GRUPPO NAZIONALE PER LA DIFESA DALLE CATASTROFI IDROGEOLOGICHE

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      U.O. 3.22

      Responsabile: Alberto Carrara

      CNR-CSITE (ex-CIOC), Viale Risorgimento 2, Bologna, Tel. 051-6443551; Fax 051-6443540

      Posta Elettr.: acarrara@deis158.deis.unibo.it, WWW: http://deis158.deis.unibo.it

      Sistemi Informativi Geografici nella valutazione del rischio IDROGEOLOGICO

      SOMMARIO ATTIVITA' I SEMESTRE 1998


      Nel corso del primo semestre 1998, l'U.O. del CNR-CSITE (ex-CIOC) di Bologna, in collaborazione con altre unità operative (CNR-IRPI, Perugia) ed altri gruppi di ricerca (Istituto di Topografia dell'Università di Bologna) interessati alle tematiche in oggetto, ha svolto le seguenti attività:

      • raccolta dati per la realizzazione della cartografia della pericolosità idrogeologica per l'intero alto bacino del Tevere;


        •

      • un'analisi comparata tra i dati dell'archivio AVI e quelli ottenuti/ottenibili tramite l'indagine geomorfologica al suolo e a mezzo di foto-interpretazione;


        •

      • sperimentazione di sistemi multimediali per l'accesso all'informazione distribuita sui rischi naturali;



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      • sperimentazione di tecniche per la generazione di DTM da fotogrammetria digitale;


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      • editing e reviewing dei proceedings di un Symposium EGS (Vienna, '97)


        •


      1. CARTOGRAFIA DELLA PERICOLOSITA' DI FRANA


      1.1 Progetto Alto Tevere: cartografia della pericolosità idrogeologica

      Anche nel corso del primo semestre dell'anno corrente, l'attività delle U.O. di Bologna e Perugia si è concentrata nella realizzazione di un data-base territoriale di dettaglio di tutte le informazioni utili alla produzione di modelli statistici sulla distribuzione della pericolosità geo-idrologica nell'alto bacino del F. Tevere. In tre anni di lavoro si è provveduto a:
      • produrre una nuova cartografia dei dissesti;

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      • produrre un dettagliato DTM ed una rete sintetica del drenaggio e degli spartiacque;

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      • compilare una cartografia litologica e dei domini giaciturali;

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      • compilare una carta dell'uso del suolo.


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      Rimandando ad altra sede per informazioni più particolareggiate (vedi relazione della U.O. CNR-Perugia), vale qui ricordare che, allo stato, il progetto è ancora nella fase di acquisizione e validazione dei dati. In particolare è conclusa la fase di produzione del DTM e della rete drenante (suddivisione dell'area in versanti elementari e calcolo per ciascuno di essi di parametri geometrici, morfologici ed idrologici ritenuti significativi per la distribuzione dei dissesti, ecc.). Per quel che riguarda i tematismi geologici (carta litologica e carta dei domini giaciturali) e geomorfologici (carta dei dissesti) è stata completata l'interpretazione fotografica ed il controllo in campagna per circa il 70% del territorio. Solo la metà dei dati è tuttavia già disponibile in formato digitale. E' anche in corso l'acquisizione dei dati inerenti la sismicità del territorio unbro-marchigiano, dati di recente raccolti ed elaborati dal Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti

      E' auspicabile che il completamento della fase di acquisizione ed archiviazione dati avvenga entro la fine dell'anno corrente.


      1.2 Cartografie sperimentali a media scala della pericolosità franosa dell'alto bacino del Tevere

      Sulla base dei dati disponibili per una sottozona di circa 1100 km2, è proseguita una analisi statistica degli stessi ricorrendo tanto a modelli multivariati diversi (regressione lineare pesata, regressione logistica, reti neurali), quanto a suddivisioni dell'area in studio secondo criteri idro-morfologici, geo-strutturali e morfo-lito-strutturali.

