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Sistemi di allerta precoce a
servizio della Protezione Civile
                     Bari - 11 Giugno 2012
 Aula Magna Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali

               „SICUREZZA E PREVENZIONE
            NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO‟

               dott. geol. Pietro Blu Giandonato
Italia, un Paese
geologicamente attivo…
bisogna essere preparati!
Il ciclo del disastro
                                                                La ripetitività degli eventi calamitosi
                                                                porta a schematizzare il ciclo di attività
                                                                legate alla loro gestione in quattro fasi
                                                                che, a partire dal superamento
                                                                dell’emergenza, si distinguono in:

                                                                • RECUPERO – le fasi della
                                                                ricostruzione, che può durare molti anni;

                                                                • MITIGAZIONE - tutte le azioni, sia
                                                                strutturali che programmatiche, volte a
                                                                ridurre l’impatto dei futuri eventi;

                                                                • PREPARAZIONE - azioni che riducono
                                                                l’impatto quando gli eventi rischiosi sono
                                                                imminenti
                                                                (preparedness, sicurezza, evacuazione);

                                                                • RISPOSTA - azioni durante l’evento o
Da: Alexander D. (2002), Principles of emergency planning and   immediatamente con lo scopo
management. Oxford University Press.
                                                                essenzialmente di salvare vite umane.
Il ciclo del disastro
                                                                La PREVISIONE, intesa come attività
                                                                di conoscenza dei fenomeni naturali
                                                                e tentativo di prevedere in termini
                                                                quantitativi le possibilità e
                                            Previsione
                                                                probabilità di accadimento dei
                                                                disastri, assieme alla funzione di
                                                                diffusione delle conoscenze, fa
                                                Prevenzione     parte della fase di mitigazione.

                                                                Le misure di PREVENZIONE
                                                                appartengono sia alla fase di
                                                                MITIGAZIONE sia a quella di
                                                                PREPARAZIONE; ambedue
                                                                afferiscono alla fase generale di
                                                                attività prima dell’evento
                                                                catastrofico (IMPATTO).

Da: Alexander D. (2002), Principles of emergency planning and
management. Oxford University Press.
Rischio, Pericolosità e Vulnerabilità
• Rischio = Pericolosità x Vulnerabilità
• La Pericolosità è la probabilità che un
    determinato fenomeno naturale accada con
    una determinata magnitudine
    (intensità, estensione e durata) entro un
    determinato periodo di tempo.
•   La Vulnerabilità è l’esposizione che le
    componenti ambientali e antropiche
    mostrano nei confronti del fenomeno
    naturale considerato.
Previsione, Pericolosità e Rischio
Quindi la previsione, intesa come stima di pericolosità e
  rischio, implica affrontare una serie di valutazioni:
• previsione della tipologia (risposta alla domanda:
  cosa?);
• previsione spaziale (risposta alla domanda: dove?);
• previsione temporale (risposta alla domanda: quando?);
• previsione della intensità (risposta alla domanda:
  quanto?);
• previsione della evoluzione (risposta alla domanda:
  come?);
• previsione degli elementi esposti e del relativo danno
  atteso (risposta alla domanda: quali elementi?).
Uno schema di Sistema di Allerta
Precoce per il rischio geologico
Un SAP può essere schematizzato come
l’insieme dei dati, delle procedure, dei
modelli e dei relativi prodotti (senza
trascurare gli esperti di settore), utili a fornire
strumenti utili per prendere decisioni
Gli elementi che costituiscono un
Sistema di Allerta Precoce
•   Reti monitoraggio meteo (stazioni, radar)
•   Modelli meteo
•   Valutazione pericolosità geologica
•   Monitoraggio sismico
•   Monitoraggio diretto dei dissesti
•   Telerilevamento
•   Infrastrutture di Dati Territoriali
•   Il ruolo di Pubblica Amministrazione e cittadini
Monitoraggio e
modelli meteo
Reti monitoraggio meteo
• Senza una rete di pluviometri che trasmette
    dati in tempo reale (now casting), non si può
    parlare di allerta precoce.
•   I dati sono utili a ricostruire degli "scenari
    meteo" che potrebbero portare all'innesco di
    movimenti franosi ed eventi alluvionali,
    qualora superino le "soglie pluviometriche"
    definite per un territorio.
•   I soggetti responsabili sono in genere gli ex
    Uffici Idrografici dei LL.PP. e le ARPA
Reti monitoraggio meteo
Stazioni pluviometriche Servizio Protezione Civile Regione Puglia




http://www.protezionecivile.puglia.it/
Reti monitoraggio meteo
Stazioni termometriche Servizio Protezione Civile Regione Puglia




http://www.protezionecivile.puglia.it/
Radar meteo
I radar meteo sono un altro strumento fondamentale per il "now
casting", poiché forniscono una valutazione della quantità di pioggia sul
territorio in tempo reale.
Modelli meteo
La possibilità di
disporre di modelli
numerici di
previsione
meteorologica
consente di
ricostruire gli scenari
che potenzialmente
potrebbero indurre
l'innesco di fenomeni
franosi e alluvioni       http://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_wea
                          ther_prediction
Modelli meteo




  Sezione del modello WRF, con orografia e temperature in quota
  http://www.meteonetwork.it/models/
Modelli meteo
                                          Previsioni
                                          precipitazioni del
                                          modello Global
                                          Forecast System (GFS),
                                          che si spingono fino a 8
                                          giorni (192 ore)




     http://www.meteonetwork.it/models/
Modelli meteo
                                            Previsioni
                                            pressione slm e
                                            Geopotenziale
                                            500hPa del
                                            modello
                                            European Centre
                                            for Medium-
                                            Range Weather
                                            Forecasts
                                            (ECMWF), che si
                                            spingono fino a
                                            10 giorni (240
                                            ore)
       http://www.meteonetwork.it/models/
Le mappe climatiche
della Regione Puglia
• Nell’ambito della collaborazione tra Servizio
  Protezione Civile, Ufficio Statistico della
  Regione Puglia e IRSA-CNR volta alla
  pubblicazione del volume “Mappe
  climatiche in Puglia:
  metodologie, strumenti e risultati”, sono
  state realizzate una serie di mappe relative
  alla piovosità e alle temperature relative
  all’intero territorio regionale.
Le mappe climatiche
della Regione Puglia
• IRSA CNR e Ufficio Statistico regionale
 assieme al Servizio Protezione Civile
 regionale hanno messo a punto le
 metodologie di analisi statistica strutturale
 dei dati di pioggia e temperatura rilevati
 dalla rete gestita dall’ex Ufficio Idrografico
 e Mareografico (ora Servizio Protezione
 Civile regionale) relativi al trentennio 1976-
 2005.
Le mappe climatiche
della Regione Puglia
• E’ stata poi implementata in ambiente GIS la
  procedura di elaborazione dei dati puntuali e
  successiva interpolazione mediante kriging
  degli intervalli di confidenza scaturiti dalle
  analisi strutturali di:
  o Piovosità mensile
  o Temperature minime mensili
  o Temperature massime mensili
• Sono state così prodotte 3 serie di mappe.
“Mappe Climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati” (AA.VV., Regione Puglia, 2011)
“Mappe Climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati” (AA.VV., Regione Puglia, 2011)
“Mappe Climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati” (AA.VV., Regione Puglia, 2011)
Le mappe climatiche
della Regione Puglia
• Le mappe saranno rese disponibili sul sito del
    Servizio Protezione Civile della Regione Puglia
    http://protezionecivile.puglia.it
•   Le mappe raster hanno una risoluzione della
    cella di 1km x 1 km, il formato sarà ArcInfo
    ASCII Grid, aperto e utilizzabile in qualunque
    framework GIS.
Previsione della stabilità
dei versanti
Previsione della stabilità dei versanti
•   Esistono numerosi approcci metodologici per la
    definizione degli scenari che inducono il verificarsi di
    movimenti di versante.
•   Alcuni prendono in considerazione solo le cause
    d’innesco (es. piogge) prescindendo dalla conoscenza
    delle leggi fisiche che governano i meccanismi di
    instabilità dei versanti, sono generalmente adatti per
    grandi estensioni areali.
•   Altri considerano un numero maggiore di parametri
    predisponenti (litologia, morfologia, caratteri
    geotecnici, copertura del suolo, impatti sul
    suolo, ecc.), e in genere sono più applicabili a
    situazioni spazialmente circoscritte (singoli versanti o
Previsione dell‟instabilità dei versanti
Un breve compendio delle metodologie per la previsione
dell’instabilità dei versanti

