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UTILIZZO DI DATI RADAR SATELLITARI PER IL MONITORAGGIO E LA MAPPATURA DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO CONNESSO A FENOMENI DI SUBISIDENZA E DI FRANA. CENTRO DI.

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Presentazione sul tema: "UTILIZZO DI DATI RADAR SATELLITARI PER IL MONITORAGGIO E LA MAPPATURA DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO CONNESSO A FENOMENI DI SUBISIDENZA E DI FRANA. CENTRO DI."— Transcript della presentazione:

1 UTILIZZO DI DATI RADAR SATELLITARI PER IL MONITORAGGIO E LA MAPPATURA DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO CONNESSO A FENOMENI DI SUBISIDENZA E DI FRANA. CENTRO DI RICERCA CERI PREVISIONE, PREVENZIONE E CONTROLLO DEI RISCHI GEOLOGICI Master di II Livello in Valutazione e Mitigazione del Rischio Idrogeologico TESI DI MASTER RELATORE: CANDIDATO PROF. Prestinizi Alberto Loiacono Antonio matricola TUTOR: DOTT. Montini Giovanni Anno Accademico 2008/2009

2 UTILIZZO DI DATI RADAR SATELLITARI PER IL MONITORAGGIO E LA MAPPATURA DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO CONNESSO A FENOMENI DI SUBISIDENZA E DI FRANA. OBIETTIVI Valutare il fenomeno di subsidenza. Monitorare lattività delle frane

3 CARATTERISTICHE DEI SISTEMI RADAR SISTEMI RADAR: λ sistemi SAR 5,66 cm ERS & RSAT Frequenza 500 MHz – 10 GHz Capacità di rilevamento indipendente dalle condizioni atmosferiche e di illuminazione della regione esaminata. Quota media di osservazione 800 Km Tempo di ritorno medio mensile. Copertura di una striscia di terreno di 100 Km di larghezza.

4 INTERFEROMETRIA DIFFERENZIALE SAR E TECNICA PS ERS 1 e 2 Satelliti dellESA (European Space Agency) Tempo di ritorno 35 giorni RSAT Agenzia spaziale Canadese Tempo di ritorno 25 giorni

5 MODALITA DI ACQUISIZIONE DATI. GEOMETRIA DI AQUISIZIONE SAR CON LE PIATTAFORME ERS 1 e 2 1)AZIMUT = direzione parallela allorbita (N-S) e 5m di risoluzione 2)SLANT RANGE = direzione congiungente sensore-bersaglio 3)OFF NADIR = angolo θ di 23° di vista rispetto alla verticale, con 8m di risoluzione 4)SWAT = campo visivo dellantenna, circa 100 Km

6 ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI RADAR GEOMETRIE DI DISTORSIONE FORESHORTERING Con pendenze perpendicolare e parallela al bersaglio LAYOVER Con pendenza maggiore dellangolo di cattura θ SHADOWING Con pendenze minore dellangolo di cattura e zone dombra dove i versanti sono nascosti al satellite. DECORELLAZIONE Alcuni esempi di disturbo Delle immagini dovuto A decorellazione temporale E geometrica.

7 Tecnica dei Permanent Scatterers (PS) Utilizza elementi già presenti sul territorio con una firma elettromagnetica stabile Indipendentemente dalle condizioni ambientali in cui si trovano. Sono in genere Costituiti da elementi antropici (vetro, metallo) o naturali (affioramento di rocce). In ambienti urbanizzati si registrano alte densità di PS (>400 PS/Km 2 ). PRODOTTI DEI PS Stima velocità medie mm/anno Stima spostamenti relativi in mm ad ogni passaggio

8 VANTAGGI DEI PS Possibilità di stime puntuali; Maggiore precisione (sino al millimetro su singole misure); Stima e rimozione dei contributi atmosferici. Presenza di un archivio storico (dal 1992), da cui la possibilità di indagini su fenomeni passati; Misure differenziali con precisione elevata sul trend di deformazione con velocità media PS fino a 0,1 mm/anno e sulla singola misura spostamento verticale PS fino a 1mm e spostamento est-ovest fino a 1 cm; Elevata densità spaziale di capisaldi radar, in area urbana fino a ~400 PS/km 2, già presenti sul territorio; Abbattimento dei costi e dei tempi di indagine su larga scala per la zonazione del territorio; Integrabilità in ambiente GIS; Applicazioni sinergiche con altre tecniche di rilevamento; Accuratezza verticale delle misure superiore rispetto alla tecnica GPS.

9 ANALISI DI SUBSIDENZA Larea di studio ricade nella linea dorbita (track) 165 e riga (frame) 2727 per la modalità discendnete.

10 ANALISI DI SUBSIDENZA ERS in fase discendente RSAT in fase discendente PS PS

11 ANALISI DI SUBSIDENZA Velocità medie della deformazione del terreno nei due sottoperiodi ERS E RSAT , ottenute elaborando i valori dei PS con lalgoritmo IDW (Inverse Distance Weighted ), Con risoluzione di 10 m per pixel.

