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Oggigiorno, la valutazione della diversa importanza delle variabili geoambientali nel determinare le condizioni di suscettibilità da frana di un’area è uno dei problemi più attuali della geologia. L’uso ed il confronto di due differenti approcci statistici, ha consentito di stimare le condizioni di predisposizione all’instabilità gravitativa dei versanti, per un esteso settore settentrionale della catena appenninica siciliana, ricadente all’interno delle tavolette I.G.M.I. nn. 259 I SE “Scillato” e 259 II NE “Caltavuturo”. L’area oggetto della sperimentazione, estesa circa 200 Km2, è stata suddivisa in maniera semi-automatica in 1827 unità idro-morfologiche o unità di versante. Per ciascun’unità di versante, è stato definito un set di 15 proprietà fisico-ambientali (caratteristiche geologiche, di uso del suolo, attributi topografici primari e secondari), che rappresentano le variabili indipendenti capaci di descrivere i fattori di controllo della stabilità dei versanti. Nell’area era disponibile un archivio di 233 frane di colamento che erano state riconosciute sulla base di fotointerpretazione e controlli di campo condotti nel 1999. In occasione della presente ricerca, utilizzando immagini GoogleTM relative al 2008, è stato realizzato un nuovo archivio eventi contenente 55 attivazioni successive. Per caratterizzare le condizioni di stabilità di ciascuna unità di mappatura, si sono utilizzate due differenti aree diagnostiche: il centroide di ogni area in frana (LC) e l’intera sua area di rottura (AR). Per definire il modello di suscettibilità sono state utilizzate due differenti tecniche di regressione: la Forward Logistic Regression (FLR) e Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS). In particolare, si sono utilizzate le frane mappate al 1999 per allenare i modelli e le successive 55 attivazione per la validazione degli stessi. I due metodi sono stati applicati per ciascuna delle due aree diagnostiche, al fine di confrontare anche, per una stessa metodologia, la capacità previsionale offerta. I modelli di suscettibilità ricavati mostrano caratteristiche comuni, selezionando quali variabili indipendenti di maggiore impatto sulle condizioni di stabilità delle unità di mappatura: la pendenza e la lunghezza dell’unità di versante, l’uso del suolo, il comportamento litotecnico atteso dei terreni, la litologia affiorante, le condizioni geomorfologiche, la curvatura longitudinale al versante e l’indice di erosione potenziale. I modelli di regressione costruiti utilizzando quale area diagnostica il punto centroide del movimento franoso hanno performance previsionali (AUC = 0.693) inferiori ai modelli di regressione logistica implementati utilizzando l’intera area di rottura (AUC = 0.722). Il metodo MARS, pur selezionando le stesse variabili predittive, ha raggiunto maggiori prestazioni sia con il modello di previsione costruito sui punti centroidi (AUC > 0.90), sia con quello che utilizza l’intera area di rottura (ROC = 0.84), con un errore GCV sempre minore di 0.09. Entrambi gli approcci statistici hanno prodotto complessi algoritmi che riflettono la complessità dell’area oggetto dello studio e l’interdipendenza tra il set di variabili geoambientali e la franosità. Dai risultati ottenuti con entrambi gli approcci, si evidenzia che l’uso delle unità di versante come unità di mappatura di base, unitamente al punto centroide quale area di attivazione dell’unità morfologica, si presta alla costruzione di un modello di suscettibilità con buone prestazioni previsionali, consentendo un indubbio risparmio in termini di risorse economiche e temporali e, anche e soprattutto, di limitare fortemente gli eventuali errori di mappatura delle forme franose derivate dall’intervento di un operatore.