                  Metodi                           Complessità N. parametri Ambito territoriale

 Metodo empirico - pluviometrico di I ordine*            Bassa                 Basso    Areale

Metodo empirico - pluviometrico di II ordine**           Media                 Medio    Areale

         Metodo empirico - idrologico                     Alta                 Medio    Areale

               Metodo statistico                          Alta                  Alto   Puntuale

       Metodo meccanico - idrologico                     Media                 Medio   Puntuale

* I ordine: il metodo considera solo la variabile pioggia
** II ordine: il metodo considera la pioggia ed altre variabili del contesto fisico



 AA.VV., “Dalla valutazione alla previsione dei rischi naturali”, ARPA Piemonte, 2005
Metodo empirico-pluviometrico
• Consiste in un approccio semplificato volto
    all’individuazione di una correlazione tra la pioggia
    e l’innesco del fenomeno franoso.
•   I ordine: considera esclusivamente le piogge
    critiche che inducono i dissesti.
•   II ordine: considera ulteriori variabili fisiche che
    condizionano la definizione delle piogge critiche.
•   Adatto a dissesti superficiali (colamenti,
    scivolamenti traslativi).
•   Necessita di dati certi sui dissesti (catalogo eventi):
    ubicazione, data e ora innesco.
Metodo empirico-pluviometrico
•   Dati necessari:
    o Catalogo dei dissesti: ubicazione
      geografica, data e ora innesco.
    o Rete di pluviometri per ottenere
      dati utili alla ricostruzione degli
      scenari meteo.
•   Elaborazione dei dati:
    o Evento franoso del quale si
      conosca ubicazione, data e ora
      dell’innesco.
    o Individuazione pluviometro
      prossimo alla frana.
    o Ricostruzione scenario meteo e
      determinazione della pioggia
      critica (tempi di ritorno, pioggia
      cumulata, intensità/durata).
Metodo empirico-pluviometrico
Modello d’innesco a soglie pluviometriche
La probabilità P[Lt] che un fenomeno
franoso Lt si inneschi all’istante t
viene associato ad una funzione Y(t)
dipendente dalle precipitazioni che
hanno preceduto l’istante t



Per i dissesti superficiali, in genere la
funzione Y(t) viene identificata con
l’intensità oraria media I mentre il
tempo t con la durata delle
precipitazioni D, mentre a e b sono
fattori dipendenti dal territorio
indagato. Si arriva alla formulazione
delle soglie pluviometriche come leggi
di potenza
Area di studio – Subappennino Dauno
settentrionale
Catalogo degli eventi franosi
• Selezione degli eventi per i quali è stato
    possibile recuperare dati pluviometrici certi
    e da stazioni di monitoraggio vicine.
•   Eventi pluviometrici considerati per la
    definizione delle soglie n. 61 (1953-2005):
    o   Catalogo AVI n. 33
    o   Autorità di Bacino n. 2
    o   Altre fonti n. 26
    o   Inventario IFFI come riferimento per ubicazione
Caratteristiche degli eventi meteo
Durata in giorni
degli eventi
meteorologici
causa dei dissesti.

Quasi il 60% ha una
durata compresa
tra i 5 e i 10
giorni.
Elaborazione delle soglie
    pluviometriche
•   Le grandezze fisiche
    utilizzate per la
    definizione della soglia
    sono state la durata D
    (h) e l’intensità media I
    (mm/h) dei singoli
    eventi meteorologici.
•   In tali condizioni, il tipo
    di soglia che è stata
    individuata è di tipo
    regionale.                    Soglie pluviometriche di innesco relative al subappennino
                                  dauno settentrionale (Giandonato P.B., 2011)
    I = 13.09 D   -0.836
Metodo empirico - idrologico
• Anch’esso non considera gli aspetti geologici e
    geotecnici, ma si limita all’individuazione
    empirica di relazioni tra piogge e movimenti
    franosi, considerando indirettamente la
    quantità d’acqua infiltratasi nel sottosuolo
    prima dell’evento.
•   Il modello è applicabile ad una singola frana o
    ad aree omogenee soggette alla medesima
    tipologia di fenomeno, per le quali è necessario
    conoscere in dettaglio i caratteri idrologici e
    idrogeologici.
Metodo empirico - idrologico
• Si basa sull’identificazione di una funzione di
    mobilizzazione Y(t) che dipende dalle
    precipitazioni antecedenti e tiene conto, in
    maniera sintetica, delle caratteristiche del
    corpo franoso.
•   La funzione di mobilizzazione dipende, in ogni
    istante di tempo t, dalla quantità d’acqua
    infiltratasi nel sottosuolo prima dell’istante
    stesso, essendo I(u) l’intensità dell’infiltrazione
    al tempo u.
Metodo statistico
• L’obiettivo è quello di prevedere il fenomeno
    franoso non dal punto di vista fisico, ma
    individuando le relazioni esistenti tra
    caratteristiche del territorio e dissesti.
•   I risultati sono tanto migliori quanto tali
    caratteristiche risultino distribuite
    spazialmente sul territorio, in modo tale da
    descriverne statisticamente le loro proprietà.
•   Il vantaggio è quello di poter applicare il
    modello ad altri contesti territoriali, ma che
    presentino caratteristiche simili.
Metodo statistico
• Poiché i fenomeni in gioco in questo modello
    sono complessi e numerosi, si fa ricorso
    all’analisi multivariata, una tecnica statistica
    che opera su più variabili/parametri.
•   L’individuazione di correlazioni multiple tra
    variabili porta alla conseguente definizione dei
    pesi statistici delle stesse.
•   Il metodo consente di individuare relazioni tra
    dissesti e variabili/parametri, prescindendo dal
    loro significato fisico.
Metodo meccanico-idrologico
• Il modello Montgomery & Dietrich (1994)
    combina il classico modello all’equilibrio limite
    per la stabilità dei versanti ad un modello
    idrologico.
•   Prevede la discretizzazione del dominio di
    studio in celle elementari per ciascuna delle
    quali sono note le variabili ed i parametri in
    ingresso.
•   E’ un modello realizzabile in maniera nativa in
    ambiente GIS.
Metodo meccanico-idrologico
• Le ipotesi alla base del modello sono:
  o pendio infinito;
  o superficie di rottura piana parallela al pendio e
    localizzata al contatto tra coltre detritica
    alterata e substrato;
  o criterio di resistenza del terreno basato sul
    principio delle tensioni efficaci di Mohr-
    Coulomb;
  o flusso idrologico stazionario parallelo al pendio;
  o assenza di drenaggio profondo e di flusso nel
    substrato.
Metodo meccanico-idrologico
• Per una determinata area il metodo
 consente di:
  1. simulare gli effetti di un evento pluviometrico
     pregresso, in termini di perimetrazione di aree
     instabili;
  2. calcolare le soglie critiche di pioggia
     responsabili dell’innesco di fenomeni franosi;
  3. simulare gli effetti di un evento pluviometrico
     previsto che si caratterizza per una
     distribuzione spaziale presunta di valori di
     pioggia.
Metodo meccanico-idrologico
• L’obiettivo è ottenere un’equazione che,
  includendo oltre al modello idrologico anche il
  modello di stabilità, esprima il fattore di
  sicurezza F

