Sviluppo di un Sistema GIS per la definizione di scenari di danno atteso in caso di sisma e a...

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Maurizio Pollino, Antonio Bruno Della Rocca, Luigi La Porta, Agnese Arolchi, Sergio Lo Curzio ENEA - Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile Laboratorio “Analisi e Osservazioni sul Sistema Terra” (UTMEA-TER) Centro Ricerche Casaccia - Via Anguillarese 301, 00123 Roma Tel.: 06.3048.3359 - Fax: 06.3048.3362 – e-mail: [email protected] Maurizio Pollino (*), Antonio Bruno Della Rocca (*), Luigi La Porta (*), Agnese Arolchi (*), Sergio Lo Curzio (*), Carmine Pascale (**), Valentina James (**) (*) ENEA - Laboratorio Analisi e Osservazione del sistema Terra (UTMEA-TER) (**) Consorzio T.R.E - Tecnologie per il Recupero Edilizio Lo scenario di danneggiamento è ottenuto mettendo in relazione tra loro – sulla base di un modello di calcolo parametrico – numero e tipologia di edifici per sezione censuaria, popolazione residente (ISTAT 2001), Mappe di I MCS , DTM, Geologia, Pericolosità sismica, ecc… I risultati dell’elaborazione sono forniti: - in forma tabellare; - in forma grafica col Modulo WebGIS (Mappe di PGA e I MCS , mappe di scuotimento, scenari di danno). Tra i prossimi obiettivi progettuali è prevista la possibilità di ottenere, sulla base dello scenario prodotto, uno strato informativo contenente i “poligoni di allerta” da fornire – ad esempio - ai gestori di telefonia mobile: questi ultimi, incrociando tale layer con la perimetrazione delle proprie celle, potranno inviare SMS o altre informazioni ai soccorritori presenti nelle zone più colpite. Architettura e funzionalità del SIT Per la gestione del territorio e delle emergenze in caso di sisma, in SIT_MEW il ruolo nodale è rappresentato dalla Centrale Elaborazione Dati (CED), che ha il compito di archiviare i dati provenienti dalle diverse sorgenti, integrarli ed elaborarli opportunamente e renderli disponibili agli utenti finali attraverso una rete a larga banda, al fine di fornire le informazioni necessarie per l’attivazione di misure di sicurezza. Il SIT archivia e gestisce dati geografici e territoriali relativi all’area di interesse (Regione Campania, con particolare riguardo a quelli relativi al patrimonio edificato) e costituisce l’interfaccia geografica della CED. I dati e le informazioni territoriali utilizzati per le analisi spaziali ed il geoprocessing vengono archiviati e gestiti - insieme ai risultati delle elaborazioni - in una banca dati geospaziale appositamente strutturata. Tutte le mappe e gli strati informativi possono essere visualizzati ed interrogati mediate un map viewer. Struttura dei dati ed analisi spaziali I dati della Campania sono stati strutturati definendo in più schemi logici, omogenei per tipologia di informazione geografica (sistema UTM-WGS84): Il contesto progettuale e gli obiettivi L'obiettivo generale del Progetto SIT_MEW (S istema I ntegrato di T elecomunicazioni a larga banda per la gestione del territorio e delle emergenze in caso di calamità naturali comprensivo di M etodologie di E arly W arning, co-finanziato dal MIUR nell’ambito dei Grandi Progetti Strategici - GPS) riguarda lo sviluppo di un sistema di Early Warning (EW) e di un supporto al post-evento nella Regione Campania, basato sia sulle reti di monitoraggio sismico esistenti nel territorio (ISNet, Irpinia Seismic Network) sia su una piattaforma integrata di telecomunicazioni a larga banda. Risultati e sviluppi futuri Carmine Pascale, Valentina James Consorzio T.R.E - Tecnologie per il Recupero Edilizio Via D. Giustino 3/a - 80125 Napoli Tel.: 081.7256215- Fax.: 081.7256306 e-mail: [email protected] Rete ISNet, Irpinia Seismic Network (http://isnet.amracenter.com) 1) Modulo Geodatabase (PostgreSQL/PostGIS), per la gestione in maniera integrata i dati relativi agli eventi sismici (provenienti dalla rete sismografica dell’Irpinia ISNet) e i dati geografici caratterizzanti il territorio di interesse. 