Utilizzo di UAV per la mappatura del rischio idraulico

Abstract

La produzione di mappe di allagabilità, che rappresentano il principale strumento non strutturale a livello pianificatorio contro le problematiche del dissesto idrogeologico, segue in genere un approccio tradizionale basato sull’utilizzo della Formula Razionale per la determinazione dell’idrogramma di piena e sulla successiva propagazione di tale idrogramma nel DTM (Digital Terrain Model) attraverso un modello idraulico bidimensionale. Solitamente il modello DTM utilizzato deriva da un rilievo LiDAR (Light Detection and Ranging) oppure da rilevamenti topografici di dettaglio o da cartografie tecniche. In questa sede ci si propone di esplorare una metodologia alternativa e innovativa basata sull’utilizzo di un modello idrologico fisicamente basato (EBA4SUB – Event Based Aproach for Small and Ungauged Basins) per la determinazione dell’idrogramma di piena; successivamente tale idrogramma, alternativo a quello ricavato con la formula razionale, viene veicolato nel DTM utilizzando sempre un modello idraulico bidimensionale per la simulazione idraulico; tuttavia in quest’ultimo caso il DTM è ricavato da un rilievo aereo-fotogrammetrico realizzato con UAV e strumentazione low cost. Obiettivo del presente lavoro è dunque analizzare e quantificare le differenze tra i diversi approcci valutando la misura in cui le variabili comparate, idrologica e morfologica, influenzano le mappe di allagabilità, con lo scopo di proporre una metodologia innovativa combinata per la produzione di tali mappe, sfruttando in particolare i vantaggi del DTM ricavato da UAV, quali in primis economicità, ripetibilità dei risultati e capacità di restituzione dei manufatti antropici.

The production of flood prone areas maps, that are the main non-structural instruments against the hydrogeological risk, generally follows a traditional approach based on the use of the Rational Formula for determining the design hydrograph and the subsequent propagation of such hydrograph in the DTM (Digital Terrain model) employing a bi-dimensional hydraulic model. Usually the DTM model used is derived from a survey LiDAR (Light Detection and Ranging) or by a topographic survey or digitizing the official cartography. Here we will explore an alternative and innovative methodology based on the use of a physically based hydrologic model (EBA4SUB - Event Based Approach for Small and Ungauged Basins) for determining the flood hydrograph. Such hydrograph, alternative to that obtained with the rational formula, will be conveyed in the DTM always using a bi-dimensional hydraulic model for the hydraulic simulation. However, in this case, the DTM is derived from a photogrammetric survey employing a UAV and a low cost instrumentation. The aim of this work is therefore to analyze and to quantify the differences between the two aforementioned different approaches evaluating how the input variables, both hydrological and morphological, affect the flooding maps. Moreover, aim of this work is also to propose a combined and innovative methodology for the production of such maps, using the advantages of DTM derived from UAVs, i.e. mainly the low cost, the repeatability and the capacity of reconstruct the man-made structures and buildings.