                                     c’ = coesione efficace
                                     (intercetta dell’inviluppo di
                                     rottura);
                                     z = profondità verticale della
                                     superficie di scivolamento;
                                     γ = peso del suolo umido per
                                     unità di volume;
                                     γw = peso dell’acqua per
                                     unità di volume;
                                     φ’ = angolo di resistenza al
                                     taglio.
Monitoraggio sismico e
diretto dei dissesti
Monitoraggio sismico
La rete sismica INGV è costituita da 300 stazioni,
fornisce informazioni sugli eventi quasi in tempo reale
Monitoraggio diretto dei dissesti
•   Nuovi inclinometri basati su accelerometri
    MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), gli
    stessi impiegati per gli airbag:
    o Costi inferiori alla strumentazione tradizionale
      (<5€)
    o Elevata sensibilità
    o Dimensioni ridotte (5x5 mm), con possibilità di
      impieghi multisensore
    o Elevata integrazione fra trasduttore ed
      elettronica, elevato rapporto segnale/rumore
    o Bassi consumi (<1mA)
    o Robustezza e affidabilità




                                                         Ferrari F., 2010
Il ruolo del
telerilevamento
Telerilevamento
• Le tecniche di telerilevamento possono
 essere impiegate per numerose attività
 connesse sia alle fasi pre che post impatto
  o Analisi cinematica: DInSAR, Permanent Scatterers
  o Change detection analysis: immagini multitemporali
    multispettrali, anche in combinazione con
    pancromatiche
  o Soil moisture: dati SAR, Infrarosso Termico
  o Geomorfometria: dati LiDAR per l’individuazione
    degli elementi geomorfici dei dissesti (coronamenti,
    accumuli di frana), analisi cinematica
    multitemporale
Telerilevamento – DInSAR e PS
                  L’interferometria SAR
                  differenziale si basa sul confronto
                  tra le fasi (differenza di fase) di
                  due o più immagini radar della
                  stessa zona, riprese in momenti
                  differenti.
                  Sottraendo la componente
                  topografica (DEM) alla differenza
                  di fase è possibile mettere in
                  evidenza le eventuali
                  deformazioni (lungo la LOS)
                  intercorse tra l’acquisizione della
                  prima e della seconda immagine,
                  con una precisione pari alla metà
                  della lunghezza d’onda del
                  sensore di acquisizione.
Telerilevamento – DInSAR e PS
Le missioni satellitari SAR
Telerilevamento – DInSAR e PS
Telerilevamento – DInSAR e PS
•  Un interferogramma è una mappa che mostra la
differenza tra i valori di fase del segnale radar tra due
acquisizioni su una stessa area, e contiene informazioni
relative ad eventuali deformazioni superficiali del
terreno.
•  Queste deformazioni vengono messe in evidenza da
bande colorate, dette “frange interferometriche”.
•  Una frangia corrisponde ad una variazione di fase pari a
2π radianti, che si traduce in uno spostamento del
bersaglio pari a metà della lunghezza d’onda del sensore
radar utilizzato.
Telerilevamento – DInSAR e PS




Interferogrammi da vari satelliti relativi al terremoto di aprile 2009 a L’Aquila:
#1 Envisat (banda C) - frange di interferenza con equidistanza 2,8 cm;
#3 Terrasar-X (banda X) - frange di interferenza con equidistanza 1,56 cm;
#5 COSMO/SkyMed (banda X) - frange di interferenza con equidistanza 1,56 cm;
Telerilevamento – DInSAR e PS
• I diffusori permanenti (Persistent
    Scatterers, PS) sono bersagli naturali o
    artificiali presenti sul terreno, con elevata
    coerenza temporale.
•   Sono presenti essenzialmente in aree
    urbanizzate, molto meno facile trovarne in
    zone naturali.
•   Pertanto la tecnica PS è limitata nel suo
    utilizzo per il monitoraggio dei movimenti.
Telerilevamento – DInSAR e PS
    Approccio Persistent Scatterers applicato al
    terremoto de L’Aquila




Fonte: GAP srl http://www.gapsrl.eu
Telerilevamento – DInSAR e PS
                                      Workflow algoritmo
                                      SPINUA “Stable Point
                                      INterferometry over
                                      Un-urbanised Areas”
                                      elaborato dallo
                                      spinoff GAP del Dip.
                                      Interateneo di Fisica
                                      Università e
                                      Politecnico di Bari.
                                      Precisione: velocità
                                      1mm/y, ds = 5mm




Fonte: GAP srl http://www.gapsrl.eu
Telerilevamento – DInSAR e PS




Analisi SPINUA su Pietramontecorvino (FG), Progetto LEWIS – GAP srl http://www.gapsrl.eu
Telerilevamento – Change detection
• L’analisi del cambiamento (positivo e
    negativo) della copertura del suolo nel
    tempo (change detection) può essere di
    grande ausilio nella elaborazione delle
    mappe di stabilità dei versanti.
•   Esempi di cambiamenti di copertura del
    suolo negativi:
    o Bosco -> Agricolo
    o Agricolo arborato -> Seminativi
    o Aree naturali -> Agricolo
Telerilevamento – Change detection
                                                                                      Nell’ambito del
                                                                                      progetto europeo
                                                                                      LEWIS (2006) è stato
                                                                                      messa a punto una
                                                                                      procedura che
                                                                                      annovera l’analisi
                                                                                      della change
                                                                                      detection, basata su
                                                                                      immagini EO
                                                                                      multitemporali, per la
                                                                                      realizzazione di
                                                                                      mappe di warning per
                                                                                      la stabilità dei
                                                                                      versanti.