      I risultati di tali sperimentazioni, previsti per la fine dell'anno, permetteranno di verificare la possibilità di estenderè i modelli sviluppati per piccoli bacini (T. Tescio e del T. Carpina) ad aree vaste o ad intere regioni., per le quali l'enorme volume degli archivi, gli elevati tempi computazionali e la grande variabilità spaziale dei fattori tradizionalmente utilizzati per redigere detti documenti cartografici, costituiscono tutti problemi di non facile soluzione.

      In tale contesto, assume particolare rilevanza il risultato conseguito utilizzando un approccio basato al contempo su:
      • un modello statistico multivariato in grado di predire correttamente il dissesto in oltre il 70% delle unità territoriali (emibacini elementari) in esame, sulla base di 40 fattori geologico-geomorfologici;
      • la stima della propensione al dissesto di ogni emibacino basata sulla conoscenza di un esperto.


      La media pesata tra i valori del modello statistico (convertiti in probabilità di occorrenza di frana) e quelli del esperto (anche essi espressi come probabilità) ha portato ad un documento cartografico (Fig. 1) che si è rivelato molto aderente alle reali caratteristiche di propensione al dissesto del territorio in esame (queste ultime desunte da nuovi sopralluoghi in campagna svolti in aree "critiche").



      Fig. 1. Bacino dell'alto Tevere. Cartografia della propensione al dissesto ottenuta tramite la media pesata tra i valori di probabilità di un modello multivariato e quelli forniti da un "esperto" del territorio in studio.


      1.3. Analisi comparata tra i dati dell'archivio AVI e quelli ottenuti dall'indagine geomorfologica

      La seconda attività ha comportato una valutazione della qualità ed attendibilità dei dati dell'archivio AVI per il territorio umbro-marchigiano e, in particolare, per l'alto bacino del Tevere. Parimenti, si è inteso proseguire nell'analisi comparata tra dato AVI e quello ottenuto tramite l'indagine geologico-geomorfologica sul terreno e a mezzo della foto-geologia, cio' al fine di individuare i criteri per l'integrazione ottimale trai i primi e i secondi.

      I risultati fino ad ora emersi indicano l'esigenza di porre mano ad una revisione dei dati attualmente esistenti nell'archivio. Tale iniziativa dovrebbe comportare:
      • raddoppio del lasso di tempo attualmente coperto tramite l'impiego dei repertori redatti a cavallo dei due secoli;

        •
      • integrazione dell'esistente a mezzo dell'impiego di archivi già realizzati da parte di enti pubblici e società private;


        •
      • indagini sul campo (o areofotografica) per la localizzazione di campioni significativi di eventi storici;

        •
      • riesame dei dati esistenti al fine di individuare una strategia efficiente per l'individuazione dei errori e la riduzione delle incertezze.


        •
      Detta operazione non sarà nè semplice nè a basso costo. Tuttavia, non prendere una decisione sul problema in oggetto in tempi brevi, vuol dire compromettere l'intero progetto AVI per gli anni a venire


      2. SISTEMI MULTIMEDIALI PER L'ACCESSO AI DATI RELATIVI AI RISCHI NATURALI

      Nell'ambito delle attività' svolte in collaborazione con le altre UU.OO. afferenti alla ricerca in oggetto (CNR-Perugia), intende costituire una rete distribuita di informazioni rigorosamente scientifiche inerenti il rischio idrogeologico; in particolare, la medesima di articolerà' su:
      • un database (l'archivio AVI) consultabile tramite interrogazioni SQL (WWW di Perugia);

        •
      • un insieme di documenti ipertestuali relativi a metodologie e normative per la valutazione e mappatura della pericolosità' e del rischio idrogeologico (WWW di Perugia e Bologna).

        •
      • un WWW-GIS gateway per permettere l'accesso e l'elaborazione di dati spaziali.


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      Si sottolinea l'utilità di fornire alla comunità scientifica e a quanti preposti alla gestione del territorio, un insieme di informazioni accompagnate da una ampia documentazione grafica, a costi e in tempi molto "ragionevoli", caratteristiche queste ben note agli utilizzatori di questo nuovo strumento di comunicazione.

