Cartografia digitale INFO-DAY - EMODnet - GEOLOGY 2 WorkPackage 6: Geological events and probabilities - ISPRA
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INFO-DAY
EMODnet - GEOLOGY 2
WorkPackage 6: Geological events and probabilities
Cartografia digitale
Loredana Battaglini
Workpackage 6 – Geological events and probability Geological events and probability costituisce il Workpackage 6 (WP6) di EMODnet-Geology2. •Coordinamento: Servizio Geologico d’Italia. •Scopo: identificare e mappare gli eventi geologici significativi che si verificano nelle aree marine europee. •Eventi Geologici: frane sottomarine, terremoti, centri vulcanici, tettonica, tsunami ed emissioni fluide di origine non vulcanica. •Fonti di dati: tutti i dati preesistenti in bibliografia che includono anche cartografia, database, progetti nazionali ed europei. •Obiettivo finale: elaborazione e produzione di cartografia digitale distribuita come servizi WMS sul Portale di EMODnet Geology.
Fasi di lavoro del WP6 La realizzazione della cartografia digitale del WP6, dalla progettazione allo sviluppo dei prodotti finali, si è articolata in diverse fasi: 1. allestimento delle Linee Guida e predisposizione delle Table of Content con le specifiche tecniche per la fornitura dei layer GIS; 2. raccolta sistematica dei dati di base, visualizzazione ed individuazione delle eventuali aree senza dati ; 3. generalizzazione. Le mappe sono generalizzate in una scala di destinazione 1: 250.000; 4. armonizzazione dei dati secondo le specifiche; 5. elaborazione dei dati, compilazione e strutturazione degli shapefile in layer a estensione europea; 6. aggiornamento, correzione ed implementazione dei file dopo la revisione da parte dei partner; 7. progettazione ed impostazione di una index map relativa a tutti i layer prodotti per il WP6 per ogni Paese; 8. consegna di una fornitura dati corretta e definitiva al British Geological Survey, che coordina tutto il progetto EMODnet Geology.
Formato dati Nella fase di allestimento delle linee guida sono stati predisposti: • Formato file: i dati devono essere forniti nel formato ESRI shapefile nelle tre feature poligoni, linee e punti oppure nel formato ESRI geodatabase. • Scala: la scala di rappresentazione dei dati deve essere 1: 250.000. Per i poligoni si è stabilito che l'area più piccola che può essere rappresentata deve avere un’estensione di 10mm2 in carta (circa 60 ettari). • Sistema di coordinate: i dati devono essere georiferiti nel sistema WGS-84 in coordinate geografiche (Lat / Lon), che è il sistema di riferimento per tutti i lotti di EMODnet. • Linea di costa: per il WP6 si deve utilizzare la linea di costa fornita dall'Agenzia Europea per l‘Ambiente (scala 1: 100.000, ultima versione modificata a febbraio 2015 per le coste della Russia) adottata da molti workpackage di EMODnet-Geology, nonostante le imprecisioni. I dati del WP6 sono stati adattati a questa linea di costa.
Table of content Gli elementi che caratterizzano ogni evento geologico sono stati analizzati in modo da definire classi di attributi, che sono stati poi organizzati in tabelle di database le Table of Content (TOC); forniscono tutte le indicazioni necessarie per la strutturazione e compilazione di file (shapefile o geotabase) con distinta geometria (punti, linee e poligoni) deputata a rappresentare i diversi fenomeni, in modo da includere ogni tipo di occorrenza. Gli attributi sono specifici per ogni evento geologico e per uno stesso possono essere diversi a seconda della feature geometrica che lo rappresenta. Le tabelle della TOC sono state costantemente implementate ed aggiornate grazie al confronto e al contributo del gruppo di lavoro e dei Partner europei.
Tables of content….continua Le tabelle sono costituite da 7 colonne contenenti le informazioni di base necessarie per organizzare gli shapefile. La prima colonna descrive gli attributi di uno specifico shapefile, le successive spiegano come devono essere costruiti e compilati gli item : 1. Feature: cataloga i campi che si devono inserire per tipologia di evento e geometria 2. Status: stabilisce quali sono i campi che devono essere compilati obbligatoriamente 3. Format: identifica il formato (numerico, testo, ecc) in cui le informazioni devo essere archiviate 4. Definition: a seconda della tipologia di dati definisce un dominio o un singolo codice, un intervallo di valori, un tipo di unità di misura 5. Description: quando necessario fornisce una descrizione del campo e le informazioni per compilarlo 6. Reference: quando necessario, fornisce chiarimenti in merito ai riferimenti bibliografici utilizzati per determinare gli attributi della tabella e per la compilazione il campo “References” 7. Remarks: contiene ulteriori precisazioni e commenti utili all’elaborazione delle tabelle.