”GIS-based System for Landslide Early Warning Index Measurement “, Bovenga F. et al., 2007
Telerilevamento – Soil moisture
• Il telerilevamento è di grande ausilio nella
    determinazione dell’umidità del suolo, uno
    dei parametri predisponenti all’innesco dei
    dissesti, utilizzato in alcuni modelli.
•   Infrarosso termico – aree con elevata
    umidità del suolo appaiono più calde
    durante la notte, mentre più fredde durante
    le ore diurne, la differenza termica è
    dunque correlata al contenuto di acqua del
    suolo, causa la sua bassa inerzia termica.
Telerilevamento – Soil moisture
• Immagini SAR – il backscatter nelle immagini
  radar è affetto anche dalle differenti proprietà
  dielettriche del suolo umido rispetto a quello
  secco.




Suolo secco: parte      Suolo umido: le caratteristiche     Suolo alluvionato: l’energia viene
dell’energia penetra    dielettriche dell’acqua contenuta   totalmente riflessa dalla tavola
nel suolo, producendo   nel suolo producono un              d’acqua, le aree inondate risultano
un backscatter minore   backscatter maggiore                scure in un’immagine SAR
Telerilevamento – Soil moisture
                                                          L’immagine SAR in alto a sx
                                                          mostra un’area alluvionata
                                                          (zone scure), in alto a dx circa
                                                          un mese dopo.
                                                          L’immagine in basso a sx
                                                          mostra la copertura del suolo
                                                          poco prima dell’alluvione,
                                                          quella in basso a dx dopo
                                                          l’evento.
                                                          Le aree blu sono quelle
                                                          inondate, le diverse tonalità
                                                          corrispondono alla gravità
                                                          dell’alluvione.


The World Bank, Agriculture and Rural Development Discussion Paper 46, 2010.
Telerilevamento – Dati LiDAR
• LiDAR è una tecnica di telerilevamento ottica
  che misura la distanza degli oggetti illuminati
  da una fonte laser, terrestre o aerea.
Telerilevamento – Dati LiDAR
                  Hillshade ottenuto dal DEM a 1 m di
                  risoluzione derivato da dati LiDAR
                  del Piano Straordinario di
                  Telerilevamento (PST) del Ministero
                  dell’Ambiente.
                  Si tratta dei corpi di frana attivi e
                  quiescenti a ovest di
                  Pietramontecorvino.
                  Grazie ai dati LiDAR ad elevata
                  risoluzione, la morfometria del
                  territorio è molto dettagliata, e
                  consente uno studio più preciso del
                  territorio volto alla individuazione
                  di zone in dissesto.
Telerilevamento – Dati LiDAR
                       Un esempio di utilizzo di
                       dati LiDAR multitemporali
                       per il monitoraggio dei
                       dissesti.
                       I 4 hillshade mettono bene
                       in evidenza l’evoluzione
                       morfologica della zona,
                       dovuta alla
                       movimentazione dei
                       versanti.



                       “LIDAR monitoring of mass wasting
                       processes: The Radicofani
                       landslide, Province of Siena, Central
                       Italy”, Baldo M. et al., 2007
Le Infrastrutture di Dati
Territoriali (SDI, IDT)
Cos‟è una IDT

• “Le IDT forniscono strumenti per la
 scoperta, la valutazione e l‟utilizzo dei
 dati territoriali da parte di utenti operanti
 in molteplici settori, da quello governativo,
 al commerciale, al settore non profit, al
 mondo accademico e i cittadini in
 generale”.
                              The SDI Cookbook
                              http://www.gsdi.org
Componenti di una IDT
• Politiche e accordi istituzionali (governance,
    privacy e sicurezza dei dati, standard,
    condivisione dei dati, costi di recupero) es.
    Direttiva INSPIRE
•   Persone (formazione, sviluppo professionale,
    cooperazione, sensibilizzazione)
•   Dati (dati digitali di base, tematici, statistici,
    toponomastica)
•   Tecnologie (hardware, software, reti,
    database, piani di attuazione tecnica)
Perché costruire una IDT?
• Riuso: realizzare una volta i dati e utilizzarli
    molte volte per svariate applicazioni.
•   Governance cooperativa: integrare i provider
    di dati distribuiti.
•   Condividere i costi per la creazione e la
    manutenzione dei dati.
•   Supportare lo sviluppo sostenibile economico,
    sociale e ambientale.
L‟IDT in Italia
• La Direttiva INSPIRE punta alla costruzione di
    una IDT europea, costituita dalle IDT dei singoli
    stati membri in regime di cooperazione
•   In Italia il soggetto responsabile della IDT
    nazionale è il Ministero dell’Ambiente assieme
    a ISPRA e DigitPA.
•   Il MATT ha creato da qualche anno un
    Geoportale Nazionale mediante il quale
    chiunque può usufruire di dati territoriali in
    svariate modalità
    http://www.pcn.minambiente.it/GN/
L‟IDT in Italia
L‟IDT in Puglia
• Molte Regioni italiane hanno deciso di dotarsi di
    IDT per gestire e rendere accessibili i dati
    territoriali di propria competenza.
•   In realtà ad oggi si tratta di geoportali simili al
    GN, con funzioni analoghe: ricerca,
    visualizzazione, fruizione di dati.
•   In Puglia il geoportale è gestito da Innova Puglia
    http://sit.puglia.it
•   Ma altri Uffici regionali e soggetti pubblici (es.
    AdB) detengono dati spaziali, anche se non
    presenti nel SIT Puglia http://bit.ly/datipuglia
Le IDT per la Protezione Civile
• Gli stakeholder coinvolti nelle attività di PC
    possono fare affidamento su una infrastruttura
    condivisa, che consente trasferimenti di dati
    rapidi
•   I dati di base e tematici, i servizi di
    trasmissione dati sono facilmente rintracciabili
    ed accessibili
•   I decision-maker e gli analisti possono accedere
    alle geo-informazioni giuste per l'input di
    modelli analitici e indicatori, modelli, tendenze
Le IDT come strumenti decisionali
                             prendere
                             decisioni

                Mondo                    Expertise
                 reale
                                                    modellizzazione
                                                     e produzione
raccolta dati                                        informazioni
                               IDT
                                                   Strumenti
       Fonti
                                                   di analisi
      dei dati
                                              recupero e
                input dati    Basi       manipolazione dei dati

                             di dati
Le IDT per la Protezione Civile -
DEWETRA
                               DEWETRA è un
                               sistema
                               integrato per il
                               monitoraggio in
                               tempo reale, la
                               previsione e la
                               prevenzione
                               dei rischi
                               naturali.
Le IDT per la Protezione Civile -
DEWETRA
Le IDT per la Protezione Civile -
GeoSDI
Le IDT per la Protezione Civile –
geoSDI geoPoints
                             L’applicazione consente
                             a chiunque abbia uno
                             smartphone Android
                             dotato di fotocamera,
                             connessione di rete e
                             ricevitore GPS, di
                             segnalare un Punto di
                             Interesse (POI),
                             indicandone la
                             Categoria, segnalandone
                             l’esatta posizione
                             utilizzando i controlli
                             dello smartphone, e
                             allegando una
                             fotografia.
Le IDT per la Protezione Civile –
geoSDI geoPoints
Il ruolo dei cittadini
Il ruolo dei cittadini
                               Ushahidi – testimonianza in swahili
                               – era un sito web inizialmente
                               progettato da alcuni volontari per
                               segnalare le violenze seguite alle
                               elezioni in Kenya del 2008.
                               Ben 45 mila utenti inviarono report
                               via web e telefoni cellulari con
                               precise indicazioni geografiche
                               riguardo i singoli eventi.
                               E’ stato possibile così poter seguire
                               l’evolversi della situazione in
                               tempo reale in maniera
                               indipendente, perché le fonti
                               erano le persone stesse che la
                               stavano vivendo.



http://ushahidi.com/about-us
Il ruolo dei cittadini “crowdmapping”
                              La possibilità dunque per la gente di
                              produrre autonomamente e
                              volontariamente informazione
                              geografica, e di organizzare la stessa
                              in mappe, dava vita al
                              crowdmapping.
foto
http://kh2hb.wordpress.com/
                              Come in tutti i contesti sociali,
                              quanto più è forte la motivazione a
                              raccontare, denunciare, dire la
                              propria, tanto più il crowdmapping
                              funziona.