2) Modulo GIS (Quantum GIS), utilizzato per le analisi spaziali ed il geoprocessing. 3) Modulo Web-GIS (MapServer), per la consultazione via web dei dati e delle informazioni archiviate ai fini della gestione del post-evento sismico. L’architettura logica del SIT si compone dei seguenti moduli: Le principali funzionalità del SIT possono essere sintetizzate in: - Delineare e caratterizzare il territorio oggetto di studio ed analisi; - Elaborare mappe tematiche per la gestione delle fasi di near-Early Warning e di post-evento; - Definire scenari di danno atteso basati su definite informazioni di vulnerabilità; - Diffondere le mappe elaborate. - Strati prioritari DBPrior10K (Limiti Amm.vi, Strade, Ferrovie, Idrografia…); - Tematismi territoriali (idrologia, geomorfologia, ecc.); - Cartografia Regionale (scala 1:25.000); - Dati ISTAT (sezioni censuarie, ecc…); - Modello digitale del terreno (DTM) a risoluzione 20 m; - Geolocalizzazione dei sensori della rete sismica ISNet, Irpinia Seismic Network; - Distribuzioni di PGA e I MCS attese per selezionati valori di magnitudo. Le analisi spaziali progettate sono finalizzate alla: a) definizione dello mappe di scuotimento; b) valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici; c) valutazione dello scenario di danneggiamento atteso. Visualizzazione in Quantum GIS degli strati informativi di base Modulo WebGIS: visualizzazione e consultazione Modulo GeoDatabese: applicativo PgAdmin per la gestione dei dati Le mappe di scuotimento forniscono una misura del moto del suolo atteso in occasione dell’evento di riferimento considerato. Il SIT riceve i dati relativi agli eventi sismici (epicentro e magnitudo) e fornisce la rappresentazione delle mappe di propagazione della PGA (Peak Ground Acceleration) e della Intensità macrosismica I MCS , sulla base della localizzazione geografica dei sensori delle rete ISNet e considerando la legge di attenuazione di Sabetta- Pugliese (1996). In tal modo, è possibile avere una valutazione di massima ed in prima approssimazione della distribuzione delle accelerazioni al suolo dopo il verificarsi di un evento di data magnitudo e dato epicentro. Mappa delle I MCS simulate per un substrato omogeneo, relative all’epicentro 1 (Sta. ISNet “Andretta”) e con ML ipotizzata pari a 4.5 La valutazione della vulnerabilità sismica del costruito riguarda l’attitudine degli edifici a subire danni a seguito dell’evento sismico considerato ed è legata alle caratteristiche costruttive degli stessi. Tale rappresentazione è ricavata elaborando i tematismi di base in opportuna correlazione con i dati ISTAT (Censimento 2001). In questo contesto, il Consorzio T.R.E. e l’ENEA hanno progettato e sviluppato di un SIT quale strumento di analisi previsionale per la definizione di scenari di pericolosità e di danneggiamento atteso in caso di sisma, nonché supporto per le fasi di gestione del post-evento. Il SIT, sviluppato un con una architettura basata su software free/open source, ricevute dai sensori le informazioni sull’evento, ricava - in prima approssimazione - le mappe di distribuzione delle accelerazioni di picco al suolo e le incrocia con una serie di strati informativi ottenuti da specifiche elaborazioni geostatistiche e riguardanti l’edificato (densità, epoca di costruzione, altezza media, ecc…). Grazie a specifiche analisi spaziali integrate è possibile ottenere gli scenari di danneggiamento atteso del patrimonio edificato - in conseguenza di un determinato evento - e metterli a disposizione dei soggetti chiamati a gestire il post-sisma. I MCS Dati ISTAT DTM Geologia Classif. sismica Scenari di danneggiamento 14 a CONFERENZA NAZIONALE ASITA 9–12 NOVEMBRE 2010, FIERA DI BRESCIA Sessione Poster 14 Prevenzione dei rischi e gestione delle emergenze Venerdì 12 Novembre 2010