REFERENCES e COMMENT • References: in questo campo si archiviano i riferimenti bibliografici che permettono di identificare facilmente l'origine e l’attendibilità dei dati raccolti. Quando le informazioni superano i 200 caratteri (stabiliti per questo campo), possono essere salvate in un file separato (docx, pdf ecc.) e denominato tramite il codice identificativo univoco della feature geometrica a cui si riferisce (ad esempio Sls_pol_IS00001.docx) e a cui si accederà, tramite un collegamento ipertestuale (hyperlink) al campo References, anche dal map-viewer del Portale. • Comment: è il campo della tabella in cui è possibile inserire tutte le ulteriori informazioni che si ritengono irrinunciabili ovvero tutti quei dati che non possono essere inseriti nei campi predisposti e che migliorano la comprensione dell’evento geologico.
EMODnet layer Per rappresentare ogni occorrenza del WP6 sono stati progettati 13 GIS layer: • frane • i centri vulcanici 3 shapefile (punti, linee, poligoni) • le emissioni fluide • tettonica 1 shapefile di linee • tsunami 2 shapefile di punti • terremoti 1 shapefile di punti L’uso di diverse primitive geometriche è legato sia alle caratteristiche dei dati vettoriali da rappresentare che alla scala. Ad esempio, alla scala 1: 250.000, una superficie di frana più grande di 60 ettari (circa 10 mm2 in carta) deve essere rappresentata da un poligono; una frana di estensione inferiore a 60 ettari viene simbolizzata da un punto.
Terremoti La tabella dei terremoti e il relativo shapefile sono stati progettati sulla base dei parametri e degli attributi che li caratterizzano, tuttavia non sono stati prodotti file in questa fase di EMODnet, perché si è deciso di fare affidamento sul database e i web- services dell’EMSC (European-Mediterranean Seismological Centre). I format sono stati comunque inseriti nei report finali inviati alla Commissione Europea e verranno considerati come riferimento per l'elaborazione di futuri database. Ciò nonostante, alcuni partner hanno compilato questa tabella perché i dati in loro possesso sono molto più consistenti di quelli pubblicati sul sito dell’EMSC. Questa differenza non dipende solo dall'intervallo di tempo considerato da EMSC (che pubblica a partire dal 1998) ma anche dal fatto che eventi considerati rilevanti per un dato Paese non sono stati registrati nel catalogo Europeo. Nell’ambito del WP6 i terremoti rappresentano una questione aperta, che dovrebbe essere ripresa nella successiva terza fase di EMODnet-Geology per definire ulteriori integrazioni e modifiche e dare una migliore rappresentazione di questi eventi.
Tabella per Terremoti (geometria puntuale)
Frane sottomarine Sono state elaborate due tabelle, una per le feature puntuali e poligonali, l’altra per le lineari. Le frane poligonali e puntuali sono descritte dagli stessi attributi, le geometrie diverse sono dovute esclusivamente al grado di risoluzione cartografica. La tabella degli elementi lineari che si riferisce agli orli di scarpata di frana ha una struttura diversa. I campi obbligatori sono: Codice Identificativo Unico e References per tutte le tabelle. Gli identificativi, denominati Sls_pt , Sls_pol e Sls _lin rispettivamente per le frane puntuali, poligonali e lineari devono essere composti da: due lettere relative al codice del paese, che corrisponde al codice ISO3166, ad esempio "IT ", più un numero progressivo che identifica ogni entità vettoriale ad esempio "IT00001", "IT00002", "IT00003", etc. Le diverse tipologie di frana sono state codificate nel campo Type utilizzando principalmente la classificazione Varnes (1978) e sono state poi integrate sulla base delle esigenze dei partner, cercando di attenersi il più possibile agli standard INSPIRE. I campi Litology e Type sono separati e dato che l'informazione su alcuni tipi di frana si ottiene dalla loro combinazione (ad esempio Litology = debris, Type = flow), si è stabilito che quando Type = flow è obbligatorio compilare entrambi i campi.
Tabella per le Frane (geometria puntuale e poligonale)
Tabella per le frane (geometria lineare) La tabella oltre ai campi obbligatori, contiene due campi numerici specifici che si riferiscono alla lunghezza della scarpata principale e all’altezza della superficie di rottura come meglio descritto nella colonna Description relativamente a Scarp_length e Scarp_heigth.