L’attuale versione del PAI (Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico) disponibile per il territorio siciliano è fortemente dipendente dallo scenario di dissesti passati censiti e catalogati, sulla base dei quali, utilizzando un sistema di matrici di valutazione, è possibile ricavare le condizioni di rischio geomorfologico associato. Questo stadio costituisce un primo grande avanzamento delle conoscenze a partire dal quale è ora necessario procedere alla valutazione della suscettibilità da frana e all’adozione dunque di uno strumento di analisi territoriale con carattere previsionale. La realizzazione di una cartografia della suscettibilità da frana a scala regionale pone d’altra parte una serie di problemi di approccio e di tecnica realizzativa, che derivano dalla necessità di trovare un compromesso tra estensione territoriale e risoluzione dei modelli previsionali e, dunque, di risoluzione dei dati necessari in ingresso. Il progetto SUFRA muove dalla stessa analisi metodologica del progetto TIER ma, alla luce della disponibilità per il territorio siciliano di tematismi geologici con maggiore dettaglio e inventari delle forme franose densamente popolati, diverge da questo sia nei dati in ingresso sia nei metodi di costruzione dei modelli, che vengono implementati per la valutazione della suscettibilità nei tre livelli in Sicilia. Tutti i livelli di mappatura sfruttano strati informativi con informazioni riguardo alla geologia, al clima, all’uso del suolo e ai dati sismici. Il progetto SUFRA mira dunque a realizzare una cartografia a varia scala della suscettibilità, articolata secondo i tre livelli: SUFRA100 (scala 1:100,000), SUFRA50 (scala 1:50,000) e SUFRA25/10 (scala 1:25,000 o 1:10,000). SUFRA100 è basato su un approccio euristico utilizzando un DEM con cella di 250 metri derivato dall’IGMI. Le unità di mappatura sono celle quadrate di 1 km di estensione. I modelli sono validati rispetto ai LIP (punti identificazione della frana) che vengono riclassificati con adozione di una semplificazione in due sole principali tipologie (frane di scarpata e frane di versante) dell’archivio PAI, disponibile per tutto il territorio regionale. La rappresentazione di uscita, a questo livello saranno limiti amministrativi come quelli comunali o provinciali. SUFRA50 si basa sull'analisi statistica sfruttando la disponibilità delle nuove carte geologiche (CARG) e un DEM ottenuto ricampionando a celle di 20 metri di lato il DEM ATA2007/08. L’inventario delle frane, utilizzato per questo livello è l’IFFI2012_LIP (solamente il primo livello) che è il risultato della conversione in formato IFFI dell'archivio PAI, che sarà supportato e implementato da un controllo remoto delle aree individuate (sfruttando le foto aeree ATA2007). La rappresentazione di uscita del SUFRA50 sarà basata su confini fisiografici (bacini idrografici) e/o amministrative (comuni). SUFRA10/25 si basa sull'analisi statistica delle carte CARG (verificate con un lavoro di campagna) e sfruttando l’alta risoluzione del DEM ATA2007. Le unità di mappatura di base corrispondono alle unità di versante (SLU), derivate da una nuova ripartizione delle unità idromorfometriche in modo da ottenere unità con coerenza morfodinamica. Gli inventari di frana sono il risultato di una successiva implementazione dell’archivio IFFI2012, controllato e verificato da remoto e con indagini di campo. Esempi di SUFRA_100, SUFRA_50 e SUFRA_10 sono stati realizzati per qualche settore rappresentativo di diversi contesti geologici e geomorfologici Siciliani. I primi risultati attestano per la fattibilità e la bontà del protocollo proposto.

Exploiting Google EarthTM to assess a landslide susceptibility model: a test in central Sicily. A landslide susceptibility multivariate model, based on the conditional analysis approach, has been derived in the Tumarrano river basin (about 78 km2), by intersecting a GIS grid layer, expressing some selected geo-environmental conditions (outcropping lithology, steepness, plan curvature and topographic wetness index), and a landslide vector archive, produced by a Google EarthTM aided remote survey. The analysis of the Google EarthTM images dated at 2006, allowed to recognize 733 landslides (30 rotational slides and 703 flows), almost exclusively affecting clay and sandy clay rocks. Validation procedures produced largely satisfactory results, which were analyzed in the domain of the success and prediction rate curves. The research confirms the goodness of the susceptibility assessment method, as well as the powerful of Google EarthTM as a tool to manage the need of new, detailed and multi-temporal landslide archives.