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Authors: Maurizio Pollino, Antonio Bruno Della Rocca, Luigi La Porta, Agnese Arolchi, Sergio Lo Curzio, Carmine Pascale, Valentina James.Poster presented at 14^ Conferenza Nazionale ASITA, Brescia 9-12/11/2010

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Page 1: Sviluppo di un Sistema GIS per la definizione di scenari di danno atteso in caso di sisma e a supporto della gestione post-evento

Maurizio Pollino, Antonio Bruno Della Rocca, Luigi La Porta, Agnese Arolchi, Sergio Lo Curzio ENEA - Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibileLaboratorio “Analisi e Osservazioni sul Sistema Terra” (UTMEA-TER)Centro Ricerche Casaccia - Via Anguillarese 301, 00123 Roma Tel.: 06.3048.3359 - Fax: 06.3048.3362 – e-mail: [email protected]

Maurizio Pollino (*), Antonio Bruno Della Rocca (*), Luigi La Porta (*), Agnese Arolchi (*), Sergio Lo Curzio (*), Carmine Pascale (**), Valentina James (**)

(*) ENEA - Laboratorio Analisi e Osservazione del sistema Terra (UTMEA-TER)

(**) Consorzio T.R.E - Tecnologie per il Recupero Edilizio

• Lo scenario di danneggiamento è ottenutomettendo in relazione tra loro – sulla base di unmodello di calcolo parametrico – numero e tipologiadi edifici per sezione censuaria, popolazioneresidente (ISTAT 2001), Mappe di IMCS, DTM,Geologia, Pericolosità sismica, ecc…

• I risultati dell’elaborazione sono forniti:- in forma tabellare;

- in forma grafica col Modulo WebGIS (Mappe di PGA eIMCS, mappe di scuotimento, scenari di danno).

• Tra i prossimi obiettivi progettuali è prevista lapossibilità di ottenere, sulla base dello scenarioprodotto, uno strato informativo contenente i“poligoni di allerta” da fornire – ad esempio - aigestori di telefonia mobile: questi ultimi, incrociandotale layer con la perimetrazione delle proprie celle,potranno inviare SMS o altre informazioni aisoccorritori presenti nelle zone più colpite.

Architettura e funzionalità del SIT• Per la gestione del territorio e delle emergenze in caso di sisma, in SIT_MEW il ruolo nodale

è rappresentato dalla Centrale Elaborazione Dati (CED), che ha il compito di archiviare idati provenienti dalle diverse sorgenti, integrarli ed elaborarli opportunamente e renderlidisponibili agli utenti finali attraverso una rete a larga banda, al fine di fornire leinformazioni necessarie per l’attivazione di misure di sicurezza.

• Il SIT archivia e gestisce dati geografici e territoriali relativi all’area di interesse (RegioneCampania, con particolare riguardo a quelli relativi al patrimonio edificato) e costituiscel’interfaccia geografica della CED. I dati e le informazioni territoriali utilizzati per le analisispaziali ed il geoprocessing vengono archiviati e gestiti - insieme ai risultati delleelaborazioni - in una banca dati geospaziale appositamente strutturata. Tutte le mappe e glistrati informativi possono essere visualizzati ed interrogati mediate un map viewer.

Struttura dei dati ed analisi spaziali• I dati della Campania sono stati strutturati definendo in più schemi logici, omogenei per

tipologia di informazione geografica (sistema UTM-WGS84):

Il contesto progettuale e gli obiettivi• L'obiettivo generale del Progetto SIT_MEW (Sistema Integrato di Telecomunicazioni a larga banda per la gestione del territorio e delle emergenze in caso di calamità

naturali comprensivo di Metodologie di Early Warning, co-finanziato dal MIUR nell’ambito dei Grandi Progetti Strategici - GPS) riguarda lo sviluppo di un sistema di EarlyWarning (EW) e di un supporto al post-evento nella Regione Campania, basato sia sulle reti di monitoraggio sismico esistenti nel territorio (ISNet, Irpinia SeismicNetwork) sia su una piattaforma integrata di telecomunicazioni a larga banda.

Risultati e sviluppi futuri

Carmine Pascale, Valentina JamesConsorzio T.R.E - Tecnologie per il Recupero EdilizioVia D. Giustino 3/a - 80125 Napoli Tel.: 081.7256215- Fax.: 081.7256306 e-mail: [email protected]

Rete ISNet, Irpinia Seismic Network (http://isnet.amracenter.com)

1) Modulo Geodatabase (PostgreSQL/PostGIS), per la gestione in maniera integrata i dati relativi agli eventi sismici (provenienti dalla rete sismografica dell’Irpinia ISNet) e i dati geografici caratterizzanti il territorio di interesse.

