Le indagini in situ sono essenziali nel caso in cui i satelliti registrino una diminuzione o una cessazione dell’attività della frana, per poter valutare quale sia l’effettivo stato di attività del dissesto e rimuovere, quindi, qualunque
96 forma di ambiguità. Allo stesso tempo, è necessario investigare con accuratezza eventuali periodi in cui le serie temporali indicano accelerazioni del movimento. In questo caso il confronto fra le serie temporali dei PS/DS della frana di Migliana e le serie temporali di deformazione registrate dagli inclinometri hanno evidenziato una ottima correlazione fra i due sistemi di monitoraggio. È quindi possibile sostenere che nel caso specifico di Sentinel-1 i dati sono stati validati sia dal punto di vista spaziale sia da quello temporale. Questo è un risultato importante poiché esistono molti studi pubblicati che riguardano la validazione del dato multi-interferometrico dal punto di vista spaziale mentre, per quanto riguarda la validazione temporale gli studi sono decisamente meno numerosi. Questa differenza risiede nel fatto che non è semplice ottenere dei dati provenienti da altre tipologie di sensori in quanto sono poche le frane monitorate con sistemi basati a terra in confronto al numero totale delle frane generalmente presenti in un determinato territorio.
Le frane di Migliana e Gavigno hanno provocato agli edifici e alle infrastrutture delle due frazioni danni di entità variabile, che permettono di individuare le zone maggiormente colpite dai movimenti e di perfezionare il perimetro dei due dissesti. Le aree in cui i PS registrano la maggior velocità di deformazione coincidono con quelle che presentano i danni di entità maggiore. È anche stato possibile identificare una velocità media di deformazione per alcune delle strutture dei due paesi, che potrebbe essere utilizzata per svolgere delle indagini più accurate sulle stesse. L’utilizzo di satelliti con lunghezza d’onda minore, ad esempio quelli in banda X citati precedentemente, aumenterebbe la densità dei punti di misura, specialmente nelle aree urbane, che potrebbero essere usati per il monitoraggio delle deformazioni di edifici e infrastrutture dell’abitato, allo scopo di pianificazione urbana e prevenzione.
97 La metodologia applicata per l’aggiornamento della Carta Inventario delle Frane della Provincia di Prato ha permesso di valutare, tramite l’applicazione di una semplice matrice, che all’interno del sistema informativo geografico (QGIS) si traduce nella scrittura di poche linee di query, lo stato di attività e la velocità media dei dissesti con il solo utilizzo dei dati satellitari. Ha inoltre permesso di identificare numerose frane non individuate precedentemente e di perfezionare la perimetrazione di alcune di quelle già cartografate, utilizzando le altre sorgenti di dati, i dati LiDAR e le ortofoto, solamente a scopo di supporto e verifica. Per le frane all’interno dell’inventario che il satellite non è in grado di individuare sono stati utilizzati questi due metodi d’interpretazione visiva, combinandoli allo scopo di identificare forme riconducibili a dissesti, in modo tale da poter aggiornare anch’esse. I dati LiDAR sono stati particolarmente efficaci in quanto capaci di identificare le frane anche nelle estese aree boschive, quando le fotografie aeree non si rivelano particolarmente efficaci, specialmente con i dissesti più antichi. Il maggiore problema nell’utilizzo estensivo di questi dati è la loro copertura solo parziale del territorio, specialmente nelle aree lontane dai maggiori centri abitati. Allontanandosi dalla Val di Bisenzio, zona che presenta anche un elevato numero di PS, la copertura diviene sempre più frammentaria, in alcuni punti mancano interi fogli. Tramite le ortofoto non è possibile ottenere l’effetto stereoscopico, ma questo è stato simulato, per quelle del 2012, proprio grazie alla combinazione con i rilievi LiDAR, acquisiti nello stesso anno. Tramite questi dati è stato possibile, nell’arco di alcuni mesi, aggiornare l’intero inventario. L’interpretazione di fotografie aeree stereoscopiche non è stata utilizzata perché nell’operazione di aggiornamento dell’inventario si è scelto di usare dati di supporto che potessero essere caricati sulla piattaforma QGIS, di modo che tutti i dati potessero essere consultati contemporaneamente. Come sviluppo futuro di questo studio potrebbe essere effettuata un’interpretazione visiva delle fotografie aeree stereoscopiche della provincia di Prato, per identificare e caratterizzare le frane presenti su tutto il territorio.
L’utilizzo del software QGIS ha permesso di facilitare l’aggiornamento e la visualizzazione dei prodotti cartografici. I dati satellitari sono facilmente importabili all’interno del sistema e se li si vuole aggiornare è solamente necessario copiare i nuovi file all’interno della cartella del progetto. Ciò garantisce non solo la possibilità di un monitoraggio in continuo dei fenomeni, ma anche quella di ridurre notevolmente gli intervalli di tempo che intercorrono tra i successivi aggiornamenti degli inventari. Tramite l’utilizzo di linee di query (espressioni che selezionano e svolgono operazioni sugli attributi dei vettori) è possibile rendere quasi automatico lo svolgimento di alcune operazioni, come l’aggiornamento dello stato di attività. A seguito di un aggiornamento dei dataset, una volta ricalcolata la velocità rappresentativa secondo i parametri scelti per la frana oggetto di studio, l’inventario è automaticamente aggiornato con i nuovi stati di attività. Dal momento che viene caricato il dato satellitare sono necessarie circa otto ore di lavoro per ottenere la nuova velocità rappresentativa per le 292 frane individuate dai satelliti all’interno dell’inventario e, di conseguenza, aggiornare lo stato di attività di tali movimenti, un‘operazione che richiederebbe ore di analisi per ogni singola frana utilizzando i metodi sopracitati. Inoltre, per poter aggiornare l’inventario con tali tecniche sarebbe necessaria l’acquisizione di fotografie aeree e rilievi LiDAR recenti, non sempre disponibili a causa dei costi elevati per la realizzazione delle campagne di acquisizione.