A seguito di un evento estremo di pioggia verificatosi il 1 ottobre 2009 in un settore circoscritto del versante ionico della Provincia di Messina, si sono sviluppati numerosi eventi franosi classificabili per la maggior parte come colate di fango e detrito a rapida evoluzione (debris-mud flows). Dai primi sopralluoghi effettuati, in assenza ancora di un censimento sistematico, si sono riconosciuti eventi in numero di oltre 500, che hanno interessato sia nei versanti interni dei bacini idrografici che sversano nello Ionio, sia sui rilievi direttamente prospicienti la costa. L’elevato numero di eventi occorsi ha consentito di dettagliare dal punto di vista morfologico i fenomeni avvenuti e di compiere preliminari analisi statistiche relative alle aree di innesco in rapporto con parametri geomorfologici, morfometrici, litologici e dello spessore di copertura. I rilievi sono stati condotti direttamente sul terreno, dall’alto tramite sorvoli su elicotteri messi a disposizione dalla Protezione Civile Nazionale, da ortofoto del 2000 e del 2008, da immagini satellitari. I dati così acquisiti successivamente sono stati successivamente elaborati e digitalizzati al fine di redigere una “Carta di censimento preliminare delle aree di innesco”, rappresentate da punti, di seguito indicati, in analogia con il sistema di archiviazione IFFI, con il termine “PIFF”, con particolare riferimento alle aree nell’immediato intorno degli abitati coinvolti. Tali dati sono stati poi trasposti in ambiente GIS, al fine sia di realizzare un database continuamente aggiornabile, condizione di primaria importanza in ragione della estrema dinamicità di modellamento dei versanti, sia di disporre di un database che consentisse di passare dall’analisi dei fenomeni all’analisi della pericolosità. In tal senso sono state elaborate le prime analisi statistico-descrittive relative ai 113 fenomeni censiti la cui distribuzione spaziale è stata messa in relazione con la variabilità geografica di parametri geologici, morfometrici, morfologici e di uso del suolo. Vengono inoltre espresse alcune considerazioni preliminari circa le soglie di innesco dei fenomeni.

L’area di Scopello (Sicilia Nord-Occidentale) è da tempo oggetto di studi che, sulla base di osservazioni e rilievi geomorfologici, hanno consentito sia di riconoscere la presenza di frane superficiali e di fenomeni di deformazione gravitativa profonda di versante (DGPV), sia di ipotizzare cause e tipologie dei movimenti in atto, giungendo alla definizione di un primo modello interpretativo. I movimenti franosi si sviluppano lungo i settori costieri dell’area di Scopello, dove è a giorno un piano di sovrascorrimento del Miocene superiore, che vede la sovrapposizione di unità rigide, costituite da successioni carbonatiche meso-cenozoiche, su unità duttili, costituite, al tetto, da argille-marnose del Miocene medio-superiore. Le unità argillo-marnose sono interessate da processi di scalzamento ad opera dell’erosione marina, che determinano condizioni di instabilità nei pendii. L’assetto strutturale ereditato, l’erosione del mare ed i movimenti tettonici plio-quaternari sono le cause che hanno consentito l’attivazione di fenomeni di DGPV, per le cui velocità non sono tuttavia disponibili valutazioni quantitative di riferimento. Il presente lavoro riferisce sulla realizzazione di una rete di monitoraggio GPS dei fenomeni gravitativi in atto nell’era di Scopello e sull’esecuzione del «rilievo di zero», evidenziando come la precisione sul posizionamento 3-D dei suoi vertici sia adeguata alle ampiezze di massimo spostamento attese e, quindi, come la rete possa consentire, con rilievi successivi, il monitoraggio del campo degli spostamenti. The Scopello area (north-western Sicily; fig. 1) is affected by several landslide phenomena (AGNESI et alii, 1995), involving both surface mass movements and, mainly, Deep-seated Gravitational Slope Deformation (DsGSD) phenomena (see GOGUEL, 1978; SAVAGE & VARNES, 1987; DRAMIS & SORRISO-VALVO, 1994; CANCELLI & CASAGLI, 1995; HUTCHINSON, 1995; SORRISO-VALVO, 1995; CROSTA, 1996). The phenomena involve the external margin of an overthrust plane (ABATE et alii, 1998a), where a rigid carbonate tectonic unit (Trias-Oligocene) overlies a ductile clayey substratum (Middle-Upper Miocene). The upper carbonate bodies (fig. 2) are marked by an inner imbricate structure and are intensely faulted and fractured, determining the presence of several disjointed blocks of various size, constituting favorable conditions for DsGSD movements to occur. Within the carbonate relief the DsGSD phenomena are responsible for the existence of double crests, depression alignments and river valleys truncated at their head, due to differential settlements. The outermost sectors of the carbonatic slopes (figs. 2-3), affected by block movements, lateral spreads and large topples or falls, are the sites of rotated and/or rafted blocks, great escarpments and open or closed trenches and cracks (AGNESI et alii, 1989). Finally, the marlyclayey slopes show diagnostic landforms of flow and/or slide type surface movements (AGNESI et alii, 1987). The causes of the