Geopsy: un software open source per l’elaborazione della prova geofisica Masw

Negli ultimi decenni le scienze geofisiche hanno compiuto passi da gigante nel campo delle prospezioni geofisiche applicate all’ingegneria, alla geologia applicata e all’idrogeologia. Le prove geofisiche più comuni come la sismica a rifrazione, riflessione, le prove in foro down-hole e cross-hole sono state affiancate da nuovi metodi. In particolare la prova Masw (multichannel analysis surface of waves) ricopre un ruolo importante nella determinazione indiretta del profilo delle velocità delle onde trasversali (Vs) e delle caratteristiche dinamiche del sottosuolo. Tale tecnica geofisica di indagine è stata introdotta per la prima volta da Park et al. (1999) della Kansas Geological Survey, University of Kansas. La prova Masw si basa sull’analisi spettrale delle onde di superficie (onde di Rayleigh). La geometria di acquisizione è riportata nella figura 1.

Nella prova masw viene individuata, nel dominio v-f (velocità-frequenza), la curva di dispersione legata al modo fondamentale delle onde di Rayleigh. Successivamente si effettua un’inversione lineare o non lineare mediante un algoritmo. Dall’inversione si ottiene il profilo dettagliato delle velocità delle onde trasversali (Vs).

Di seguito viene illustrato un’elaborazione di una prova Masw eseguita dallo scrivente mediante il software open source geopsy.

  1. Avviare il modulo geopsy e selezionare Import signals . Importare il file .dat o altro formato.

2) Per editare la tabella collegata al sismogramma andare in Edit ->Lock table edition.

3) Per ricavare lo spettro v-f selezionare Linear F-K for active experiments.

4) In Linear toolbox premere start. Si otterrà lo spettro di dispersione v-f. (nel nostro caso il modo fondamentale)

5) Nella schermata f-k results andare in Tools——>pick curves. La figura seguente mostra la curva misurata per l’esempio in oggetto. 

6) Ritornare in f-k results andare in curves—–>edit——->save. Tale comando salva la curva di dispersione appena editata.

7)Aprire il modulo dinver. Scegliere Targets quindi spuntare Dispersion andare su set. Si aprirà  il tool Dispersion target.  Andare su Load e quindi aprire il file della curva di dispersione precedentemente salvata. A questo punto è necessario anche in base a stai litologici pregressi dare al software il numero di strati presenti, l’intervallo di velocità delle onde P,S, l’intervallo del coefficiente di poisson, gli spessori dei sismostrati, e l’intervallo della densità per ogni strato considerato.

8) Una volta definito il nostro modello spostarsi in Runs—–> add. Quindi in basso selezionare runs e selezionare run_01. Riportarsi in Runs e scegliere start. Quindi in view—–>groundprofiles. Scegliere il misfit (disaccordo tra la curva teorica e quella calcolata). A questo punto avremo il profilo 1D delle onde P ed S del sottosuolo del sito esaminato come mostrato dalla seguente figura.

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Fondi per la mitigazione del rischio sismico

E’ stato pubblicato sul Burc Regione Campania n.71 del 31/10/2016 il Decreto Dirigenziale n.1281 del 27/10/2016 riguardante le  “ISTRUZIONI OPERATIVE” PER LA CONCESSIONE DEI CONTRIBUTI PER LA REALIZZAZIONE DEGLI INTERVENTI STRUTTURALI DI
RAFFORZAMENTO LOCALE, MIGLIORAMENTO SISMICO, DEMOLIZIONE E
RICOSTRUZIONE DI EDIFICI PRIVATI.

I fondi di mitigazione del rischio sismico saranno erogati agli edifici privati ricadenti nei Comuni elencati nell’allegato A al presente Decreto. (comuni con ag>0,125g)

Per qualsiasi altra informazione al riguardo e/o avvio della pratica di finanziamento lo scrivente resta a disposizione.

decreto_dirigenziale_dip53_8_n_1281_del_27-10-2016

allegato_146055-1

Sequenza sismica tra le province di Rieti, Perugia, Ascoli Piceno, L’Aquila e Teramo: revisione degli eventi sismici in corso

INGVterremoti

Sismogramma del terremoto di magnitudo M6.0 delle 03:36 del 24 agosto registrato alla stazione sismica FIAM (Fiamignano, RI) della Rete Sismica Nazionale dell'INGV. Sismogramma del terremoto di magnitudo M6.0 delle 03:36 del 24 agosto registrato alla stazione sismica FIAM (Fiamignano, RI) della Rete Sismica Nazionale dell’INGV.

