Sviluppo in ambiente GIS di un sistema di supporto alla progettazione di interventi di utilizzazioni forestali a basso impatto per una gestione forestale sostenibile
Author(s)
Tocci, Damiano
Date Issued
July 14, 2025
Type
Doctoral Thesis
Abstract
The increasing complexity of sustainable forest management in Italy and similar Mediterranean
contexts necessitates the development of scientifically grounded decision-making tools. Traditional
forest operations have often lacked analytical rigor, leading to environmental degradation, inefficient
resource use, and conflicts between economic and ecological goals. This PhD research proposes an
integrated methodology combining Geographic Information Systems (GIS) and the Analytic
Hierarchy Process (AHP) to support the selection of timber harvesting systems based on site-specific
environmental and operational variables.
Three main objectives were pursued: (1) to develop and validate a GIS-AHP-based tool for
identifying the most suitable logging system at the cutting-block level, (2) to assess its applicability
and precision in a public forest in central Italy using field and management plan data, and (3) to
evaluate the use of Depth-to-Water (DTW) indices for identifying areas sensitive to soil disturbance.
Results indicate that the GIS-AHP model enhances objectivity in forest planning, accurately mapping
suitability for forwarders, cable skidders, and yarders based on six key criteria (e.g., slope, soil
bearing capacity, extraction distance). DTW mapping was effective in identifying biologically and
physically vulnerable zones, particularly in areas with high soil moisture, where post-harvest soil
recovery was slower. The comparison between forest plan data and field surveys also highlighted
discrepancies that underscore the value of ground-truthing and adaptive management.
This research demonstrates that integrating GIS, AHP, and soil sensitivity analysis offers a robust
framework for ecologically and economically sustainable forest operations. The proposed
methodology supports more informed and responsible forest management decisions and is scalable
to diverse ecological regions.
La crescente complessità della gestione forestale sostenibile in Italia e in contesti mediterranei
analoghi richiede lo sviluppo di strumenti decisionali fondati scientificamente. Le operazioni forestali
tradizionali sono spesso risultate carenti dal punto di vista analitico, portando a degrado ambientale,
inefficienze nella gestione delle risorse e conflitti tra obiettivi economici ed ecologici. Questa ricerca
di dottorato propone una metodologia integrata che combina i Sistemi Informativi Geografici (GIS)
e il Processo Gerarchico Analitico (AHP) per supportare la selezione dei sistemi di esbosco sulla base
delle caratteristiche ambientali e operative specifiche del sito.
Sono stati perseguiti tre obiettivi principali: (1) sviluppare e validare uno strumento basato su GISAHP
per identificare il sistema di esbosco più idoneo a livello di particella di taglio, (2) valutarne
l'applicabilità e la precisione in un'area forestale pubblica dell’Italia centrale utilizzando dati da piani
di gestione e rilievi di campo, e (3) analizzare l'efficacia dell’indice "Depth-to-Water" (DTW)
nell’individuare aree sensibili al disturbo del suolo causato dalle operazioni meccanizzate.
I risultati mostrano che il modello GIS-AHP migliora l’obiettività nella pianificazione forestale,
mappando con precisione l’idoneità di forwarder, trattori con verricello e gru a cavo in base a sei
criteri principali (es. pendenza, capacità portante del suolo, distanza di esbosco). Le mappe DTW si
sono dimostrate efficaci nell’identificare zone vulnerabili dal punto di vista biologico e fisico,
soprattutto in presenza di elevata umidità del suolo, dove il recupero post-intervento risulta più lento.
Il confronto tra i dati del piano di gestione forestale e i rilievi di campo ha evidenziato discrepanze
che sottolineano l’importanza del monitoraggio diretto e della gestione adattativa.
Questa ricerca dimostra che l’integrazione di GIS, AHP e analisi della sensibilità del suolo fornisce
un quadro solido per operazioni forestali sostenibili dal punto di vista ecologico ed economico. La
metodologia proposta favorisce decisioni di gestione forestale più informate e responsabili, ed è
applicabile a diversi contesti ecologici.
Additional information
Dottorato di ricerca in Engineering for Energy and Environment
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5.08 MB
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