2) Modulo GIS (Quantum GIS), utilizzato per le analisi spaziali ed il geoprocessing.

3) Modulo Web-GIS (MapServer), per la consultazione via web dei dati e delle informazioni archiviate ai fini della gestione del post-evento sismico.

• L’architettura logica del SIT si compone dei seguenti moduli:

• Le principali funzionalità del SIT possono essere sintetizzate in:- Delineare e caratterizzare il territorio oggetto di studio ed analisi;

- Elaborare mappe tematiche per la gestione delle fasi di near-Early Warning e di post-evento;

- Definire scenari di danno atteso basati su definite informazioni di vulnerabilità;

- Diffondere le mappe elaborate.

- Strati prioritari DBPrior10K (Limiti Amm.vi, Strade, Ferrovie, Idrografia…);

- Tematismi territoriali (idrologia, geomorfologia, ecc.);

- Cartografia Regionale (scala 1:25.000);

- Dati ISTAT (sezioni censuarie, ecc…);

- Modello digitale del terreno (DTM) a risoluzione 20 m;

- Geolocalizzazione dei sensori della rete sismica ISNet, Irpinia Seismic Network;

- Distribuzioni di PGA e IMCS attese per selezionati valori di magnitudo.

• Le analisi spaziali progettate sonofinalizzate alla:a) definizione dello mappe di scuotimento;

b) valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici;

c) valutazione dello scenario di danneggiamento atteso.

Visualizzazione in Quantum GIS degli strati informativi di base

Modulo WebGIS: visualizzazione e consultazione

Modulo GeoDatabese: applicativo PgAdmin per la gestione dei dati

• Le mappe di scuotimento fornisconouna misura del moto del suolo attesoin occasione dell’evento di riferimentoconsiderato. Il SIT riceve i dati relativiagli eventi sismici (epicentro emagnitudo) e fornisce larappresentazione delle mappe dipropagazione della PGA (Peak GroundAcceleration) e della Intensitàmacrosismica IMCS, sulla base dellalocalizzazione geografica dei sensoridelle rete ISNet e considerando lalegge di attenuazione di Sabetta-Pugliese (1996). In tal modo, èpossibile avere una valutazione dimassima ed in prima approssimazionedella distribuzione delle accelerazionial suolo dopo il verificarsi di un eventodi data magnitudo e dato epicentro.

Mappa delle IMCS simulate per un substrato omogeneo, relative

all’epicentro 1 (Sta. ISNet “Andretta”) e con ML ipotizzata pari a 4.5

• La valutazione della vulnerabilità sismica del costruito riguarda l’attitudine degliedifici a subire danni a seguito dell’evento sismico considerato ed è legata allecaratteristiche costruttive degli stessi. Tale rappresentazione è ricavata elaborando itematismi di base in opportuna correlazione con i dati ISTAT (Censimento 2001).

• In questo contesto, il Consorzio T.R.E. e l’ENEA hanno progettato e sviluppato di un SIT quale strumento di analisiprevisionale per la definizione di scenari di pericolosità e di danneggiamento atteso in caso di sisma, nonché supporto per lefasi di gestione del post-evento. Il SIT, sviluppato un con una architettura basata su software free/open source, ricevutedai sensori le informazioni sull’evento, ricava - in prima approssimazione - le mappe di distribuzione delle accelerazioni dipicco al suolo e le incrocia con una serie di strati informativi ottenuti da specifiche elaborazioni geostatistiche e riguardantil’edificato (densità, epoca di costruzione, altezza media, ecc…).

• Grazie a specifiche analisi spaziali integrate è possibile ottenere gli scenari di danneggiamento atteso del patrimonioedificato - in conseguenza di un determinato evento - e metterli a disposizione dei soggetti chiamati a gestire il post-sisma.

IMCS

Dati ISTAT

DTM

Geologia

Classif.sismica

Scenari di danneggiamento

14a CONFERENZA NAZIONALE ASITA9–12 NOVEMBRE 2010, FIERA DI BRESCIASessione Poster 14 Prevenzione dei rischi e gestione delle emergenzeVenerdì 12 Novembre 2010