Rilevamento Geomorfologico e Applicazioni GIS A.A. 2016/2017

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1 The english version follows the italian version in the second half of the document CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN GEOLOGIA APPLICATA ALL'INGEGNERIA, AL TERRITORIO E AI RISCHI Rilevamento Geomorfologico e Applicazioni GIS A.A. 2016/2017 Docente: Dott.ssa MARTA DELLA SETA, Dipartimento di Scienze della Terra, piano I, stanza n Tel , [email protected]. Studenti target: I anno II semestre Livello dell Unità: avanzato Pre-requisiti: In generale, buona conoscenza della geomorfologia e dei principi di base del rilevamento geologico Crediti: 9 CFU Modalità di erogazione: tradizionale Frequenza: Facoltativa (ma caldamente consigliata) Descrizione del programma 1) Introduzione: La Geomorfologia nella gestione del territorio. I concetti di rischio e impatto. Pericolosità e rischio geomorfologici. 2) Richiami di Geomorfologia: Processi geomorfologici e forme del rilievo. Forme attive e forme inattive. Le variazioni climatiche quaternarie e le forme relitte ad esse associate. 3) La cartografia geomorfologica: Le scale di rappresentazione cartografica. Carte geomorfologiche a grande scala. Carte geomorfologiche a media scala. Carte geomorfologiche a piccola scala. Profili geomorfologici. Tipi di carte geomorfologiche. Carte di base e carte derivate. Le legende geomorfologiche. La legenda della carta geomorfologia d Italia in scala 1: Legenda per carte geomorfologiche di dettaglio. 4) Il rilevamento geomorfologico: L uso delle carte topografiche nel rilevamento. Principi di base del telerilevamento. Fotografie aeree stereoscopiche e loro caratteristiche. Criteri e tecniche per l interpretazione delle immagini telerilevate (immagini da satellite e foto aeree). Riconoscimento e interpretazione mediante le fotografie aeree di forme di erosione e di accumulo originate da diversi agenti morfogenetici. Il rilevamento geologico tecnico come base per la cartografia geomorfologica. Metodologie di campagna per la descrizione e il campionamento di depositi superficiali e di forme di erosione. Valutazione dello stato di attività delle forme. Determinazioni morfocronologiche. Determinazioni morfodinamiche. 5) Rilevamento di campagna: Rilevamento geomorfologico in aree di studio campione dell Italia centrale ed eventuale acquisizione dati con strumenti di monitoraggio della superficie topografica. 6) Allestimento di una carta geomorfologica in ambiente GIS: Introduzione all utilizzo del software GIS. Acquisizione di basi topografiche e litologiche e loro georeferenziazione. Digitalizzazione e costruzione di una banca dati geomorfologica sulla base di una legenda precedentemente allestita. Creazione della simbologia. Allestimento di una carta geomorfologica. 7) Applicazioni GIS per l'analisi geospaziale e la realizzazione di carte tematiche di ambito geomorfologico: Introduzione ai metodi di analisi geospaziale. Tecniche di interpolazione di Digital Elevation Models (DEMs). Analisi topografica a partire da DEM e realizzazione di carte tematiche.

2 Saperi pregressi (da corsi degli anni precedenti o dalla carriera scolastica precedente) Conoscenze di base sul modellamento della superficie terrestre in relazione all attività degli agenti endogeni e degli agenti esogeni. Capacità di correlare le principali forme del rilievo con le litologie e le strutture geologiche affioranti. Capacità di lettura e interpretazione delle carte topografiche. Conoscenza dei principi base del rilevamento geomorfologico. Saperi imprescindibili (1) Processi morfogenetici, forme del rilievo e relativi depositi. Stato di attività delle forme del rilievo. La legenda della carta geomorfologia d Italia in scala 1: Principi di base e tecniche del telerilevamento. Tecniche di realizzazione di una carta geomorfologica di base e stesura delle note illustrative. Applicazione di almeno uno strumento di analisi geospaziale. Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità) Obiettivi formativi: Conoscenza degli aspetti della Geomorfologia che hanno un rapporto diretto con l'uso del territorio da parte dell'uomo. Conoscenza dei metodi e degli strumenti della Geomorfologia per una corretta gestione delle principali problematiche territoriali. Conoscenza dei principi fondamentali del rilevamento geomorfologico e dei criteri di rappresentazione cartografica delle forme del rilievo. Capacità di identificare le unità geomorfologiche del territorio attraverso l analisi delle osservazioni di campagna; abilità nel redigere carte tematiche geomorfologiche e carte tematiche di natura geomorfologica. Acquisizione delle competenze necessarie per ricostruire i rapporti tra gli elementi individuati e proporre dei modelli evolutivi. Conoscenza e capacità di utilizzo di software GIS per la realizzazione di banche dati geomorfologiche, la produzione cartografica e l'utilizzo di strumenti di analisi geospaziale. Risultati dell apprendimento: Gli studenti che abbiano superato l esame avranno acquisito le metodologie d indagine geomorfologica per una corretta gestione del territorio. Saranno in grado di interpretare le fotografie aeree e di riconoscere in campagna le forme del rilievo, sia attive che inattive, e di effettuare correlazioni spazio- temporali sull evoluzione geomorfologica del paesaggio fisico. Saranno inoltre in grado di leggere e interpretare carte geomorfologiche a diversa scala e con diversi tipi di legende. Saranno poi in grado di realizzare carte geomorfologiche in ambiente GIS a diversa scala, in funzione della loro finalità, e carte tematiche di ambito geomorfologico derivanti da analisi geospaziali. CONTENUTO (2) (9 CFU) (3,75 CFU) Introduzione; Richiami di Geomorfologia; La cartografia geomorfologica; Il rilevamento geomorfologico; Principi e tecniche di fotointerpretazione; Introduzione all utilizzo del software GIS; Introduzione ai metodi di analisi geospaziale Aula (Lezioni frontali) Valutazione (6) Ore in aula (3) Ore studente a Ore studente casa (4) totali (5) ,75 Prova orale e valutazione degli elaborati cartografici (carta geomorfologica, corredata di note illustrative)