                              Le situazioni di emergenza sono di
                              certo tra queste, e un’altra
                              occasione nella quale Ushahidi si è
                              dimostrato indispensabile è stato il
                              terremoto ad Haiti del gennaio 2010.
Usare l’applicativo
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Grazie per l‟attenzione!

Pietro Blu Giandonato
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Sistemi di allerta precoce a servizio della Protezione Civile

  • 1. Sistemi di allerta precoce a servizio della Protezione Civile Bari - 11 Giugno 2012 Aula Magna Dipartimento di Scienze della Terra e Geoambientali „SICUREZZA E PREVENZIONE NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO‟ dott. geol. Pietro Blu Giandonato
  • 2. Italia, un Paese geologicamente attivo… bisogna essere preparati!
  • 3. Il ciclo del disastro La ripetitività degli eventi calamitosi porta a schematizzare il ciclo di attività legate alla loro gestione in quattro fasi che, a partire dal superamento dell’emergenza, si distinguono in: • RECUPERO – le fasi della ricostruzione, che può durare molti anni; • MITIGAZIONE - tutte le azioni, sia strutturali che programmatiche, volte a ridurre l’impatto dei futuri eventi; • PREPARAZIONE - azioni che riducono l’impatto quando gli eventi rischiosi sono imminenti (preparedness, sicurezza, evacuazione); • RISPOSTA - azioni durante l’evento o Da: Alexander D. (2002), Principles of emergency planning and immediatamente con lo scopo management. Oxford University Press. essenzialmente di salvare vite umane.
  • 4. Il ciclo del disastro La PREVISIONE, intesa come attività di conoscenza dei fenomeni naturali e tentativo di prevedere in termini quantitativi le possibilità e Previsione probabilità di accadimento dei disastri, assieme alla funzione di diffusione delle conoscenze, fa Prevenzione parte della fase di mitigazione. Le misure di PREVENZIONE appartengono sia alla fase di MITIGAZIONE sia a quella di PREPARAZIONE; ambedue afferiscono alla fase generale di attività prima dell’evento catastrofico (IMPATTO). Da: Alexander D. (2002), Principles of emergency planning and management. Oxford University Press.
  • 5. Rischio, Pericolosità e Vulnerabilità • Rischio = Pericolosità x Vulnerabilità • La Pericolosità è la probabilità che un determinato fenomeno naturale accada con una determinata magnitudine (intensità, estensione e durata) entro un determinato periodo di tempo. • La Vulnerabilità è l’esposizione che le componenti ambientali e antropiche mostrano nei confronti del fenomeno naturale considerato.
  • 6. Previsione, Pericolosità e Rischio Quindi la previsione, intesa come stima di pericolosità e rischio, implica affrontare una serie di valutazioni: • previsione della tipologia (risposta alla domanda: cosa?); • previsione spaziale (risposta alla domanda: dove?); • previsione temporale (risposta alla domanda: quando?); • previsione della intensità (risposta alla domanda: quanto?); • previsione della evoluzione (risposta alla domanda: come?); • previsione degli elementi esposti e del relativo danno atteso (risposta alla domanda: quali elementi?).
  • 7. Uno schema di Sistema di Allerta Precoce per il rischio geologico Un SAP può essere schematizzato come l’insieme dei dati, delle procedure, dei modelli e dei relativi prodotti (senza trascurare gli esperti di settore), utili a fornire strumenti utili per prendere decisioni
  • 8. Gli elementi che costituiscono un Sistema di Allerta Precoce • Reti monitoraggio meteo (stazioni, radar) • Modelli meteo • Valutazione pericolosità geologica • Monitoraggio sismico • Monitoraggio diretto dei dissesti • Telerilevamento • Infrastrutture di Dati Territoriali • Il ruolo di Pubblica Amministrazione e cittadini
  • 10. Reti monitoraggio meteo • Senza una rete di pluviometri che trasmette dati in tempo reale (now casting), non si può parlare di allerta precoce. • I dati sono utili a ricostruire degli "scenari meteo" che potrebbero portare all'innesco di movimenti franosi ed eventi alluvionali, qualora superino le "soglie pluviometriche" definite per un territorio. • I soggetti responsabili sono in genere gli ex Uffici Idrografici dei LL.PP. e le ARPA
  • 11. Reti monitoraggio meteo Stazioni pluviometriche Servizio Protezione Civile Regione Puglia http://www.protezionecivile.puglia.it/
  • 12. Reti monitoraggio meteo Stazioni termometriche Servizio Protezione Civile Regione Puglia http://www.protezionecivile.puglia.it/
  • 13. Radar meteo I radar meteo sono un altro strumento fondamentale per il "now casting", poiché forniscono una valutazione della quantità di pioggia sul territorio in tempo reale.
  • 14. Modelli meteo La possibilità di disporre di modelli numerici di previsione meteorologica consente di ricostruire gli scenari che potenzialmente potrebbero indurre l'innesco di fenomeni franosi e alluvioni http://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_wea ther_prediction
  • 15. Modelli meteo Sezione del modello WRF, con orografia e temperature in quota http://www.meteonetwork.it/models/
  • 16. Modelli meteo Previsioni precipitazioni del modello Global Forecast System (GFS), che si spingono fino a 8 giorni (192 ore) http://www.meteonetwork.it/models/
  • 17. Modelli meteo Previsioni pressione slm e Geopotenziale 500hPa del modello European Centre for Medium- Range Weather Forecasts (ECMWF), che si spingono fino a 10 giorni (240 ore) http://www.meteonetwork.it/models/
  • 18. Le mappe climatiche della Regione Puglia • Nell’ambito della collaborazione tra Servizio Protezione Civile, Ufficio Statistico della Regione Puglia e IRSA-CNR volta alla pubblicazione del volume “Mappe climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati”, sono state realizzate una serie di mappe relative alla piovosità e alle temperature relative all’intero territorio regionale.
  • 19. Le mappe climatiche della Regione Puglia • IRSA CNR e Ufficio Statistico regionale assieme al Servizio Protezione Civile regionale hanno messo a punto le metodologie di analisi statistica strutturale dei dati di pioggia e temperatura rilevati dalla rete gestita dall’ex Ufficio Idrografico e Mareografico (ora Servizio Protezione Civile regionale) relativi al trentennio 1976- 2005.
  • 20. Le mappe climatiche della Regione Puglia • E’ stata poi implementata in ambiente GIS la procedura di elaborazione dei dati puntuali e successiva interpolazione mediante kriging degli intervalli di confidenza scaturiti dalle analisi strutturali di: o Piovosità mensile o Temperature minime mensili o Temperature massime mensili • Sono state così prodotte 3 serie di mappe.
