported. e