landslides (AGNESI et alii, 2000; AGNESI et alii, 2003) are: superposition of carbonate rocks over marly-clayey rocks; undercutting processes induced by coastal erosion along the landslide foot/tip; Quaternary tectonic movements. As a geomorphological model has already been established for the landslide, a multidisciplinary study has been implemented, in order to define best both its geometric and kinematic characteristics. The final aim of this study is to gain a mathematical model which allows the phenomena to be correctly described, so that fore- and back- projection can be implemented. The project involves geophysical surveys (resistivity prospecting), geodetic monitoring measurements (GPS) as well as geomorphological, hydrogeological and geotechnical analysis and modeling. In the present paper all the study activities needed in order to implement a monitoring network, requiring a multidisciplinary approach in order to optimize its geometry, are discussed: detailed geomorphological analysis and modeling; resistivity geophysical survey; design and setting up of a geodetic monitoring network. In order to define a monitoring network for the landslide, a detailed geomorphological analysis has been carried out, so that bodies having a different expected kinematic response have been discriminated at a detailed scale (fig. 2). A resistivity survey was also carried out to verify the geometry of the ductile substratum in the area (fig. 4). The GPS network (fig. 2) consists on 27 3D vertices, 7 of which (fig. 2): SC01, SC02, SC03, SC04, SC05, SC06 e SC07) are located outside the landslide area, so that these can constitute a reference system, in respect to which the displacements of the other 20 vertices can be calculated. The coordinates of SC05 point have been calculated by connections to two vertices (TRAP and VALD in fig. 1) of the IGM95 geodetic network. The non-fixed vertices are located in areas characterized by: a) outermost areas of the margin of the carbonate slab about to undergo disarticulation (SC26 e SC27); b) isolated carbonate bodies moving toward the sea (SC08, SC09, SC10, SC15, SC16, SC17, SC18, SC19, SC24 e SC25); c) large landslide cemented debris masses (SC14, SC20, SC21, SC22 e SC23); d) marly-clay substratum (SC11, SC12 e SC13). The expected movement ranges from: very slow (mm/year) rotational -translational (a); varying velocity (mm/year-cm/year) translational, rotational-translational or rotational, depending on the depth to which «the roots» of the carbonate blocks extend inside the substratum (b); slow (cm/year) translational (c); slow to quite fast (dm/year) rotational-translational (d). A preliminary survey has been carried out, in order to calculate the coordinates of the vertices SC02, SC04, SC05, SC06 that are not subject to the landslide movements and to individuate a polygon including all the vertices (fig. 5). Data have been collected in two 3 hours sessions, using geodetic double frequency receivers with a rate of 15s. Data collected have been processed using the software SKI-Pro, with standard parameters but using a cut-off angle of 20° to lower the noise and the average multipath and compensated fixing the SC05 vertex. The redundancy of the this survey is equal to 2, which is enough to give a good accuracy and reliability to the network (CARDINALI et alii, 1993). The uncertainty in 2D and 1D of the fixed vertices (at a confidence level of 95%) is shown in fig. 5, suggesting a precision of less than 1 cm for their location. The survey on the whole net has been carried out using GPS 7 receivers (4 on the fixed points and 3 on as many sites positioned on the landslide body) with sessions 6-9 hours long. A total of 92 baselines were measured having a redundancy of 4. The survey was carried out between 20th and 25th of June 2000, according to the time schedule of fig. 6 and the quality of data tested according to ESTER & MEERTENS (1999), verifying acceptable values for the multipaths, both in L1 and L2 (fig. 7). Sixteen independent recording sessions with duration of 3-4 hours have been completed and the frequency distribution of the 92 baseline lengths (fig. 8) is characterized by an average of 1.9 km. The residuals for the 138 resolved triangles is of about 3 p.p.m. The uncertainty in 2D and 1D (at a confidence level of 95%) is presented in fig. 9, showing error ellipses having semiaxes less than 6 mm long and the minor to major axis ratio greater than 0.8; the uncertainty for the heights is greater by a factor two. Residuals after compensation for the 138 triangles (figs. 10a-b) are much lower and generally don’t exceed 1 p.p.m., thanks to a good geometry both of the network and of the satellite configuration during the recording sessions. The research carried out allowed refinement of the geomorphological model that had been defined in the past for the gravitational phenomena at Scopello, on the basis of which a geodetic monitoring network was defined. Data of the zero survey have been processed showing that the monitoring system is able to describe the kinematic evolution of the area with a precision suitable for DsGSD phenomena.