12 ANALISI DI SUBSIDENZA N Elaborazione dellalgoritmo IDW con dati puntuali sul prelievo stimato delle portate dei Pozzi di un anno generico Particolare dellarea della piana di Pistoia con la rappresentazione delle intensità dei prelievi e le tracce dei profili che la attraversano. CORRELAZIONE TRA FENOMENI DI SUBSIDENZA ED ENTITA PRELIEVI DACQUA

13 ANALISI DI SUBSIDENZA Confronto tra media annua di emungimento dei pozzi con i movimenti verticali mediati nei due sottoperiodi dei dati ERS e 2003 – 2007 dei dati RSAT. EMUNGIMENTO ANNUO MEDIO LUNGO IL TRACCIATO DEL PROFILO NE-SW VELOCITA VERTICALI MEDIATE LUNGO TRACCIATO NE-SW NEL SOTTOPERIODO VELOCITA VERTICALI MEDIATE LUNGO TRACCIATO NE-SW NEL SOTTOPERIODO

14 ANALISI DI SUBSIDENZA Confronto tra media annua di emungimento dei pozzi con i movimenti verticali mediati nei due sottoperiodi dei dati ERS e 2003 – 2007 dei dati RSAT. EMUNGIMENTO ANNUO MEDIO LUNGO IL TRACCIATO DEL PROFILO NW-SE VELOCITA VERTICALI MEDIATE LUNGO TRACCIATO NW-SE LUNGO IL SOTTOPERIODO VELOCITA VERTICALI MEDIATE LUNGO TRACCIATO NW-SE LUNGO IL SOTTOPERIODO

15 ANALISI DI SUBSIDENZA INTENSITA

16 ANALISI DI SUBSIDENZA

17 CALCOLO DEL RISCHIO R = P X V X e () P = Probabilità che un dato evento possa manifestarsi Evento già in atto, stiamo infatti studiando una sua evoluzione documentata. Nel caso in esame si assegna alla probabilità un valore pari a 1 (evento certo). V = Vulnerabilità, la capacità del soggetto vulnerabile (e) di resistere allevento di determinata intensità I = Intensità con la quale levento si presenta. In questo caso velocità di subsidenza del terreno (mm/anno) V = f(T,I) e = Valore economico del bene in esposizione Definito in 5 classi, come /m 2 T = Caratteristiche intrinseche del bene in esposizione (e) Definita in 5 classi in base ad uno studio dellUni.di Fi Sulle caratteristiche tecniche delle strutture R= Il costo del danno connesso allevento Il Rischio coincide con il Danno, ed è espresso in euro.

18 CALCOLO DEL RISCHIO T0T0 T1T1 T2T2 T3T3 T4T4 Edifici complessi Industriali Commerciali Ospedali Scuole Sociali Civ/Soc/Amm. Stazioni e Caselli Centrali Elettriche Sportivo e Turistico Chiese Serra stabili Monumenti Vecchi edifici Strade e ferrovie Autostrade Strade Ferrovie Uso del suolo Prati Boschi Zone umide Agricolutura Discariche Colture speciali Cave Canali Bacini dacqua Classificazione in 5 classi sulla base della tipologia degli elementi a rischio e alle loro Caratteristiche tecniche sviluppata dallUni. Di Firenze (2006), sullesame di mappe catastali e CTR di periodi diversi.

19 CALCOLO DEL RISCHIO VULNERABILITA La stima della vulnerabilità include da un parte la valutazione dellintensità del fenomeno di subsidenza e dallaltra la tipologia dellelemento a rischio. I T Matrice di contingenza per la stima della vulnerabilità in funzione della tipologia degli elementi a rischio

20 CALCOLO DEL RISCHIO Carta delle classi di Vulnerabilità CLASSIVulnerabilità % V 00 % V 10-5% V 25-10% V % V 4> 20% suddivisione in classi dei valori di vulnerabilità.

21 CALCOLO DEL RISCHIO CLASSIVALORE DI ESPOSIZIONE (euro/m 2 ). E E E E E4> La stima del Danno include da un parte la valutazione dellesposizione definita in 5 Classi avente come parametro (euro/m2), e dallaltra la vulnerabilità appena trovata. e V Matrice di contingenza per la determinazione dellindice del Danno

22 CALCOLO DEL RISCHIO Carta delle classi di Danno e del Rischio DANNODESCRIZIONE D0NulloDanno nullo D1ModeratoDanno trascurabile, non sono necessari interventi di sistemazione D2MedioDanno sociale tollerabile, sono da valutare caso per caso interventi di sistemazione D3ElevatoDanno in qualche caso non socialmente tollerabile, sono consigliati interventi di sistemazione D4Molto elevato Danno non socialmente tollerabile, sono necessari interventi di sistemazione con assoluta priorità R = P X D P = 1 R = 1 X D CARTA DEL DANNO COINCIDE CON LA CARTA DEL RISCHIO

23 CALCOLO DEL RISCHIO CLASSICLASSI DI ESPOSIZIONE DEL RISCHIO (euro/m 2 ). R0nullo R10-50 R R R4> Carta del rischio

24 Dalla combinazione tra carte delle pendenze ottenute dallelaborazione della topografia con Linventario dei fenomeni franosi Fornito dallAutorità di Bacino dellArno, si è individuato larea di studio a noi di interesse. ANALISI E RILEVAMENTO DEI MOVIMENTI DI FRANA SUI VERSANTI INTORNO ALLA PIANURA DI PISTOIA.

25 CONFRONTO TRA PS MISURATI DA RSAT ( ) E LA BANCA DATI DEI FENOMENI FRANOSI DELLAUTORITA DI BACINO DELLARNO.

26 Spazializazione IDW 10 m/pixel.

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