Come per ogni sequenza sismica, l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) ha iniziato la revisione dei terremoti avvenuti nei giorni scorsi in Italia centrale. In particolare, grazie alla disponibilità di nuovi dati delle reti sismiche locali e regionali appartenenti anche ad istituzioni italiane o estere, l’Istituto sta procedendo alla rilocalizzazione degli eventi sismici già analizzati dalla Sala Operativa di Monitoraggio Sismico INGV di Roma.

La Sala Sismica INGV dove vengono analizzati in tempo reale i dati di tutti i terremoti italiani La Sala Sismica INGV dove vengono analizzati in tempo reale i dati di tutti i terremoti italiani.

Questo il percorso dell’analisi dati dai primi minuti dal verificarsi di un terremoto alle settimane successive:

  • Il primo e quello più immediato avviene presso la Sala Operativa di monitoraggio sismico INGV di Roma dove per 365 giorni l’anno, 24 ore su 24, sismologi e…

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Come realizzare una carta di inclinazione dei versanti con Arcmap Gis partendo da una carta tecnica numerica regionale (CTR) in formato .dwg

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Using ArcMap by Michael Minami (2001-07-01)

Le funzionalità ArcMap, ArcCatalog e ArcToolbox del tool ESRI/ArcGIS

GIS: A Computing Perspective, Second Edition 2nd edition by Worboys, Michael F., Duckham, Matt (2004) Hardcover

Utilizzo del GFOSS (Geographic Free And Open Source Software) QGIS LYON per la realizzazione di una carta della stabilità dei versanti in un’area della Valle del Fiume Calore Salernitano

  1. Introduzione

Il software Open Source QGis Lyon 2.12.1 è costituito da un insieme di moduli (programmi e sottoprogrammi) votati all’acquisizione, archiviazione, elaborazione e rappresentazione di dati georeferenziati e cioè informazioni di cui sia definità la posizione sulla superficie terrestre con riferimento ad un qualsiasi sistema di coordinate. La peculiarità di tale software ed in genere di tutti i software Gis (Geographic Information System) è quella di trattare enormi moli di dati su grandi aree con estrema velocità. In questa breve nota viene appunto presentato un esempio di realizzazione di una Carta della stabilità dei versanti. In tale carta sono distinte aree con diversa propensione al manifestarsi di fenomeni di dissesto.

2. Metodologia utilizzata   

Per la redazione della carta della stabilità dei versanti si è utilizzato il metodo messo a punto dalla Regione Emilia Romagna (Amadesi et al., 1977). In tale metodologia, che ha subito nel tempo alcune modifiche non sostanziali, i fattori ritenuti responsabili  della instabilità sono la litologia, la pendenza dei versanti, la giacitura degli strati e l’uso del suolo. In luogo del fattore predisponente giacitura degli strati utilizzeremo il fattore predisponente esposizione dei versanti. Ad ogni fattore di instabilità considerato vengono assegnati pesi diversi, costituiti da numeri interi, in base all’esperienza dell’Autore. Tali pesi assumono valori crescenti con l’aumentare dell’influenza del fattore sulla stabilità.Sovrapponendo i primi tre fattori  (litologia, pendenza ed esposizione) ed effettuando la somma algebrica dei pesi attribuiti si ottiene la carta della stabilità potenziale dei versanti. La fase successiva consiste nel sovrapporre la carta della stabilità potenziale al tematismo uso del suolo in modo da ottenere la carta della stabilità dei versanti.

