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Sesta Conferenza Nazionale in Informatica e Pianificazione Urbana e Territoriale
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SESTA CONFERENZA NAZIONALE IN INFORMATICA E PIANIFICAIONE URBANA E TERRITORIALE
Stima della suscettibilità da frana attraverso l'analisi spaziale locale
Dott. Maria DaneseDott. Maurizio Lazzari
Istituto Beni Archeologici e Monumentali
Introduzione: il rischio frana
21%
16%32%
31%
Comuni italiani soggetti a rischio idrogeologico
Rischio frana
Rischio alluvione
Rischio frana e alluvione
Tutela del territorio e conservazione del Patrimonio Culturale nell’area compresa tra l’alta-media Val d’Agri, la Val Camastra - Sauro e la Val del Melandro attraverso il rilevamento geomorfologico ed il controllo delle aree in frana
http://protect-cult.ibam.cnr.it/login_cnr/
Introduzione: rischio frana
R = P · E · V * P = pericolosità
E = Esposizione
V = Vulnerabilità
*(Varnes, 1984) **(Brabb, 1984)
P = f(x,y,z,t)** P = f(t)
P = f(x,y, z) SUSCETTIBILITÀ
Approcci analitici alla valutazione di suscettibilità
1. Di tipo DETERMINISTICO
2. Di tipo STOCASTICO
Vantaggio: estremamente affidabili
Svantaggio: occorre conoscere un set rilevante di parametri di sito
richiesta di indagini costose
Vantaggio: richiesta , specie a scala territoriale,di dati maggiormente “accessibili” ad un minor costo
Svantaggio: maggiori incertezze nei risultati
Metodo Van Westen
(Van Westen et al., 1993)
)/(
)/(ln
NS
SXI II
i • Ii: contributo di suscettibilità di ciascun
parametro selezionato;
• N: estensione regione di studio;
• S: superficie in frana nella regione di studio;
• Si: superficie occupata da un particolare parametro nella regione di studio;
• Xi: superficie occupata da un particolare parametro nelle aree in frana
n
iiiji IXP
0
• Pi: pericolosità totale;
• Xij: 1 se il parametro selezionato cade sul
pixel considerato 0 se il parametro selezionato non
ricade sul pixel considerato
Metodo Van Westen
(Van Westen et al., 1993)
)/(
)/(ln
NS
SXI II
i • Ii: contributo di suscettibilità di ciascun
parametro selezionato;
• N: estensione regione di studio;
• S: superficie in frana nella regione di studio;
• Si: superficie occupata da un particolare parametro nella regione di studio;
• Xi: superficie occupata da un particolare parametro nelle aree in frana
n
iiiji IXP
0
• Pi: pericolosità totale;
• Xij: 1 se il parametro selezionato cade sul
pixel considerato 0 se il parametro selezionato non
ricade sul pixel considerato
Ii
Ii
- Where is something?
- Why is something here?-Spatial relationships with neighbours-Quantitative relationships with neighbours
How much a spatial analysis is “spatial”?
- Where is something?
- Why is something here?-Spatial relationships with neighbours-Quantitative relationships with neighbours
How much a spatial analysis is “spatial”?
