Sucettibilità di frana (XV foss4g-it)

Introduzione Analisi bibliografica Statistiche univariate Prossimi passi

Analisi univariata di fattori che influenzano lasuscettibilita’ di frana

Roberto Marzocchi 1,2 Bianca Federici 1, Rossella Bovolenta1, Riccardo Berardi 1

1: Dipartimento di Ingegneria Civile Chimica ed Ambientale (DICCA), Universitadegli studi di Genova

2: Gter srl Innovazione in Geomatica Gnss e Gis

XV meeting degli utenti in lingua italiana di GRASS e GFOSSPalermo, 14 febbraio 2014


Sommario

1 IntroduzioneInquadramento ricercaZonazione del rischio franaPericolosita e sucettibilita di frana

2 Analisi bibliograficaIndicatori

3 Statistiche univariateStatistica univariataDati di partenzaRisultatiCommenti

4 Prossimi passiSviluppi futuri

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Analisi univariata di fattori che influenzano la suscettibilita’ di frana


PRIN Mitigazione del rischio da frana mediante interventi sostenibili

Da maggio 2013 ha preso inizio un progetto di ricerca triennale dal titoloMitigazione del rischio da frana mediante interventi sostenibili (PRIN2010-2011).Nell’ambito di questo progetto di ricerca a rilevanza nazionale, ecoinvolto il DICCA (Universita di Genova) quale unita di ricerca concompetenze in Geotecnica e Geomatica, che si sta occupando, assieme adaltre unita operative, di:

effettuare un’analisi critica e sistematica della Normativa e dei PianiStralcio per l’Assetto Idrogeologico - Rischio da frana;

formulare delle proposte volte all’omogenizzazione della vigentezonazione del rischio da frana;

analizzare l’influenza della vegetazione sulla stabilita di coltri infrana: analisi, modellazione e consolidamento di pendii.

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Zonazione della pericolosita/suscettibilita/rischio frana

Una corretta zonazione dellapericolosita da frana su areavasta si intende come unacomponente fondamentale per lamitigazione del rischio (Fell et al.2005,2008)

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Scale di zonazione

Ovviamente le mappe di suscettivita opericolosita variano al variare dellascala. Nella fattispecie si individuano 3diverse 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 e finalizzata

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). Leroi, 1997

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Possibili approcci

Se a scala locale o di versante sono possibili approcci di tipodeterministico, a scala regionale questo tipo di approccio efortemente sconsigliato mentre sussitono approcci di tipo:

euristico;

statistico.

Approccio euristico

GIS oriented,

valutazioni sul terreno,

soggettivo,

etc.

Approccio statistico

GIS oriented,

piu ”esportabile” a zonedifferenti,

etc.

Entrambi gli approcci possono essere applicati in ambiente GIS, epresentano pregi e difetti.

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r.lhm - raster landslide hazard mapping

Come unita di ricerca di Genova si escelto di proseguire ed affinare unprecedente lavoro (Natali e Federici,2010) volto alla creazioneautomatica di carte di pericolositaspaziale da frana su area vastamediante analisi statisticamultivariata, che aveva portato aduno script in ambiente GRASSdenominato r.lhm.

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Ricerca bibliografica

Primo step della fase di affinamento della procedura e stata una ricercabibliografica:

analisi normativa- Normativa Regione Liguria Indirizzi per la riperimetrazione e riclassificazione delle frane attive e

quiescenti, che determinano aree a suscettivita al dissesto elevata e molto elevata...

- ...

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 forlandslide 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 suscettibilita di franatramite i metodi dell’Analisi Condizionale e degli Indici di Franosita: un’applicazione tramiteGRASS 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, LantauIsland, Hong Kong Geomorphology 42:213-228.

- Lee S. (2007) Application and verification of fuzzy algebraic operators to landslide susceptibilitymapping Environ Geol 52:615-623.

- Paudits P, Bednarik M., (2002) Using GRASS in evaluation of landslide susceptibility inHandlovska kotlina Basin. Proceedings of the Open source GIS - GRASS users conference 2002 -Trento, Italy, 11-13 September.

- Pradhan B., Lee S. (2010) Regional landslide susceptibility analysis using back-propagation neuralnetwork model at Cameron Highland, Malaysia Landslides 7:13–30.

- ...