3. Applicazione del metodo

Il metodo è stato applicato al bacino idrografico del Torrente Acqua Calda, affluente in destra idrografica del Fiume Calore Salernitano. Il bacino ha una superficie complessiva di 5,31 Kmq.

hillshade

Fig.1 Hillshade dell’area esaminata

Per la redazione della carta della stabilità si è proceduto nel seguente modo:

  1. acquisizione dei dati e digitalizzazione mediante QGIS dei fattori di instabilità
  2. elaborazione dei dati digitalizzati per la produzione delle carte derivate (pendenza ed esposizione dei versanti)
  3. sovrapposizione (overlay) dei fattori per la redazione della carta della stabilità

4. Carta Geolitologica

Dal punto di vista geologico l’area esaminata ricade nella depressione strutturale della valle del Calore Salernitano delimitata da due horst tettonici (Monti Alburni e Chianiello). Mediante indagine bibliografica e rilevamento sul campo si è proceduto alla digitalizzazione di tutti i confini fra le diverse unità litostratigrafiche e fra i diversi tipi di coperture eluvio colluviali e corpi di frana all’interno del bacino in studio. Le classi litologiche ed i relativi pesi, applicati secondo la metodologia della Regione Emilia Romagna, sono riportati di seguito:

TERRENI QUATERNARI

  • Frane con evidenze di movimenti in atto o recenti (a1a)  [peso: 1]
  • Depositi eluviali e colluviali (b2)  [peso: 5]
  • Depositi alluvionali (b1) [peso: 5]

SUBSTRATO PREQUATERNARIO

  • Calciruditi, calcareniti e calcilutiti (TRN, FRC) [peso: 8]
  • Argille con intercalazioni di marne e calcareniti (BIF) [peso: 5]
  • Alternanza in strati sottili di quarzoareniti ed argilliti (TRC) [peso: 7]
  • Argille varicolori (AV) [peso: 1]
geolito

Fig.2 – Carta Geolitologica

5. Carta della pendenza dei versanti

E’ noto che la pendenza (o inclinazione, o acclività) dei versanti rappresenta uno dei fattori  con la maggiore influenza sulla stabilità, in base al fatto che ad una aumento della pendenza corrisponde generalmente un aumento della frequenza dei fenomeni di instabilità. Dalla Carta topografica vettoriale regionale (CTR) in scala 1:5000 e con isoipse e punti quotati è stato possibile ricavare la carta della pendenza nel seguente modo:

  • produzione del DEM (Digital Elevation Model) mediante comando specifico di QGis (utilizzando il comando Interpolazione—->Interpolazione)
  • produzione della carta della pendenza mediante comando specifico di Qgis (utilizzando il comando Raster—->Analisi Geomorfologica—->Pendenza (Slope)

L’assegnazione dei pesi può variare da +2 a -2 in base alla e classi di pendenza ottenute.

50 % [peso: -2]

35% – 50 % [peso: -1]

20% – 35 % [peso: 0]

10%-20% [peso: +1]

0%-10% [peso: +2]

pendenza

Fig.3 – Carta della Pendenza dei versanti

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Carta dell’esposizione dei versanti

Molti autori hanno dimostrato che l’esposizione dei versanti (aspect) rappresenta un fattore di controllo molto importante rispetto alla suscettività a franare di un pendio. I parametri connessi a tale fattore, come l’esposizione alla luce solare ed all’essiccazione dei terreni dovuta ai venti, sono strettamente legati al grado di umidità dei terreni: parametro che regola la suscettività a franare di una determinata area. Tale tematismo è stato ricavato , con procedura automatica con  QGis Lyona partire dal DEM (Digital Elevation Model). Le classi di esposizione con i relativi pesi sono riportate nella tabella seguente.