3 (3 CFU) Lettura e interpretazione delle carte geomorfologiche; Analisi fotointerpretativa; Digitalizzazione e costruzione di una banca dati geomorfologica in ambiente GIS; Esercizi sull'applicazione di strumenti di analisi geospaziale in ambiente GIS; Allestimento cartografico degli elaborati (2 CFU) Rilevamento geomorfologico in aree di studio campione dell Italia centrale; Eventuale acquisizione dati con strumenti di monitoraggio della superficie topografica (0,25 CFU) Seminario applicazioni rilevamento geomorfologico sulle del Esercitazioni Laboratorio naturale (escursioni) (3,7) Seminari 2 4,25 6,25 9 TOT Valutazione finale Esame orale con discussione degli elaborati prodotti. Testi consigliati - D OREFICE M., GRACIOTTI R. (2015). Rilevamento geomorfologico e cartografia. Realizzazione Lettura - Interpretazione. Dario Flaccovio Editore, Palermo. - DEMEK J., EMBLETON C., Eds. (1978). Guide to medium geomorphological mapping. IGU Comm. Geomorphological Survey and Mapping. Ed. Scheweizerbart sche Verlagbuchhandlung, Stuttgart. - CASTIGLIONI G.B. (1991). Geomorfologia. UTET, Torino. - SUMMERFIELD M.A. (1991). Global Geomorphology. Longman. - CICCACCI S. (2015). Le forme del rilievo. Atlante illustrato di Geomorfologia. Mondadori Sapienza. - PANIZZA M.(2005). Manuale di Geomorfologia applicata. Franco Angeli, Milano COOKE R. U. & DOORNKAMP J. C. (1990)- Geomorphology in environmental management (second edition). Clarendon Press Oxford. - MATERIALE FORNITO DAL DOCENTE DURANTE IL CORSO. Sitografia NASA. Geomorphology from space. Online: PER IL SOFTWARE GIS:

4 DOCUMENTAZIONE QGIS: Note (1) Saperi minimali per il superamento dell'esame. (2) Indicare il numero di CFU dell insegnamento, considerando che 1 CFU = 25 ore di impegno globali da parte dello studente. (3) 1 CFU corrisponde a 8 ore di didattica frontale, oppure a 12 CFU di esercitazioni e laboratorio, oppure a 2 giornate di escursione sul campo, equivalenti a 25 ore (che possono essere ripartite in modo diverso tra lavoro sul terreno e lavoro a casa). (4) Il valore, espresso in ore, deve essere il complemento a 25 per i CFU di ogni tipologia del contenuto. (5) Le ore totali devono essere uguali a 25 per i CFU di ogni tipologia del contenuto. (6) Indicare se è prevista solo una prova orale o prova orale più prova pratica o altre modalità di esame (test attitudinale, valutazione progetto, valutazione tirocinio, prova pratica). (7) Solo in questo caso la voce "Ore in aula" corrisponde a "Ore di escursione". (8) Cognome autore/i, titolo libro, anno, casa editrice