      Si sottolineano altresì i problemi emersi durante la realizzazione di detti documenti ipertestuali. Allo stato, gli attuali browsers e il linguaggio HTML non prevedono un'immediata integrazione tra ambiente WWW ed ambiente GIS. Il primo prevede di fatto solo la visualizzazione di immagini raster; il secondo necessita di strutture sia raster che vettoriali in cui all'elemento geometrico sono associate informazioni tabellari di complessità varia.

      Un'indagine su quanto realizzato, a livello internazionale, da parte di organizzazioni pubbliche di ricerca e da società private ha messo in luce che al momento sono perseguiti quattro principali filoni, riconducili a all'impiego di (Carrara e Pasqui, 1998):
      • WWW servers e applicazioni CGI;

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      • WWW servers e applicazioni Pug-ins;

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      • WWW servers e applicazioni ActiveX o Java


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      Al fine di realizzare un efficiente sistema di interrogazione di dati spaziali distribuiti, i più promettenti sviluppi sembrano essere legati all'uso sia di Java che di Plug-ins; mentre la tecnologia basata su applicazioni CGI non pare possa avere un futuro di grande rilievo.

      E' stato sviluppato un modulo prototipale per l'interrogazione di dati spaziali e tabellari tramite i più comuni browsers. In tale contesto, è in via di implementazione tale modulo (realizzato in ambiente Java) per l'accesso remoto a mappe vettoriali (in formato .shp di ArcView) relative ai dati AVI ed ad altri archivi idrogeologici.


      3. FOTOGRAMMETRIA DIGITALE PER LA GENERAZIONE DI DTM

      Questa linea di studio prevede di proseguire le ricerche per la generazione di DTM, ragionevolmente affidabili, inerenti aree a basso rilievo. L'argomento, che riveste un notevole interesse sia per la pianificazione urbana, sia per studi volti alla perimetrazione di aree esondabili, non ha ancora ricevuto un'adeguata attenzione da parte degli studiosi.

      Attualmente, la maggior parte dei DTM è ottenuta da curve di livello digitali di cartografie esistenti. Tale scelta scaturisce da considerazioni economiche e funzionali. Grazie alla tecnologia degli scanner elettronici, la conversione digitale delle isoipse può essere effettuata in modo sufficientemente agevole. Tuttavia, gli errori altimetrici di tali cartografie sono in genere poco conosciuti o trascurati, mentre la generazione di DTM dalle curve di livello trasferisce i medesimi nel modello stesso, incrementati dalle inevitabili imprecisioni delle tecniche interpolatrici.

      Una possibile soluzione puo' essere ricercata nell'impiego delle recenti tecniche di stereoscopia automatica. Al riguardo, in collaborazione con l'Istituto di Topografia dell'Università' di Bologna, sono in corso indagini volte a valutare il potenziale di tale nuova tecnologia che, in prospettiva, potrebbe costituire uno efficiente strumento di acquisizione del dato altimetrico in grado di fornire DTM per aree estese, con precisioni adeguate e a costi contenti.

      I primi risultati dello studio hanno evidenziato potenzialità e limiti dei di uno dei più moderni sistemi di fotogrammetria digitale (Helava, Leica). La ricerca è proseguita con l'analisi comparata di altri sistemi digitali (Intergraph, Zaiss, ecc.), nonchè tra questi e la fotogrammetria analitica tradizionale. Si spera di giungere a risultati concreti ed operativi entro la primavera dell'anno prossimo.


      4. ALTRE ATTIVITA

      Da ultimo, si menziona il paziente lavoro, iniziato nel novembre 1997, volto alla revisione correzione e stampa dei numerosi (oltre 25) contributi presentati al Congresso EGS (Vienna 1997), Simposio "Techniques and tools for mapping natural hazards and risk impact on the developed environment". Lavoro di cui si spera di vedere la fine entro l'anno!