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Fattori analizzati

E’ stata eseguita una ricerca bibliografica sui principali parametrianalizzati in analoghi studi per la mappatura tramite GIS dellasuscettibilita da frana:

indicatori geomorfologici

indicatori geologici

indicatori climatici

uso suolo e altri elementi (antropici e non)

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Indicatori geomorfologici

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Indicatori geologici

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Indicatori climatici




Uso suolo e altri elementi




Probabilita condizionata

Secondo il teorema di Bayes la probabilita condizionata P(|) di unevento al verificarsi della condizione x e definita quale il rapportofra P(evento ∩ x) e P(x)

P(evento | x) =P(evento ∩ x)

P(x)




Mappe disponibili

Per semplificare il problema e meglio analizzare l’influenza dei singoliparametri sulla suscettibilita di frana in questa prima fase si e deciso dieffettuare statistiche univariate confrontando il catasto frane IFFI conuna 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 didrenaggio e accumulazione) ricavate a partire dal DEM 20x20 m (fonteISPRA) dell’intera regione

mappa pedo-litologica regionale (scala 1:100K)

mappa uso-suolo regionale 2012 (scala 1:10K)

mappa della viabilita stradale 2003 (1:10K)




Geomorfologia

A partire dal DEM 20x20m (ISPRA) ritagliato sull’intero territorioregionale si sono ricavate le mappe di pendenza, esposizione, classidi quota, rete di drenaggio e accumulazione.




Pendenza - Esposizione

Classe Pendenza1 < 5◦

2 5◦ ÷ 10◦

3 10◦ ÷ 15◦

4 15◦ ÷ 20◦

5 20◦ ÷ 25◦

6 25◦ ÷ 30◦

7 30◦ ÷ 35◦

8 35◦ ÷ 40◦

9 ≥ 40◦

Classe esposizione1 0◦ ÷ 45◦

2 45◦ ÷ 90◦

3 90◦ ÷ 135◦

4 135◦ ÷ 180◦

5 180◦ ÷ 225◦

6 225◦ ÷ 270◦

7 270◦ ÷ 315◦

8 315◦ ÷ 360◦




Accumulazione - Drenaggio

Classe Accumulazione1 ≤ 12 1 ÷ 33 3 ÷ 204 20 ÷ 505 50 ÷ 10004 ≥ 1000m

Classe Distanza darete di drenaggio

1 ≤ 20m2 20 ÷ 40m3 40 ÷ 60m4 60 ÷ 80m5 80 ÷ 100m




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.




Mappa pedo-litologica

1-10: depositi

- 4: Depositi alluvionali posti a quota superiore agli alvei attuali e/o terrazzati antichi e recentighiaioso 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)




Mappa uso suolo

17: discariche

34: colture orticole in pieno campo e in piena aria

64: aree con vegetazione rada




Strade

Classe Distanza rete stradale1 ≤ 502 50 ÷ 100m3 100 ÷ 200m4 ≥ 200m




Commenti preliminari

con alcuni indicatori geomorfologici ricavati a partire dal DEM, inparticolare pendenze e accumulazione (o drenaggio), si individuauna chiara correlazione

per l’esposizione dei versanti sembra esserci una qualche influenzache potrebbe dipendere dal regime climatico (in liguria: versantiesposti a sud −→ maggiori pioggie, anche violente)

l’incremento di frequenza legato alla quota potrebbe essereparzialmente legato a una modifica nella vegetazione (cfr uso suolo)

la presenza di strade sembra avere una certa correlazione con lefrane a catasto.




Prossimi passi dell’analisi univariata

considerare indicatori climatici, in particolare abbiamo sceltodi utilizzare l’indice di Fournier modificato da Arnoldus (1977)e stiamo ricercando i dati meteorologici in archivio;

FFAO =∑12

i=1 p2i

P

effettuare analisi su singoli bacini (costa di ponente e costa dilevante) e a diversa scala (dem 5x5m regionale);

riclassificare in maniera piu generica la mappa di uso del suoloe quella litologica;

cercare altri dati vettoriali di tipo geo-litologico (allineamentitettonici, giacitura strati, affioramenti, etc.).




Sviluppi futuri

confronto con normative di altre regioni italiane,

valutare diversi pesi da assegnare ai singoli fattori,

procedere con l’affinamento delle analisi statistichemultivariate gia presenti in r.lhm.




Grazie per l’attenzione!

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Via Montallegro, 1 - 16145 Genova ITALYwww.dicca.unige.it

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