Ii
Ii
Metodi globali
(Fotheringham et al., 2002)
vs Metodi locali
Tobler's First Law of Geography “All things are related, but nearby things are more related than distant things” (1970)
Autocorrelazionepositiva
Autocorrelazione negativa
Autocorrelazione nulla
Autocorrelazione spaziale
Metodi locali
Effetti del I ordine(Absolute location)
Effetti del II ordine(Relative location)
ji
ji
dsdsji dsds
dsYdsYEss
ji
))()((lim),(
0,
Proprietà di una distribuzione
spaziale*
*Gatrell et al. (1996)
ds = intorno di ciascun puntoE() = valore atteso (medio)
)A ..,,A ,A ,y ,(xL n21iii
ττ
1(L)λ
n
1i2
iLLk
Kernel Density Estimation (KDE)
Smaller Bandwidth
Greater Bandwidth
Levine, 1999
KDE: scelta della larghezza di banda
n
ssd
d
n
iji
1min
min
),(
Nearest-Neighbor Index
rand
dNNI min
5.0n
Adran
Nearest-Neighbor Expected Distance
Nearest-Neighbor Observed Distance
Distance based measures
Inquadramento del caso di studio
Inquadramento del caso di studio
Inquadramento del caso di studioFattori predisponenti Parametri selezionati
(Xi)
Codice Xi
Ha
Si
Ha
Ii
Litologia Arenarie e conglomerati L8 28.2 155.7 0.18
Arenarie, argille e marne L13 317.6 2266.3 -0,08
Argille vari colori L14 95.4 336.4 0,63
Calcareniti L15 0.8 59.4 -2,46
Sabbie L16 27.4 82.7 0,79
Conglomerati e sabbie L17 24.5 342.8 -0,75
Conglomerati L18 0.04 64.0 -5,46
Ghiaie e sabbie L19 3.0 160.4 -2,11
Uso del suolo Aree a pascolo naturale U1 130.0 559.7 0,45
Aree a vegetazione boschiva e
arbustiva
U2 47.5 494.5 -0,44
Area antropizzata U3 0.007 8.7 -5,27
Area in erosione U4 35.0 76.2 1,13
Area industriale U5 0 3.0 -
Area ripariale U6 9.1 142.1 -0,84
Area continua U7 12.6 23.3 1,29
Area discontinua U8 1.1 32.9 -1,53
Bosco U9 107.2 815.6 -0,12
Frutteti U10 3.5 60.3 -0,94
Roccia nuda U11 0 1.3 0
Seminativi in aree non irrigue U12 168.6 1244.8 -0,09
Slope 0÷5° Sl20 282.7 13.7 -1,14
5÷10° Sl21 304.1 31.1 -0,39
10÷15° Sl22 675.7 120.4 0,16
15÷20° Sl23 732.0 125.9 0,13
>20° Sl24 1465.8 205.8 -0,08
Aspect Flat Asp30 12.8 162.6 -0,66N Asp31 140.2 883.1 0,05E Asp32 174.7 1163.3 -0,01S Asp33 122.1 791.4 0,02
W Asp34 47.2 459.9 -0,39
Curvature Concave Curv70 219.8 1483.8 -0,022
Flat Curv71 66.9 563.6 -0,24
Convex Curv72 210.3 1413.1 -0,018Distanza dalle faglie
< 100m DF60 89.3 456.5 0,25100÷300m DF61 125.4 722.7 0,14300÷500m DF62 73.8 416.7 0,16> 500m DF63 208.5 1866.1 -0,3
Distanza dai corpi d’acqua
< 100m DI50 291.6 1661.8 0,15100÷200m DI51 139.1 1110.5 -0,19200÷300m DI52 53.1 491.2 -0,34> 300m DI53 13.2 197.1 -0,82
Suscettibilità con metodo Van Westen
Suscettibilità con metodo KDE & Van Westen
N
SS
N
N
X
I i
i
i
ln
•Xi/N è la densità di elementi franosi caratterizzati dall’ì-esimo parametro;•Si/N è la densità dell’i-esimo parametro nella regione di studio;•S/N è la densità degli elementi franosi.
KDS
KDSKDX
I i
i
i ln
•KDXi è la KD che stima la distibuzione degli elementi franosi caratterizzati dall’i-esimo parametro;•KDSi è la KD che stima la distibuzione dell’i-esimo parametro;•KDS è stima la distribuzione di densità degli eventi franosi.
Kernel Density
Metodo bivariato vs metodo proposto
Suscettibilità con metodo proposto
Metodo globale Metodo locale
Conclusioni
Punti di debolezza metodo globale:
•il calcolo dell’indice è di tipo globale non è rappresentativo di come gli effetti di1° e 2° ordine variano nella regione di studio, non esprimendo quindi le relazioni esistenti tra eventi vicini;
•la suscettibilità totale possiede una scarsa variabilità all’esterno delle zone in frana
Vantaggi metodo locale:
•l’approccio è di tipo locale con un conseguente valore di suscettibilità nelle zone in frana rappresentativo dell’effettiva suscettibilità allo stato attuale;
•per ogni parametro si è ottenuta una sucettibilità variabile in base alla distribuzione del parametro stesso
Metodo globale Metodo locale
Grazie per l’attenzione!!!