UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIAUNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA

Dipartimento di Fisica e GeologiaDipartimento di Fisica e Geologia

UN METODO AUTOMATICO PER IL CALCOLO DELLA UN METODO AUTOMATICO PER IL CALCOLO DELLA

SINUOSITÀ DEGLI ALVEI FLUVIALI TRAMITE QGIS.SINUOSITÀ DEGLI ALVEI FLUVIALI TRAMITE QGIS.

Pierluigi De Rosa, Corrado Cencetti & Andrea FredduzziPierluigi De Rosa, Corrado Cencetti & Andrea Fredduzzi

FOSS4G-IT 2017XVIII Meeting degli utenti italiani di GRASS e GFOSS", "X GFOSS DAY" e

"OSMit2017"Genova, 8-11 febbraio 2017

Un metodo automatico per il calcolo della sinuosità degli alvei fluviali tramite QGIS.Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

Lo studio geomorfologico di un fiume: suddivisione in tratti

Lo studio geomorfologico dei corsi d’acqua, utilizza un approccio “stratificato” o “gerarchico” (Brierley & Fryirs, 2005): si parte da osservazioni a scala di bacino idrografico e si aumenta via via il grado di dettaglio.

Si inizia individuando diversi ambiti fisiografici del bacino; sulla base di questi, si suddivide la rete idrografica in macrotratti e poi, ulteriormente, in tratti omogenei per caratteri geomorfologici e sedimentari

La suddivisione finale in tratti si basa su una serie di elementi, il più importante dei quali è l'individuazione della tipologia d'alveo (classificazione geomorfologica).

Questo metodo è estremante utile, perché consente di estendere analisi, osservazioni e misure fatte su brevi porzioni di alveo a tutto il tratto che le contiene.

Un metodo automatico per il calcolo della sinuosità degli alvei fluviali tramite QGIS.Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

L’indice di sinuosità

La sinuosità è uno dei parametri morfometrici più importanti nella definizione della tipologia di alveo (classificazione geomorfologica).

L'indice di sinuosità (Is) si calcola classicamente (Schumm, S.A.,1963; Thorne,1997; FISRWG, 1998) come il rapporto tra la distanza tra due sezioni d'alveo misurata lungo l'asse dell'alveo (AdA) e la distanza tra le stesse due sezioni misurata lungo l'asse della valle.

Questo approccio, complicato dal punto di vista computa- zionale, introduce un elemento di soggettività dovuto alla scelta dell'asse della valle, soprattutto per valli articolate (Clerici & Perego, 2016).

Figura tratta dal manuale IQM

Fiume Paglia (schema geomorfologico)

Un metodo automatico per il calcolo della sinuosità degli alvei fluviali tramite QGIS.Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

L’indice di sinuosità

La sinuosità è uno degli elementi morfometrici più importanti nella definizione della tipologia di alveo (classificazione morfologica).

L'indice di sinuosità (Is) si calcola classicamente (Schumm, S.A.,1963; Thorne,1997; FISRWG, 1998) come il rapporto tra la distanza tra due sezioni d'alveo misurata lungo l'asse dell'alveo (AdA) e la distanza tra le stesse due sezioni misurata lungo l'asse della valle.

Questo approccio, complicato dal punto di vista computa- zionale, introduce un elemento di soggettività dovuto alla scelta dell'asse della valle, soprattutto per valli articolate (Clerici & Perego, 2016).

Questo elemento di soggettività può essere superato utilizzando il rapporto tra la lunghezza dell'alveo misurata lungo l'AdA e la “distanza euclidea” tra le due sezioni considerate (la retta AB che le congiunge).

In tal modo si semplifica anche l'algoritmo per il calcolo in automatico dell'indice Is.

Un metodo automatico per il calcolo della sinuosità degli alvei fluviali tramite QGIS.Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

I tools esistenti in ambito GFOSS (IT)

● Gli script python per GRASS sviluppati da UNIPG a supporto del calcolo dell’IQM (Casagrande et al. 2011)– Svantaggi: Grass 6.X; richiedono la preparazione dei dati

vettoriali specifici → limitata diffusione

● Script in bash GRASS per il calcolo dei principali parametri morfometrici (Clerici & Perego 2016)– Vantaggi: utilizza una metodologia di calcolo più oggettiva

Sviluppo di un plugin QGIS che utilizza l’approccio di Clerici & Perego ma con maggiore interazione con l’utente.Sviluppo di un plugin QGIS che utilizza l’approccio di Clerici & Perego ma con maggiore interazione con l’utente.

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● DockWidget● Scelgo la

lunghezza del tratto e lo shift verso valle

● Valido la geometria– Validità del layer

vettoriale

– Tipo lineare con una sola geometria

– Il CRS sia di tipo proiettato

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● DockWidget● Scelgo la

lunghezza del tratto e lo shift verso valle

● Valido la geometria– Validità del layer

vettoriale

– Tipo lineare con una sola geometria

– Il CRS sia di tipo proiettato

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● Grafico

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● Grafico

Il grafico è navigabile attraverso la toobar e può essere salvato in formato immagine

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● Grafico

Il grafico può essere salvato in formato csv ed elaborato con un foglio di calcolo

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● Grafico● Aggiungo i

break– Viene

prodotto un layer virtuale

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● Grafico● Aggiungo i

break– Viene prodotto

un layer virtuale

– Può essere stilizzato come voluto dall’utente.

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

RiverMetrics

● La tabella attributi del vettoriale riporta il valore della sinuosità media calcolata per tutti i tratti così individuati

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

Applicazione: Nestore – Umbria

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

Applicazione: Nera – Umbria

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

Applicazione: Corno – Umbria

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

Conclusioni e sviluppi futuri

– Il tool RiverMetrics fornisce un supporto importante per il geomorfologo fluviale

● Uno strumento semplice (uso, implementazione) ma efficace

TODO list– Necessario implementare nuovi indici metrici fluviali

(indice di intrecciamento e larghezza media) – il nome RiverMetrics si riferisce a tale necessità

– Bugfix (non corretta rigenerazione della figura)

– Aggiungere la possibilità di eliminare tutti i break points

Cencetti, De Rosa, Fredduzzi

GRAZIE PER L'ATTENZIONE!GRAZIE PER L'ATTENZIONE!