Pubblicazione con QGIS server di carte di interventi di sistemazione dei versanti su area vasta ottenute

mediante procedura in GRASS

Riccardo Berardi1, Rossella Bovolenta1, Bianca Federici1, Simone Gimelli1, Roberto Marzocchi12

1-Dipartimento di Ingegneria Civile Chimica ed Ambientale (DICCA), Scuola politecnica dell’Università di Genova2 - Gter srl Innovazione in Geomatica Gnss e Gis

XVII Meeting degli utenti in lingua italiana di GRASS e GFOSSParma 11-12 febbraio 2016

• Realizzazione attraverso una procedura GIS di carte dei possibili interventi per la messa in sicurezza dei versanti (tesi di laurea di Simone Gimelli)

• Pubblicazione dei risultati su web utilizzando QGIS + QGIS server per fruizione ai non addetti ai lavori (Gter+Unige)

Sommario

SCOPO DELLO STUDIO• Realizzazione di carte dei possibili interventi per la

messa in sicurezza dei versanti

• Formulazione di una procedura in ambiente GIS che possa essere facilmente estesa ad altre zone

• Analisi su larga scala che fornisca indicazioni di supporto alla programmazione degli interventi

• Elaborazione di cartografia di facile interpretazione che contenga indicazioni utili

• interessano spessori limitati dei terreni sciolti di copertura

• dissesti franosi associati ad eventi idrometeorologici di forte intensità

• concause locali riconducibili all’uomo (es. tagli stradali)

FRANE SUPERFICIALI DIFFUSEScivolamenti superficiali e colamenti rapidi

PRIN: La mitigazione del rischio da frana mediante interventi sostenibiliUniversità degli Studi di SALERNOPolitecnico di TORINO Politecnico di MILANO Università degli Studi di GENOVAUniversità degli Studi di PERUGIAUniversità degli Studi di NAPOLI "Parthenope“Università degli Studi della BASILICATAUniversità degli Studi "Mediterranea" di REGGIO CALABRIAUniversità degli Studi di PALERMOPolitecnico di BARI

FASI REALIZZATIVE

➢ Definizione delle tipologie di intervento

➢ Scelta dei fattori predisponenti

➢ Elaborazione della carta degli interventi totale

➢ Realizzazione delle carte dei singoli interventi consigliati

➢ Validazione dei risultati

TIPOLOGIE D’INTERVENTO

Fattori predisponenticonsiderati ai fini dell’intervento

Pendenza: il movimento franoso è dovuto alla forza di gravità. Tanto maggiore è la pendenza tanto più le forze sollecitanti il versante sono elevate.

Uso del Suolo: le cause antropiche costituiscono un parametro fondamentale legato ai fenomeni di dissesto. La rapida urbanizzazione può provocare alterazioni negli equilibri del territorio che se non attentamente valutate possono aumentarne la vulnerabilità.

Accumulazione: l’infiltrazione dell’acqua all’interno del suolo è uno dei fattori determinanti nell'instabilità dei pendii. L’accumulazione è un parametro che fornisce la stima di tale fenomeno.

Distanza dalla rete stradale: la costruzione di strade comporta inevitabilmente una modifica della morfologia del territorio che può causare fenomeni d'instabilità.

Esposizione: da questa dipende la quantità di umidità trattenuta dal terreno, che a sua volta influenza la crescita della vegetazione che ricopre il pendio.

Quota: le ragioni di questa scelta sono legate al fatto che in funzione dell'elevazione vi è una minor presenza di vegetazione e gli interventi di ingegneria naturalistica non sono efficaci.

N.B: Litologia ed aggressività climatica sono poco influenti nella scelta della tipologia generale di intervento.

SOFTWARE GIS E CARTOGRAFIA

GRASS (Geographic Resource Analisys Support System)

GIS (Geographic Information System)

Software FREE ed Open Source

Dati cartografici scaricati dal sito della Regione Liguria:(sistema di riferimento WGS84; proiezione cartografica UTM fuso 32 N)

• DTM (Digital Terrain Model), risoluzione a 5 m (dal 2007)

• Carta Uso del Suolo, scala 1:25000 (ed. 2012)

• Viabilità stradale – Strati Prioritari CTR, scala 1:10000 (anno 2003)

RICLASSIFICAZIONE CARTE DEI FATTORI PREDISPONENTI

PENDENZA

Basse <10°

Medie 10°-30°

Elevate >30°

QUOTA

Basse quote 0-1000 m

Quote

elevate> 1000 m

ACCUMULAZIONE

Nulla 0-1,2

Scarsa 1,2-3

Modesta 3-6,5

Elevata >6,5

DISTANZA STRADE

Vicino strade < 50 m

Lontano strade > 50 m

ESPOSIZIONE

Nord 45° - 135°

Sud 135° - 45°

USO DEL SUOLO

Edificato

Vegetato

Terreno nudo

Valori riclassificati in un numero ridotto di classi più adeguato per un’analisi su area vasta

FATTORI DOMINANTI, DI CONTROLLOED ININFLUENTI

1 1 0 1 0 2 4NUMERO

CONTROLLO

RIPROFILATURA

DRENAGGIO

OPERE DI SOSTEGNO

RINFORZO

INGEGNERIA NATURALISTICACONSOLIDAMENTO SUPERFICIALE

PROTEZIONE

ASSEGNAZIONE PUNTEGGIO E CODICE INTERVENTI AD OGNI

CLASSECriteri per la scelta:• I fattori dominanti assegnano punteggio

massimo alla classe più influente e punteggi via via minori alle restanti classi.