Classi di esposizione Valore di influenza o peso ai fini della stabilità
0° N – 90° N  0
90° N – 180° N -1
180° N – 270 N -2
270° N – 360° N +1
esposizione.jpg

Fig.4 – Carta dell’Esposizione dei Versanti

7. Carta dell’uso del suolo

Sulla stabilità di un versante ha importanza determinante l’azione antropica in grado di innescare, con incisioni del pendio eseguite senza la necessaria cautela, con inadeguate regimazioni delle acque superficiali e profonde, con urbanizzazioni intensive, fenomeni di dissesto in aree in equilibrio precario o anche stabili o da stabilizzare, con opere adeguate, aree dissestate. Anche la normale utilizzazione del suolo ai fini agricoli ha il suo peso ai fini della stabilità di un versante in quanto pendici impegnate a colture che richiedono continue e profonde lavorazioni offrono resistenza nulla o scarsa, a parità di condizioni, all’azione dei fattori dissestanti mentre pendici impegnate a bosco offrono la massima resistenza al degrado.

Per quanto riguarda specificamente il territorio in oggetto, la distribuzione dell’uso reale del suolo, è la seguente:

Classificazione Impedenza[1] Valore di influenza o peso ai fini della stabilità
Colture specializzate Minima -1
Zone cespugliate Minima -1
Prato-pascoli Mediocre 0
Ambiente urbanizzato e superfici artificiali Mediocre 0
Corsi d’acqua Mediocre 0
Boschi di latifoglie Buona +1
land_use.jpg

Fig.5 – Carta dell’Uso del Suolo

 

[1] L’impedenza rappresenta il valore di protezione che una determinata coltura può esplicare nei confronti dell’erosione e della degradazione dei suoli

8. Carta della stabilità dei versanti

Per la realizzazione di tale carta si è proceduto alla somma algebrica dei tematismi precedentemente realizzati e cioè:

  • Carta Geolitologica
  • Carta della Pendenza dei Versanti
  • Carta dell’Esposizione dei Versanti

Il comando utilizzato in Qgis è Raster—–>Calcolatore Raster.

L’ultima fase è quella di sovrapporre la carta della stabilità potenziale ottenuta sommando i tre tematismi precedenti con la carta dell’uso del suolo. Il comando utilizzayo in Qgis Lyon è sempre lo stesso e cioè Raster—–>Calcolatore Raster.

Il prodotto finale della presente metodologia è la carta della stabilità dei versanti del bacino idrografico del Torrente Acqua Calda (affluente in destra idrografica del Fiume Calore Salernitano) rappresentata in fig. 6

stabilità.jpg

Fig.6 – Carta della Stabilità dei Versanti

leg_stab.jpg

9. Conclusioni

Il software Qgis è senza dubbio un efficace strumento  per la realizzazione di una carta della stabilità dei versanti.E’ stato possibile acquisire e gestire una grossa quantità di dati in tempi brevi oltre alla precisione con cui sono state redatte le carte dei fattori di instabilità in particolare le carte derivate (esposizione e pendenza). L’overlay dei tematismi è stato gestito dal software in maniera affidabile e veloce (sovrapposizione e somma di numwerosi poligoni). In definitiva ilsoftware QGIS lyon ed in generale i software GIS sono oramai fondamentali per gli studi a piccola e grandescala della stabilità dei versanti dei bacini idrografici.

Bibliografia  

AMADESI E., VIANELLO G.,BONFATTI F., PIGNONE R.,PRETI D. (1977): Guida alla realizzazione di una Carta della stabilità dei versanti. Regione Emilia Romagna, Collana di orientamenti geomorfologici ed agronomico-forestali, Pitagora Ed.,Bologna.

AMADESI E., VIANELLO G. (1978): Nuova guida alla realizzazione di una Carta della stabilità dei versanti. Mem.Soc.Geol.It, 19, 53-60.

AMADESI E., VIANELLO G. (1985): Metodologia per la realizzazione di una Carta dellastabilità. Geol.Appl.Idrogeol., 20, II, 127-141.

Ayalew L, Yamagishi H, Marui H, Kanno T (2005) Landslides in SadoIs land of Japan: PartII. GIS based susceptibility mapping with comparison of results from two method sand verifications. EngGeol81: 432–1)

MAGLIULO P., DI LISIO A., RUSSO F. (2009): Comparison of GIS-based methodologies forthelandslide susceptibility assessment. Geoinformatica, 13, 253-265.

http://docs.qgis.org/2.8/en/docs/user_manual/

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