CENTRI VULCANICI In questo caso è stata elaborata una tabella valida per le feature puntuali, lineari e poligonali poiché si possono descrivere con le stesse classi di attributi. Le diverse geometrie sono dovute alla scala che determina, in base al grado di risoluzione, quale sia l’elemento più piccolo rappresentabile oltre il quale si fa ricorso a rappresentazioni simboliche. Nel caso dei vulcani lineari per la definizione della geometria viene considerata anche la morfologia. Campi obbligatori : Identificativo e References. Il campo Last eruption, proposto inizialmente, è stato in seguito modificato in Activity _age per indicare il range temporale di attività fino all'ultima eruzione, è un campo testo che deve essere compilato con la data o l’unità geocronologica. Activity _type: è definito da un dominio codificato con termini relativi al tipo di attività vulcanica. Morphological_type: è definito da un dominio codificato con i termini relativi alla morfologia vulcanica. Chemical composition: riporta la composizione chimica delle rocce secondo la TAS (Total Alkali Silica), nel caso questa non possa essere adeguatamente applicata allora può essere compilato con la serie magmatica. Volcanic_district/system: deve essere compilato con il nome noto in letteratura del Distretto vulcanico, il campo comprende anche il Sistema vulcanico, aggiunto in un secondo tempo su richiesta di alcuni partner.
Tabella per VULCANI (geometria puntuale, lineare, poligonale)
TETTONICA La tabella è stata predisposta per feature lineari. Inizialmente doveva comprendere ogni elemento tettonico presente nelle aree marine europee. Include gli stessi campi obbligatori Identificativo e References. Nel tempo ha subito delle modifiche ed integrazioni, come l’aggiunta del campo Age per archiviare l’età della faglia. Inoltre è stato necessario aggiornare i valori codificati dei campi Activity e Outcropping con “nd” not determined, in caso di informazioni carenti. Non poche questioni sono state sollevate per il campo Activity riguardo la definizione di active fault, infine è stato deciso di catalogare come faglie attive quelle che hanno documentato l'attività negli ultimi 2.58 Ma (Quaternario). Durante la fase conclusiva del WP6 si è stabilito che il layer della tettonica dovesse comprendere solo le faglie attive nel Quaternario. Nel caso in cui ulteriori informazioni riguardanti il periodo di attività e/o attività sismogenetica di una faglia siano disponibili, possono essere specificate nel campo Comment.
Tabella per la Tettonica (geometria lineare)
Tsunami Sono state elaborate due tabelle di feature puntuali, una per gli eventi sorgenti di tsunami e l’altra per le coste affette da tsunami. La prima tabella riguarda l’ubicazione della posizione dell’evento sorgente che ha generato lo tsunami stesso e i parametri relativi sia a una stima dell’entità del fenomeno che alle cause che lo hanno generato (source parameters). La tabella contiene relazioni di collegamento con gli altri layer in quanto sono stati introdotti dei campi chiave che devono essere compilati con gli identificativi delle singole occorrenze degli eventi geologici del WP6 che hanno generato tsunami. Inoltre sono presenti campi come Type , Cause, Intensity, con domini codificati che devono essere rigorosamente utilizzati nella compilazione quando sono disponibili i dati corrispondenti. Per rappresentare una zona colpita dallo tsunami quando non è nota la posizione della sorgente, si è pensato dapprima di utilizzare un layer a geometria lineare dove ogni linea doveva indicare l'estensione della costa colpita dallo tsunami e dei relativi depositi, ma dopo vari confronti con i partner di EMODnet , si è deciso di compilare un layer puntuale con i punti ubicati nella zona più rappresentativa della costa colpita dallo tsunami. La seconda tabella ha dei campi in comune con la prima , mancano invece quelli relativi ai source parameters.
Tabella per Tsunami (geometria puntuale)
Tabella per Tsunami affected coast (geometria puntuale)
Mud volcanoes and emissioni fluide di origine non vulcanica Anche in questo caso è stata elaborata una tabella valida per le feature puntuali, lineari e poligonali dato che hanno le stesse classi di attributi. Questo layer è stato progettato per ultimo in seguito a vari confronti con i partner europei. Dalla constatazione che i dati relativi alle emissioni di fluidi di origine non vulcanica (ad esempio vulcani di fango, pockmarks) non potevano essere inserite nei layer vulcanici alla voce Fluid_emissions per evitare confusione con feature connesse all'attività vulcanica, si è deciso di rappresentarli come eventi a parte in un layer dedicato. Da notare i campi: Region - area di distribuzione delle emissioni, provincie d’emissione, regione d’azione Morphological_type - nel dominio ci sono alcuni termini in comune con i vulcani Composition - litologia per i mud volcanoes, composizione chimica e temperatura per le emissioni fluide.