5 MASTER IN ENGINEERING GEOLOGY Geomorphological Survey and GIS Applications A.Y. 2015/2016 Teacher: Dr. MARTA DELLA SETA, Department of Earth Sciences, 1st floor, room n Tel , Target Students: 1st year 2nd semester Unit level: avanced Pre-requisites: Good knowledge of Geomorphology and base principles of geological survey. Credits (CFU): 9 Teaching modality: traditional Attendance: optional (but warmly suggested) Description of the contents 1) Introduction: Geomorphology in land management. Risk and Impact. Geomorphological hazard and risk. 2) Recalls of Geomorphology: Geomorphic processes and landforms. Active and inactive landforms. Quaternary climatic changes and related relict landforms. 3) Geomorphological mapping: Geomorphological mapping. Scale of mapping. Large, medium and small scale geomorphological maps. Geomorphological cross sections. Geomorphological legends. The legend of the Geomorphological map of Italy at the scale of 1:50,000. Legends for detailed geomorphological maps (>1:10,000 ). 4) Geomorphological field survey: The use of topographic maps for the field survey. The use of remote sensing in geomorphological mapping. Basic principles of remote sensing. Stereoscopic aerial photographs and their characteristic. Criteria and analysis techniques in remotely sensed images interpretation (aerial photographs and satellite images). Identification and interpretation of landforms and deposits due to different morphogenetic agents using aerial photographs. Criteria for defining the state of activity and for determining the chronology of landscape features. Engineering geological survey as base for geomorphological survey and mapping. Field survey of landforms. Field survey of surface deposits. Evaluation of the activity of landforms. 5) Field survey: Geomorphological survey in Central Italy and eventual data acquisition with monitoring instruments. 6) Creation of a geomorphological map in GIS environment: Introduction to the use of GIS softwares. Georeferencing of topographic maps. Digitizing and geomorphological database construction. Symbol creation. Map layout. 7) Application of GIS tools for geospatial analyses and thematic mapping: Introduction to methods for geospatial analysis. Interpolation techniques and creation of Digital Elevation Models (DEMs). Terrain analysis from DEMs and thematic mapping. Previous knowledge (from past courses or from the educational career) Basic knowledge of Earth surface processes and landforms. Ability to correlate landforms and lithostructures. Ability to read and interpret topographic maps. Basic principles of geological survey.

6 Unavoidable knowledge Morphogenetic processes and corresponding landforms and associated deposits. State of activity of landforms. Knowledge of the Italian official legend for geomorphological survey and mapping at the scale of 1: Basic knowledge of principles and techniques of aerial photo intepretation. Ability to realize a base geomorphological map with associated report. Application of at least one tool for geospatial analysis. Developing competences and learning outcomes Educational goals: Knowledge of the basic principles of geomorphological survey and mapping. Landforms mapping. Ability in recognizing geomorphological units in the field. Abilty to draw thematic and geomorphological maps. Acquisition of competences for reconstructing the relationships between different landforms and for proposing evolutionary landscape models. Knowledge and ability in using GIS softwares for constructing geodatabases, for geomorphological and thematic mapping and for application of tools for geospatial analysis. Learning ouctomes: Concerning knowledge and understanding, successful students will be able to: 1. know the basic principles of geomorphological survey and mapping; 2. recognize the landforms and the geomorphological units in the field; 3. geomorphological at different scales in GIS environment; 4. realize thematic maps from the application of geospatial analysis tools; 5. recognize the relationships between different landforms; 6. propose landscape evolution models.. CONTENT (9 CFU) (3.75 CFU) Introduction; Recalls of Geomorphology; Geomorphological mapping; Geomorphological field survey; Principles and techniques of aerial photo interpretation; Introduction to GIS softwares; Introduction to methods for geospatial analysis (3 CFU) Reading and interpreting geomorphological maps; Aerial photo interpretation; Digitizing and creation of geomorphological GIS database; Exercises with tools for geospatial analysis; Mapping and layout (2 CFU) Geomorphological survey in Central Italy; Eventual data acquisition with monitoring instruments. (0,25 CFU) Applications geomorphological survey of Classroom hours Home work Hours total Evaluation Frontal lessons ,75 Oral exam and evaluation of cartographic products (geomorphological map, with report) Practice Natural laboratory (Field work) Seminars 2 4,25 6,25 9 TOT

7 Final evaluation Oral exam with discussion of the cartographic products Texts - D OREFICE M., GRACIOTTI R. (2015). Rilevamento geomorfologico e cartografia. Realizzazione Lettura - Interpretazione. Dario Flaccovio Editore, Palermo. - DEMEK J., EMBLETON C., Eds. (1978). Guide to medium geomorphological mapping. IGU Comm. Geomorphological Survey and Mapping. Ed. Scheweizerbart sche Verlagbuchhandlung, Stuttgart. - CASTIGLIONI G.B. (1991). Geomorfologia. UTET, Torino. - SUMMERFIELD M.A. (1991). Global Geomorphology. Longman. - CICCACCI S. (2015). Le forme del rilievo. Atlante illustrato di Geomorfologia. Mondadori Sapienza. - PANIZZA M.(2005). Manuale di Geomorfologia applicata. Franco Angeli, Milano COOKE R. U. & DOORNKAMP J. C. (1990)- Geomorphology in environmental management (second edition). Clarendon Press Oxford. - MATERIAL SUPPLIED BY THE TEACHER. Sitography NASA. Geomorphology from space. Online: SOFTWARE GIS: DOCUMENTATION QGIS: