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Martedì, 01 Aprile 2014 12:34

20 anni di misure satellitari SAR per l’analisi di fenomeni franosi

L’ampia diffusione dei fenomeni franosi, causata da cambiamenti climatici, uso incontrollato del suolo, urbanizzazione e deforestazione, è causa di un elevato numero di vittime e di ingenti danni economici. In Italia, in particolare, gli eventi franosi sono tra le principali cause di morte per calamità naturali.

È quindi evidente la necessità di approntare efficaci misure di prevenzione e mitigazione del rischio da frana tramite una conoscenza dettagliata della cinematica dell’evento franoso e in particolar modo della distribuzione lungo la massa in movimento delle velocità di spostamento.

frana di IvancichIn tale contesto, ricercatori dell’IREA (Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente) e dell’IRPI (Istituto di Ricerca per la Protezione Idrogeologica) hanno condotto uno studio sulla frana di Ivancich, nella città di Assisi, sfruttando dati acquisiti dai sensori SAR montati a bordo dei satelliti ERS ed ENVISAT dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e COSMO-SkyMed dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). In particolare, è stata utilizzata un’innovativa tecnica DInSAR sviluppata dall’IREA, denominata SBAS (Small BAseline Subset), che consente di generare mappe di velocità e serie storiche di deformazione in aree molto vaste sfruttando grandi archivi di dati SAR satellitari. I risultati ottenuti, validati con misure inclinometriche, sono stati utilizzati poi dai ricercatori dell’IRPI per analizzare l’evoluzione degli spostamenti del pendio instabile in un intervallo temporale di circa 20 anni.

La disponibilità di un così ampio archivio di dati SAR ha permesso di studiare con grande livello di dettaglio la relazione tra il fenomeno franoso e relativi fattori innescanti, quali le piogge, evidenziando l’assenza di correlazione tra queste ultime e i movimenti del suolo misurati da satellite. Inoltre, le misure di deformazione ottenute dall’analisi SBAS-DInSAR, opportunamente integrate con informazioni geologiche e dati in sito, hanno reso possibile lo sviluppo di un modello bidimensionale della frana, basato su un approccio agli Elementi Finiti, in grado di simulare l’evoluzione cinematica del fenomeno e, quindi, migliorarne la comprensione.

La ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto FP7 DORIS e attualmente prosegue nell’ambito del progetto FP7 LAMPRE. I risultati di tale studio, riportati anche sul sito web dell’ESA (https://earth.esa.int/web/guest/pi-community/results), sono stati presentati nell’articolo scientifico "Enhanced landslide investigations through advanced DInSAR techniques: The Ivancich case study, Assisi, Italy", autori: Fabiana Calò, Francesca Ardizzone, Raffaele Castaldo, Piernicola Lollino, Pietro Tizzani, Fausto Guzzetti, Riccardo Lanari, Maceo-Giovanni Angeli, Fabrizio Pontoni, Michele Manunta, pubblicato sulla rivista internazionale Remote Sensing of Environment 142 (2014) 69-82

Nella figura sono presentati i risultati più significativi relativi al fenomeno franoso analizzato. In particolare, in A è mostrata la mappa di velocità di deformazione ottenuta elaborando i dati dei satelliti ERS ed ENVISAT. Tali misure sono state validate con successo, utilizzando un dataset indipendente di misure inclinometriche effettuate lungo il pendio instabile (B). In C, sono riportati alcuni esempi di danni ad edifici e strade urbane rilevati durante campagne in sito. Infine, in D sono presentati i dati di pioggia raccolti nei pluviometri di Bastia Umbria e Cannara, utilizzati per valutare l’impatto delle precipitazioni sui movimenti del pendio.

Inoltre è stato sviluppato un modello bidimensionale agli Elementi Finiti della frana oggetto di studio. Il modello simula l’evoluzione cinematica del fenomeno franoso e quindi, unitamente alle misure di deformazione in superfice, consente di migliorare la comprensione dello stesso.
 

Ivancich

 

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