  • 21. “Mappe Climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati” (AA.VV., Regione Puglia, 2011)
  • 22. “Mappe Climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati” (AA.VV., Regione Puglia, 2011)
  • 23. “Mappe Climatiche in Puglia: metodologie, strumenti e risultati” (AA.VV., Regione Puglia, 2011)
  • 24. Le mappe climatiche della Regione Puglia • Le mappe saranno rese disponibili sul sito del Servizio Protezione Civile della Regione Puglia http://protezionecivile.puglia.it • Le mappe raster hanno una risoluzione della cella di 1km x 1 km, il formato sarà ArcInfo ASCII Grid, aperto e utilizzabile in qualunque framework GIS.
  • 26. Previsione della stabilità dei versanti • Esistono numerosi approcci metodologici per la definizione degli scenari che inducono il verificarsi di movimenti di versante. • Alcuni prendono in considerazione solo le cause d’innesco (es. piogge) prescindendo dalla conoscenza delle leggi fisiche che governano i meccanismi di instabilità dei versanti, sono generalmente adatti per grandi estensioni areali. • Altri considerano un numero maggiore di parametri predisponenti (litologia, morfologia, caratteri geotecnici, copertura del suolo, impatti sul suolo, ecc.), e in genere sono più applicabili a situazioni spazialmente circoscritte (singoli versanti o
  • 27. Previsione dell‟instabilità dei versanti Un breve compendio delle metodologie per la previsione dell’instabilità dei versanti Metodi Complessità N. parametri Ambito territoriale Metodo empirico - pluviometrico di I ordine* Bassa Basso Areale Metodo empirico - pluviometrico di II ordine** Media Medio Areale Metodo empirico - idrologico Alta Medio Areale Metodo statistico Alta Alto Puntuale Metodo meccanico - idrologico Media Medio Puntuale * I ordine: il metodo considera solo la variabile pioggia ** II ordine: il metodo considera la pioggia ed altre variabili del contesto fisico AA.VV., “Dalla valutazione alla previsione dei rischi naturali”, ARPA Piemonte, 2005
  • 28. Metodo empirico-pluviometrico • Consiste in un approccio semplificato volto all’individuazione di una correlazione tra la pioggia e l’innesco del fenomeno franoso. • I ordine: considera esclusivamente le piogge critiche che inducono i dissesti. • II ordine: considera ulteriori variabili fisiche che condizionano la definizione delle piogge critiche. • Adatto a dissesti superficiali (colamenti, scivolamenti traslativi). • Necessita di dati certi sui dissesti (catalogo eventi): ubicazione, data e ora innesco.
  • 29. Metodo empirico-pluviometrico • Dati necessari: o Catalogo dei dissesti: ubicazione geografica, data e ora innesco. o Rete di pluviometri per ottenere dati utili alla ricostruzione degli scenari meteo. • Elaborazione dei dati: o Evento franoso del quale si conosca ubicazione, data e ora dell’innesco. o Individuazione pluviometro prossimo alla frana. o Ricostruzione scenario meteo e determinazione della pioggia critica (tempi di ritorno, pioggia cumulata, intensità/durata).
  • 30. Metodo empirico-pluviometrico Modello d’innesco a soglie pluviometriche La probabilità P[Lt] che un fenomeno franoso Lt si inneschi all’istante t viene associato ad una funzione Y(t) dipendente dalle precipitazioni che hanno preceduto l’istante t Per i dissesti superficiali, in genere la funzione Y(t) viene identificata con l’intensità oraria media I mentre il tempo t con la durata delle precipitazioni D, mentre a e b sono fattori dipendenti dal territorio indagato. Si arriva alla formulazione delle soglie pluviometriche come leggi di potenza
  • 31. Area di studio – Subappennino Dauno settentrionale
  • 32. Catalogo degli eventi franosi • Selezione degli eventi per i quali è stato possibile recuperare dati pluviometrici certi e da stazioni di monitoraggio vicine. • Eventi pluviometrici considerati per la definizione delle soglie n. 61 (1953-2005): o Catalogo AVI n. 33 o Autorità di Bacino n. 2 o Altre fonti n. 26 o Inventario IFFI come riferimento per ubicazione
  • 33. Caratteristiche degli eventi meteo Durata in giorni degli eventi meteorologici causa dei dissesti. Quasi il 60% ha una durata compresa tra i 5 e i 10 giorni.
  • 34. Elaborazione delle soglie pluviometriche • Le grandezze fisiche utilizzate per la definizione della soglia sono state la durata D (h) e l’intensità media I (mm/h) dei singoli eventi meteorologici. • In tali condizioni, il tipo di soglia che è stata individuata è di tipo regionale. Soglie pluviometriche di innesco relative al subappennino dauno settentrionale (Giandonato P.B., 2011) I = 13.09 D -0.836
  • 35. Metodo empirico - idrologico • Anch’esso non considera gli aspetti geologici e geotecnici, ma si limita all’individuazione empirica di relazioni tra piogge e movimenti franosi, considerando indirettamente la quantità d’acqua infiltratasi nel sottosuolo prima dell’evento. • Il modello è applicabile ad una singola frana o ad aree omogenee soggette alla medesima tipologia di fenomeno, per le quali è necessario conoscere in dettaglio i caratteri idrologici e idrogeologici.
  • 36. Metodo empirico - idrologico • Si basa sull’identificazione di una funzione di mobilizzazione Y(t) che dipende dalle precipitazioni antecedenti e tiene conto, in maniera sintetica, delle caratteristiche del corpo franoso. • La funzione di mobilizzazione dipende, in ogni istante di tempo t, dalla quantità d’acqua infiltratasi nel sottosuolo prima dell’istante stesso, essendo I(u) l’intensità dell’infiltrazione al tempo u.
  • 37. Metodo statistico • L’obiettivo è quello di prevedere il fenomeno franoso non dal punto di vista fisico, ma individuando le relazioni esistenti tra caratteristiche del territorio e dissesti. • I risultati sono tanto migliori quanto tali caratteristiche risultino distribuite spazialmente sul territorio, in modo tale da descriverne statisticamente le loro proprietà. • Il vantaggio è quello di poter applicare il modello ad altri contesti territoriali, ma che presentino caratteristiche simili.
  • 38. Metodo statistico • Poiché i fenomeni in gioco in questo modello sono complessi e numerosi, si fa ricorso all’analisi multivariata, una tecnica statistica che opera su più variabili/parametri. • L’individuazione di correlazioni multiple tra variabili porta alla conseguente definizione dei pesi statistici delle stesse. • Il metodo consente di individuare relazioni tra dissesti e variabili/parametri, prescindendo dal loro significato fisico.
