Sviluppo di strumenti in ambiente QGIS per la valutazione preliminare della pericolosità delle frane = Development of QGIS tools for the preliminary hazard assessment of landslides

I movimenti franosi rappresentano una delle principali minacce per la sicurezza sociale ed economica in tutto il mondo. Essi sono notevolmente influenzati dall'attività umana e dai cambiamenti climatici e territoriali, che spesso aumentano la probabilità e la diffusione di eventi rapidi e disastrosi. L'obiettivo principale della tesi, condotta in collaborazione con ARPA Piemonte, è fornire uno strumento utile alla pianificazione territoriale ed alla predisposizione di piani di monitoraggio delle frane. A tal fine è stato sviluppato il plugin GEOHAZARD per QGIS. Il plugin include algoritmi specifici per: 1) l’analisi della rappresentatività dei dati InSAR, utilizzati per l’individuazione di aree in movimento sui versanti ed il monitoraggio preliminare di spostamenti lenti; 2) l’analisi della suscettibilità dei versanti all’innesco di frane superficiali rapide; 3) la previsione delle aree di invasione di blocchi in roccia e l’analisi di pericolosità relativa spaziale per caduta massi. La tecnica PSInSAR (Permanent Scatterer InSAR) utilizza riflettori permanenti per misurare con precisione i movimenti del terreno tramite un radar satellitare. L’applicazione di questa tecnica per il monitoraggio delle frane ha alcuni limiti, dovuti principalmente a problemi di visibilità dei versanti da parte delle orbite satellitari. Per questo motivo, nell’ambito del plugin GEOHAZARD, si è sviluppato l’algoritmo Groundmotion – C index che permette il calcolo di un indice di affidabilità del dato InSAR e la classificazione del versante in base a tale indice. il modello di processing Landslide – Shalstab è stato sviluppato per la valutazione della suscettibilità per instabilità dei versanti sulla base del modello meccanico-idrologico proposto da Montgomery & Dietrich (1994), sulla base di un modello digitale del terreno e di alcuni dati semplificati sulla geometria dei versanti e le caratteristiche dei materiali coinvolti. L’algoritmo fornisce mappe di pioggia critica e la classificazione del versante basata sulla suscettibilità. Infine, con riferimento al fenomeno di caduta massi, il plugin GEOHAZARD comprende due algoritmi per l’analisi preliminare speditiva di grandi aree caratterizzate da sorgenti diffuse. Entrambi gli algoritmi sono basati sul concetto di energy line, la linea retta che collega il punto sorgente con la posizione del blocco caduto più lontano. L’inclinazione di tale linea rappresenta in modo equivalente tutte le dissipazioni di energia lungo la traiettoria di caduta del blocco. Rockfall - Droka basic implementa il concetto di energy line sulla base del Metodo dei Coni (Jaboyedoff & Labiose, 2011) e tiene conto della possibile dispersione laterale delle traiettorie di caduta del blocco. Rockfall – Droka flow si basa invece su un modello idrologico in cui vengono simulate la traiettorie di caduta massi seguendo il percorso di maggior pendenza. Entrambi gli algoritmi forniscono mappe di energia cinetica, velocità e pericolosità relativa spaziale. Per creare e implementare gli algoritmi nel plugin GEOHAZARD è stato utilizzato il software QGIS al fine di fornire agli utenti uno strumento libero e open-source per la analisi preliminari a piccola-media scala, adattabile a diversi contesti geomorfologici ed ambientali.