Tabella per Mud volcanoes e fluid emission (geometria puntuale, lineare, poligonale)
Raccolta dati I dati pervenuti inizialmente, in molti casi, non erano conformi alle specifiche tecniche. Gli errori più comuni riscontrati: • Sistema di coordinate diverso da quello stabilito • Identificativo del layer compilato non attenendosi alle regole per questo campo • Nomi e tipo di item diversi da quelli specificati nella TOC • Campi compilati con dati non richiesti e non attinenti, viceversa campi mancanti • Utilizzo di codifiche non contemplate nei domini • In alcuni casi sono stati compilati solo i campi obbligatori: Identificativo e References • Tabelle di database di progetti nazionali o europei, non rielaborate secondo le specifiche del WP6, spesso in lingua originale….incomprensibili anche per il traduttore di Google!!
Raccolta dati Gli errori più comuni riscontrati: • Sistema di coordinate diverso da quello stabilito • Identificativo del layer compilato non attenendosi alle regole per questo campo • Nomi e tipo di item diversi da quelli specificati nella TOC • Campi compilati con dati non richiesti e non attinenti, viceversa campi mancanti • Utilizzo di codifiche non contemplate nei domini • In alcuni casi sono stati compilati solo i campi obbligatori: Identificativo e References • Tabelle di database di progetti nazionali o europei, non rielaborate secondo le specifiche del WP6, spesso in lingua originale….incomprensibili anche per il traduttore di Google!!
FRANE Shapefile di poligoni: l’attribute table presenta i campi “Scarp lenght” e “Scarp height”, invece devono essere inclusi nella tabella del layer a geometria lineare relativo agli orli di scarpata di frana.
FRANE Nel campo TYPE sono presenti le occorrenze: No object detected at data resolution, No object mapped, GIS mapping not proceeded, No occurrence, non ammessi nel dominio e quindi eliminate; Infered distribution of surface sand or erosion (diventerà Area di instabilità gravitativa), Landslide deposits e Landslide scar (sarà TYPE = Landslide e verranno specificati in Comment deposits e scar).
TETTONICA Il campo TYPE presenta alcune voci non ammesse nel dominio di questo campo ad es.: deep fault, deep shift, disjoining, jump-up, jump-up overlap fault, overthrust reverse fault, in questo caso non sono state aggiunte ma allineate alle codifiche presenti.
CENTRI VULCANICI Shapefile di linee: il Morphological_type non è stato compilato per cui queste linee non possono essere codificate, anche se sembrano delimitare la base dei vulcani descritti nel campo Name. Questo è il caso in cui sono state erroneamente utilizzate primitive geometriche lineari al posto di quelle poligonali per cartografare edifici vulcanici che hanno un estensione importante. Il layer è stato riorganizzato con feature poligonali secondo le specifiche tecniche della TOC.
FRANE
Per quanto riguarda le feature poligonali che sono ubicate lungo la linea di costa, avendo deciso, in un
secondo momento, di aggiungere la porzione emersa per dare una rappresentazione completa
dell’evento geologico mappato, si è dovuto procedere alla digitalizzazione delle aree mancanti.
Frana di Ancona
F.CARG 282 AnconaFRANE
Per quanto riguarda le feature poligonali che sono ubicate lungo la linea di costa, avendo deciso, in un
secondo momento, di aggiungere la porzione emersa per dare una rappresentazione completa
dell’evento geologico mappato, si è dovuto procedere alla digitalizzazione delle aree mancanti.
Frana di Scopello. F:CARG 593
Castellammare del GolfoTOPOLOGIA Alcuni layer relativi alle frane e ai centri vulcanici poligonali presentavano problemi di carattere topologico. La mancanza di regole topologiche ha spesso creato problemi nella opera di omogenizzazione dei dati dei singoli paesi perché oltre all’armonizzazione dei dati tabellari si è dovuto procedere al una revisione di tipo spaziale e correzione delle primitive geometriche, che tuttavia non sempre si è conclusa positivamente.