  • 39. Metodo meccanico-idrologico • Il modello Montgomery & Dietrich (1994) combina il classico modello all’equilibrio limite per la stabilità dei versanti ad un modello idrologico. • Prevede la discretizzazione del dominio di studio in celle elementari per ciascuna delle quali sono note le variabili ed i parametri in ingresso. • E’ un modello realizzabile in maniera nativa in ambiente GIS.
  • 40. Metodo meccanico-idrologico • Le ipotesi alla base del modello sono: o pendio infinito; o superficie di rottura piana parallela al pendio e localizzata al contatto tra coltre detritica alterata e substrato; o criterio di resistenza del terreno basato sul principio delle tensioni efficaci di Mohr- Coulomb; o flusso idrologico stazionario parallelo al pendio; o assenza di drenaggio profondo e di flusso nel substrato.
  • 41. Metodo meccanico-idrologico • Per una determinata area il metodo consente di: 1. simulare gli effetti di un evento pluviometrico pregresso, in termini di perimetrazione di aree instabili; 2. calcolare le soglie critiche di pioggia responsabili dell’innesco di fenomeni franosi; 3. simulare gli effetti di un evento pluviometrico previsto che si caratterizza per una distribuzione spaziale presunta di valori di pioggia.
  • 42. Metodo meccanico-idrologico • L’obiettivo è ottenere un’equazione che, includendo oltre al modello idrologico anche il modello di stabilità, esprima il fattore di sicurezza F c’ = coesione efficace (intercetta dell’inviluppo di rottura); z = profondità verticale della superficie di scivolamento; γ = peso del suolo umido per unità di volume; γw = peso dell’acqua per unità di volume; φ’ = angolo di resistenza al taglio.
  • 44. Monitoraggio sismico La rete sismica INGV è costituita da 300 stazioni, fornisce informazioni sugli eventi quasi in tempo reale
  • 45. Monitoraggio diretto dei dissesti • Nuovi inclinometri basati su accelerometri MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), gli stessi impiegati per gli airbag: o Costi inferiori alla strumentazione tradizionale (<5€) o Elevata sensibilità o Dimensioni ridotte (5x5 mm), con possibilità di impieghi multisensore o Elevata integrazione fra trasduttore ed elettronica, elevato rapporto segnale/rumore o Bassi consumi (<1mA) o Robustezza e affidabilità Ferrari F., 2010
  • 47. Telerilevamento • Le tecniche di telerilevamento possono essere impiegate per numerose attività connesse sia alle fasi pre che post impatto o Analisi cinematica: DInSAR, Permanent Scatterers o Change detection analysis: immagini multitemporali multispettrali, anche in combinazione con pancromatiche o Soil moisture: dati SAR, Infrarosso Termico o Geomorfometria: dati LiDAR per l’individuazione degli elementi geomorfici dei dissesti (coronamenti, accumuli di frana), analisi cinematica multitemporale
  • 48. Telerilevamento – DInSAR e PS L’interferometria SAR differenziale si basa sul confronto tra le fasi (differenza di fase) di due o più immagini radar della stessa zona, riprese in momenti differenti. Sottraendo la componente topografica (DEM) alla differenza di fase è possibile mettere in evidenza le eventuali deformazioni (lungo la LOS) intercorse tra l’acquisizione della prima e della seconda immagine, con una precisione pari alla metà della lunghezza d’onda del sensore di acquisizione.
  • 49. Telerilevamento – DInSAR e PS Le missioni satellitari SAR
  • 51. Telerilevamento – DInSAR e PS • Un interferogramma è una mappa che mostra la differenza tra i valori di fase del segnale radar tra due acquisizioni su una stessa area, e contiene informazioni relative ad eventuali deformazioni superficiali del terreno. • Queste deformazioni vengono messe in evidenza da bande colorate, dette “frange interferometriche”. • Una frangia corrisponde ad una variazione di fase pari a 2π radianti, che si traduce in uno spostamento del bersaglio pari a metà della lunghezza d’onda del sensore radar utilizzato.
  • 52. Telerilevamento – DInSAR e PS Interferogrammi da vari satelliti relativi al terremoto di aprile 2009 a L’Aquila: #1 Envisat (banda C) - frange di interferenza con equidistanza 2,8 cm; #3 Terrasar-X (banda X) - frange di interferenza con equidistanza 1,56 cm; #5 COSMO/SkyMed (banda X) - frange di interferenza con equidistanza 1,56 cm;
  • 53. Telerilevamento – DInSAR e PS • I diffusori permanenti (Persistent Scatterers, PS) sono bersagli naturali o artificiali presenti sul terreno, con elevata coerenza temporale. • Sono presenti essenzialmente in aree urbanizzate, molto meno facile trovarne in zone naturali. • Pertanto la tecnica PS è limitata nel suo utilizzo per il monitoraggio dei movimenti.
  • 54. Telerilevamento – DInSAR e PS Approccio Persistent Scatterers applicato al terremoto de L’Aquila Fonte: GAP srl http://www.gapsrl.eu
  • 55. Telerilevamento – DInSAR e PS Workflow algoritmo SPINUA “Stable Point INterferometry over Un-urbanised Areas” elaborato dallo spinoff GAP del Dip. Interateneo di Fisica Università e Politecnico di Bari. Precisione: velocità 1mm/y, ds = 5mm Fonte: GAP srl http://www.gapsrl.eu
  • 56. Telerilevamento – DInSAR e PS Analisi SPINUA su Pietramontecorvino (FG), Progetto LEWIS – GAP srl http://www.gapsrl.eu
  • 57. Telerilevamento – Change detection • L’analisi del cambiamento (positivo e negativo) della copertura del suolo nel tempo (change detection) può essere di grande ausilio nella elaborazione delle mappe di stabilità dei versanti. • Esempi di cambiamenti di copertura del suolo negativi: o Bosco -> Agricolo o Agricolo arborato -> Seminativi o Aree naturali -> Agricolo
  • 58. Telerilevamento – Change detection Nell’ambito del progetto europeo LEWIS (2006) è stato messa a punto una procedura che annovera l’analisi della change detection, basata su immagini EO multitemporali, per la realizzazione di mappe di warning per la stabilità dei versanti. ”GIS-based System for Landslide Early Warning Index Measurement “, Bovenga F. et al., 2007
  • 59. Telerilevamento – Soil moisture • Il telerilevamento è di grande ausilio nella determinazione dell’umidità del suolo, uno dei parametri predisponenti all’innesco dei dissesti, utilizzato in alcuni modelli. • Infrarosso termico – aree con elevata umidità del suolo appaiono più calde durante la notte, mentre più fredde durante le ore diurne, la differenza termica è dunque correlata al contenuto di acqua del suolo, causa la sua bassa inerzia termica.
  • 60. Telerilevamento – Soil moisture • Immagini SAR – il backscatter nelle immagini radar è affetto anche dalle differenti proprietà dielettriche del suolo umido rispetto a quello secco. Suolo secco: parte Suolo umido: le caratteristiche Suolo alluvionato: l’energia viene dell’energia penetra dielettriche dell’acqua contenuta totalmente riflessa dalla tavola nel suolo, producendo nel suolo producono un d’acqua, le aree inondate risultano un backscatter minore backscatter maggiore scure in un’immagine SAR