I risultati ottenuti da questo lavoro evidenziano come l’utilizzo dei Permanent Scatterer permetta di esaminare aree estese allo scopo di individuare i dissesti che necessitano di ulteriori indagini, riducendo i costi e i tempi di questa operazione. L’applicazione di questo metodo in un’area di 365 km2 conferma la possibilità di poter utilizzare
questo approccio su aree estese, superiori alla singola frana o al singolo bacino come nella gran parte degli studi pubblicati, affiancandolo, per le opportunità di utilizzo, ai metodi di telerilevamento tradizionali, sui quali presenta vantaggi in termini di costi e tempi richiesti per effettuare la valutazione delle caratteristiche dei dissesti.
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CONCLUSIONI
Tramite la combinazione dei dati interferometrici satellitari, utilizzando quattro diversi sensori processati con la tecnica PSInSAR e l’algoritmo SqueeSAR, e l’interpretazione visiva delle ortofotografie e dei dati LiDAR è stato possibile aggiornare la Carta Inventario delle Frane della Provincia di Prato, caratterizzata da un numero elevato di dissesti, che si sviluppano sul 14,79% del territorio provinciale. Sebbene la tecnica utilizzata abbia consentito di identificare e, di conseguenza, aggiornare solamente il 22% delle frane presenti sul territorio, rendendo necessario l’utilizzo delle altre fonti di dati per completare l’operazione di aggiornamento, l’utilizzo di altri sensori (e.g. satelliti in banda X o L, sensori ottici) potrebbe migliorare considerevolmente la capacità di individuare le aree in movimento per la caratterizzazione dei dissesti. L’interferometria satellitare ha permesso di identificare 53 nuovi dissesti e di perfezionare il perimetro di 35 frane presenti nell’inventario. Ha, inoltre, fortemente velocizzato la valutazione e l’aggiornamento dello stato di attività delle frane all’interno dello stesso, rendendolo un processo semi-automatico, una volta ottenute nuove acquisizioni e impostate le matrici correttamente. Tale metodologia per l’aggiornamento delle carte inventario dei fenomeni franosi potrà essere applicata anche in altri comuni dove saranno disponibili dati interferometrici aggiornati. La carta inventario potrà essere utilizzata allo scopo di determinare la suscettibilità, la pericolosità, la vulnerabilità e il rischio da frana e, quindi, per migliorare la prevenzione e la pianificazione urbana in tutto il territorio. Il sistema di monitoraggio delle deformazioni del suolo basato su dati interferometrici, attualmente attivo nella Regione Toscana e i cui dati sono stati utilizzati in questa tesi, può permettere di aggiornare la carta inventario dei fenomeni franosi ad intervalli regolari di tempo (semestrale, annuale). Tale vantaggio deriva dalla disponibilità dei dati Sentinel-1 aggiornati ogni 12 giorni. Gli aggiornamenti permettono anche di fare delle valutazioni sull’andamento delle serie storiche di deformazione e individuare possibili segnali di riattivazione o di accelerazione, evidenziando la necessità di installare sistemi di monitoraggio a terra in corrispondenza di frane che possano andare ad insistere su abitati o su infrastrutture importanti.
I dati satellitari sono stati confrontati con il danneggiamento subito dagli edifici in due frazioni del comune di Cantagallo, Migliana e Gavigno, entrambi costruiti parzialmente su frane attive. È stato possibile riconoscere numerose aree in deformazione all’interno dei due centri abitati e vi è una buona correlazione tra i danni subiti dagli edifici e dalle infrastrutture e la distribuzione dei PS nelle stesse zone. Inoltre, nel caso di Migliana, è stato possibile mettere a confronto i dati satellitari con il sistema di monitoraggio presente nell’abitato, composto da quattro inclinometri, riuscendo a validare i dati satellitari recenti sia dal punto di vista spaziale che da quello temporale.
Questo lavoro di tesi ha confermato l’efficacia dell’uso dei dati interferometrici per la stima della velocità media delle frane e la valutazione del loro stato di attività, le possibilità che la tecnica ha di essere applicata nel monitoraggio in continuo e l’utilità che ha nell’analisi dei dissesti che interessano centri abitati, dove presenta la maggiore densità di misurazione. Per quanto riguarda, invece, la caratterizzazione delle frane è necessario combinare questo strumento con altri dati telerilevati (e.g. dati LiDAR, fotografie aeree, immagini satellitari) per ottenere la copertura completa del territorio e quindi redigere l’aggiornamento di una carta inventario. L’approccio potrà essere migliorato in futuro come conseguenza dello sviluppo tecnologico, con satelliti in grado
99 di produrre immagini a risoluzione maggiore e con tempi di ritorno minori e nuove tecniche di processing dei dati in grado di migliorare la densità di PS e di aumentare la precisione delle serie storiche della deformazione.
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