CENTRI VULCANICI Tabella dei poligoni: nel campo Comment sono riportate le età senza specificare se riferite all’attività o alla formazione del vulcano mentre Last_eruption non è compilato. Nella successiva revisione le informazioni sono state correttamente inserite nel campo Activity_age che ha sostituito Last_eruption. Da notare i poligoni dei vulcani non sono stati ritagliati lungo la linea di costa delle isole ma continuano nella parte a terra.
TETTONICA Altro esempio per il layer relativo alla Tettonica, i campi Activity e Outcropping sono compilati parzialmente. Il campo Type è codificato con blind fault e in Comment viene specificato Blind Thrust che non è previsto nel dominio del campo Type.
TETTONICA In questo caso invece i nuovi termini utilizzati nel campo Type della tabella sono stati integrati nel dominio, come ad es. sinistral strike-slip fault, dextral strike-slip fault, left normal fault, left reverse fault, right normal fault, right reverse fault, wrench fault, scissor fault (Inspire compliant).
TSUNAMI Affected Coast Inserire immagini cipro Gli tsunami “affected coast” costituiscono un livello informativo a geometria puntuale, da utilizzare quando non è conosciuto il punto sorgente ma solo i depositi interessati e si è stabilito che i punti devono essere ubicati nei tratti più rappresentativi della costa investita. In qualche caso invece sono stati rappresentati con feature lineari, recuperando l’ipotesi iniziale poi abbandonata, di cartografare le coste affette tramite segmenti di linee che riprodurrebbero i depositi interessati da tsunami.
Armonizzazione e revisione dei file L’armonizzazione dei dati del WP6 è stato un processo lungo che ha richiesto molto tempo. Sono stati revisionati tutti i termini adottati per la descrizione degli attributi e verificata la loro corrispondenza alle specifiche contenute nella TOC. E’ stato necessario prestare molta attenzione nel controllare le informazioni contenute nei campi codificati affinché corrispondessero esattamente alle entità presenti nei domini. Solo dopo aver allineato i file e le tabelle si è potuto procedere alla compilazione dei layer a estensione europea per ogni feature geometrica di ogni evento geologico. Gli shapefile prodotti sono stati sottoposti a una fase di validazione da parte dei partner a cui è seguita, sulla base delle loro osservazioni, una nuova fase di rettifica ed integrazione dei dati da parte nostra. Prodotti finali corretti sono stati consegnati al BGS per la pubblicazione sul Portale di EMODnet- Geology per la creazione di WMS services che verrano pubblicati e resi disponibili dal portale di EMODnet - Geology al seguente link: www.emodnet-geology.eu
Frane - Portale di EMODnet-Geology
Centri vulcanici - Portale di EMODnet-Geology
Tettonica - Portale di EMODnet-Geology
Tsunami e Tsunami affected coast - Portale EMODnet-Geology
Mud Volcanoes e Fluid Emissions - Portale di EMODnet-Geology
INDEX MAP La Index Map è stata realizzata allo scopo di fornire una stima qualitativa della distribuzione degli eventi geologici, archiviati per il WP6, per ciascun Paese europeo. Tramite questo layer si può facilmente individuare quali sono le aree con i dati, quelle no data e quelle dove non si verificano occorrenze. E’ possibile visualizzare la Index Map per evento geologico a seconda delle informazioni che si vogliono ottenere. La figura sottostante da una visualizzazione della distribuzione delle frane
DATABASE I database sono definiti da insiemi di informazioni (geometria, topologia, attributi) implementati in un GIS mediante uno specifico modello fisico, che si basa su strutture dei dati di tipo relazionale. Nella fase di allestimento delle linee guida e delle tabelle degli attributi, consapevoli della quantità di dati che avremmo dovuto gestire, avevamo pensato, anche se non richiesto, di organizzare un database da mettere a disposizione del Servizio Geologico oltre che del progetto EMODnet-Geology. Tuttavia considerati la mole di dati che si è dovuta processare ed allineare alle specifiche elaborate per il WP6 e il notevole impegno nella lunga fase di armonizzazione dei dati alfanumerici e spaziali, non è stato possibile progettare un modello di database adeguato alla gestione di queste informazioni. Nella terza fase di EMODnet, in cui si prevede un approfondimento dei temi sviluppati con un dettaglio maggiore, si produrrà una serie crescente di informazioni da archiviare, per cui si renderà necessaria la creazione di un database dedicato in grado organizzare e strutturare i dati tabellari, spaziali con tutte le relazioni tra essi intercorrenti.
The end
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