  • 61. Telerilevamento – Soil moisture L’immagine SAR in alto a sx mostra un’area alluvionata (zone scure), in alto a dx circa un mese dopo. L’immagine in basso a sx mostra la copertura del suolo poco prima dell’alluvione, quella in basso a dx dopo l’evento. Le aree blu sono quelle inondate, le diverse tonalità corrispondono alla gravità dell’alluvione. The World Bank, Agriculture and Rural Development Discussion Paper 46, 2010.
  • 62. Telerilevamento – Dati LiDAR • LiDAR è una tecnica di telerilevamento ottica che misura la distanza degli oggetti illuminati da una fonte laser, terrestre o aerea.
  • 63. Telerilevamento – Dati LiDAR Hillshade ottenuto dal DEM a 1 m di risoluzione derivato da dati LiDAR del Piano Straordinario di Telerilevamento (PST) del Ministero dell’Ambiente. Si tratta dei corpi di frana attivi e quiescenti a ovest di Pietramontecorvino. Grazie ai dati LiDAR ad elevata risoluzione, la morfometria del territorio è molto dettagliata, e consente uno studio più preciso del territorio volto alla individuazione di zone in dissesto.
  • 64. Telerilevamento – Dati LiDAR Un esempio di utilizzo di dati LiDAR multitemporali per il monitoraggio dei dissesti. I 4 hillshade mettono bene in evidenza l’evoluzione morfologica della zona, dovuta alla movimentazione dei versanti. “LIDAR monitoring of mass wasting processes: The Radicofani landslide, Province of Siena, Central Italy”, Baldo M. et al., 2007
  • 65. Le Infrastrutture di Dati Territoriali (SDI, IDT)
  • 66. Cos‟è una IDT • “Le IDT forniscono strumenti per la scoperta, la valutazione e l‟utilizzo dei dati territoriali da parte di utenti operanti in molteplici settori, da quello governativo, al commerciale, al settore non profit, al mondo accademico e i cittadini in generale”. The SDI Cookbook http://www.gsdi.org
  • 67. Componenti di una IDT • Politiche e accordi istituzionali (governance, privacy e sicurezza dei dati, standard, condivisione dei dati, costi di recupero) es. Direttiva INSPIRE • Persone (formazione, sviluppo professionale, cooperazione, sensibilizzazione) • Dati (dati digitali di base, tematici, statistici, toponomastica) • Tecnologie (hardware, software, reti, database, piani di attuazione tecnica)
  • 68. Perché costruire una IDT? • Riuso: realizzare una volta i dati e utilizzarli molte volte per svariate applicazioni. • Governance cooperativa: integrare i provider di dati distribuiti. • Condividere i costi per la creazione e la manutenzione dei dati. • Supportare lo sviluppo sostenibile economico, sociale e ambientale.
  • 69. L‟IDT in Italia • La Direttiva INSPIRE punta alla costruzione di una IDT europea, costituita dalle IDT dei singoli stati membri in regime di cooperazione • In Italia il soggetto responsabile della IDT nazionale è il Ministero dell’Ambiente assieme a ISPRA e DigitPA. • Il MATT ha creato da qualche anno un Geoportale Nazionale mediante il quale chiunque può usufruire di dati territoriali in svariate modalità http://www.pcn.minambiente.it/GN/
  • 71. L‟IDT in Puglia • Molte Regioni italiane hanno deciso di dotarsi di IDT per gestire e rendere accessibili i dati territoriali di propria competenza. • In realtà ad oggi si tratta di geoportali simili al GN, con funzioni analoghe: ricerca, visualizzazione, fruizione di dati. • In Puglia il geoportale è gestito da Innova Puglia http://sit.puglia.it • Ma altri Uffici regionali e soggetti pubblici (es. AdB) detengono dati spaziali, anche se non presenti nel SIT Puglia http://bit.ly/datipuglia
  • 72. Le IDT per la Protezione Civile • Gli stakeholder coinvolti nelle attività di PC possono fare affidamento su una infrastruttura condivisa, che consente trasferimenti di dati rapidi • I dati di base e tematici, i servizi di trasmissione dati sono facilmente rintracciabili ed accessibili • I decision-maker e gli analisti possono accedere alle geo-informazioni giuste per l'input di modelli analitici e indicatori, modelli, tendenze
  • 73. Le IDT come strumenti decisionali prendere decisioni Mondo Expertise reale modellizzazione e produzione raccolta dati informazioni IDT Strumenti Fonti di analisi dei dati recupero e input dati Basi manipolazione dei dati di dati
  • 74. Le IDT per la Protezione Civile - DEWETRA DEWETRA è un sistema integrato per il monitoraggio in tempo reale, la previsione e la prevenzione dei rischi naturali.
  • 75. Le IDT per la Protezione Civile - DEWETRA
  • 76. Le IDT per la Protezione Civile - GeoSDI
  • 77. Le IDT per la Protezione Civile – geoSDI geoPoints L’applicazione consente a chiunque abbia uno smartphone Android dotato di fotocamera, connessione di rete e ricevitore GPS, di segnalare un Punto di Interesse (POI), indicandone la Categoria, segnalandone l’esatta posizione utilizzando i controlli dello smartphone, e allegando una fotografia.
  • 78. Le IDT per la Protezione Civile – geoSDI geoPoints
  • 79. Il ruolo dei cittadini
  • 80. Il ruolo dei cittadini Ushahidi – testimonianza in swahili – era un sito web inizialmente progettato da alcuni volontari per segnalare le violenze seguite alle elezioni in Kenya del 2008. Ben 45 mila utenti inviarono report via web e telefoni cellulari con precise indicazioni geografiche riguardo i singoli eventi. E’ stato possibile così poter seguire l’evolversi della situazione in tempo reale in maniera indipendente, perché le fonti erano le persone stesse che la stavano vivendo. http://ushahidi.com/about-us
  • 81. Il ruolo dei cittadini “crowdmapping” La possibilità dunque per la gente di produrre autonomamente e volontariamente informazione geografica, e di organizzare la stessa in mappe, dava vita al crowdmapping. foto http://kh2hb.wordpress.com/ Come in tutti i contesti sociali, quanto più è forte la motivazione a raccontare, denunciare, dire la propria, tanto più il crowdmapping funziona. Le situazioni di emergenza sono di certo tra queste, e un’altra occasione nella quale Ushahidi si è dimostrato indispensabile è stato il terremoto ad Haiti del gennaio 2010.
  • 83. Grazie per l‟attenzione! Pietro Blu Giandonato AlterGeo blog http://www.altergeo.eu TANTO blog http://blog.spaziogis.it My writings http://bit.ly/PietroBlu Linkedin http://it.linkedin.com/in/pietroblu Quest’opera è sottoposta a licenza CC-BY-NC-SA. Sei libero di riprodurre, distribuire, comunicare al pubblico, esporre in pubblico, rappresentare, eseguire e recitare quest'opera, a patto che tu ne attribuisca la paternità, non la usi a fini commerciali e se la alteri o la trasformi per crearne un’altra potrai distribuirla solo con una licenza identica o equivalente a questa.