• I fattori di controllo hanno valore 0 se non concorrono alla scelta altrimenti 1.

• I fattori ininfluenti hanno tutti punteggio pari a 0.

CARTE DEI FATTORI PREDISPONENTI RICLASSIFICATEPendenza

Uso Suolo Distanza Strade

Esposizione

QuotaAccumulazione

CARTA DEGLI INTERVENTI TOTALE

REALIZZAZIONE CARTE DEI SINGOLI INTERVENTI

CONSIGLIATI

Intervento consigliato: FORSE

Se il valore della cella: 3-4

Assegno nuovo valore = 2

Intervento consigliato: SI

Se il valore della cella: 5-6

Assegno nuovo valore = 3

Intervento consigliato: NO

Se il valore della cella: 0-2

Assegno nuovo valore = 1

INTERVENTI DI RIPROFILATURA

CARTE DEI SINGOLI INTERVENTI

VALIDAZIONE DEI RISULTATI

S.P. 76 Tiglieto-Olbicella

Sant’Olcese

Santo Stefano D’Aveto

Montelungo

Genova, via Mogadiscio Camogli, loc. Mortola Santa Margherita Ligure, Loc. Gave

Retezzo- lago Brugneto

FRANA DI SANT’OLCESE

Interventi previsti:• Pozzo di fondazione con

capacità drenante dal quale si dipartono 7 dreni sub-orizzontali disposti a raggiera

• Reticolo di pali tirantati in testa tramite ancoraggi

Dissesto localizzato all’interno del centro abitato di Sant’Olcese interessato da una serie di frane con stile di attività complesso con contributo di movimenti di scorrimento e

colamento.

FRANA DI SANT’OLCESE

S.P. 76 TIGLIETO-OLBICELLA

Il primo tratto ha una lunghezza di circa 400 metri ed è caratterizzato da:

• Fronti rocciosi di sbancamento di altezze elevate fino a 15-20 metri

• Pericolo di caduta massi di dimensioni elevate (1000 kg) con qualche caso di massi di dimensioni maggiori (5000 kg)

• Pendenze molto elevate pressoché verticali.

S.P. 76 TIGLIETO-OLBICELLA

Il secondo tratto di strada ha una lunghezza complessiva di circa 300 metri e le seguenti caratteristiche:

• Fronti di sbancamento di altezze più modeste fino ad un massimo di 8-10 metri

• Pericolo di caduta massi di dimensioni modeste (100 kg)

• Porzioni di fronte di terreno sciolto senza vegetazione.

S.P. 76 TIGLIETO-OLBICELLA

CONCLUSIONI SULLA PROCEDURA

➢ Procedura automatica che, grazie alla struttura ‘’codificata’’, permette di tenere in considerazione un numero elevato di informazioni per la scelta degli interventi.

➢ Può essere facilmente modificata incrementando sia il numero di interventi considerati che il numero di fattori predisponenti analizzati.

➢ Prodotto finale direttamente utilizzabile.

➢ Strumento in grado di fornire indicazioni progettuali, ottenute da un’analisi su area vasta, che devono poi essere suffragate da studi di dettaglio.

➢ I risultati sono influenzati anche dal grado di dettaglio delle informazioni cartografiche di base che devono avere una maggior accuratezza possibile.

Perchè pubblicare i risultati?

- necessità di avere a disposizione semplici strumenti per pubbliche amministrazioni e enti assicurativi per la gestione del rischio da frana

- consentire una rapida interazione con le mappe di suscettibilità e con i principali elementi a rischio ed un facile uso anche da parte di utenti non esperti

Pubblicazione dei risultatiPassi propedeutici alla pubblicazione su web dei risultati sono:

- Creazione con GRASS delle mappe degli interventi (minimizzazione memoria consumata)

Regione computazionale con risoluzione 5x5 m → 201326072 celle → da raster geoTIFF ~ 800 MB si passa a file di ~ 10 MB (usando compressione deflate)

Pubblicazione dei risultatiPassi propedeutici alla pubblicazione su web dei risultati sono:

- Creazione legenda univoca (file .qml)

Pubblicazione dei risultati

- Le varie mappe raster ottenute per la provincia di Genova sono state, a titolo di esempio, inserite in un progetto Qgis pubblicato su web utilizzando Qgis-server come application server

- Lizmap web client:

http://www.gishosting.gter.it/lizmap-web-client/lizmap/www/index.php/view/map/?repository=gter&project=mappa_interventi

- Qgis-web-client:

http://www.gishosting.gter.it/qgis/site/qgiswebclient.html?map=/home/gter/progetti/mappa_interventi.qgs

Prossimi passi

- Realizzazione di un apposito tool che, per ogni pixel del terreno, fornisca interrogazioni complessive su tutti gli interventi idonei in maniera più user-friendly.

- Integrazione nel visualizzatore cartografico online dei dati circa gli interventi già realizzati e il loro grado di conservazione organizzabili in un opportuno geoDB

- Aggiunta di ulteriori layer cartografici (mappe di pericolosità, elementi a rischio, densità di popolazione, etc.) che possano costituire un ulteriore valore aggiunto nell’ottica di dotare il decisore di strumenti intuitivi di supporto alle decisioni.

Grazie per l’attenzione!

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