Αξιολόγηση μεθόδων εκτίμησης της επιδεκτικότητας σε εκδήλωση κατολίσθησης με την αξιοποίηση της γεωπληροφορικής

Abstract

The knowledge about the spatial occurrence probability of a natural hazard is particularly useful for its mitigation, and estimation of the potential amount of damages and losses that it may cause. However, the acquisition of this knowledge requires dealing with important issues such as the existence of complex relationships among factors related to the occurrence of such a hazard, the lack of relevant data, and the integration of the dynamic changes taking place in the environment. The modern technological advances in the field of Geosciences allow the simulation of natural hazards. For this reason, by using the capabilities of Geoinformatics-based technologies (such as Geographical Information Systems, Remote Sensing, etc.), the present PhD thesis aims to the figuration of spatial predictions of landslide occurrence. The target predictions were derived from the landslide susceptibility assessment through empirical analyses in Greece. In terms of this assessment, the impact of the change of analysis scale on the performance of selected models was examined. A set of qualitative, quantitative and integrated models was applied in two different analysis scales (regional and more detailed), and by extension, in two areas with different size in Greece (system of catchments in northern Peloponnese, and Selinous river catchment, respectively). Due to the difference in the scale analysis, similar datasets of landslides and causal factors were collected which were characterized by different spatial resolution (with cell size 90 and 20 meters, respectively). The performance of the models was evaluated comparatively through specific validation methods. Furthermore, for each of the two analysis scales, the existence of spatial non-stationarity in the relationships between the landslide occurrence and the analyzed factors was investigated. Finally, the impact expected to have the “optimal” susceptibility result on the socio-economic elements of the study area in the more detailed analysis scale was examined through the landslide vulnerability assessment.

Η γνώση σχετικά με τη χωρική πιθανότητα εκδήλωσης ενός φυσικού κινδύνου είναι ιδιαιτέρως χρήσιμη για τον μετριασμό του, και την εκτίμηση του πλήθους των ενδεχόμενων ζημιών και απωλειών που μπορεί να προκαλέσει. Ωστόσο, η απόκτηση αυτής της γνώσης απαιτεί την αντιμετώπιση σημαντικών ζητημάτων, όπως είναι η ύπαρξη των πολύπλοκων σχέσεων μεταξύ των παραγόντων που σχετίζονται με την εκδήλωση ενός τέτοιου κινδύνου, η έλλειψη σχετικών δεδομένων, και η ενσωμάτωση των δυναμικών αλλαγών που λαμβάνουν χώρα στο περιβάλλον. Οι σύγχρονες τεχνολογικές εξελίξεις στον επιστημονικό κλάδο των Γεωεπιστημών επιτρέπουν την προσομοίωση των φυσικών κινδύνων. Γι’ αυτό το λόγο, αξιοποιώντας τις δυνατότητες των βασισμένων στη Γεωπληροφορική τεχνολογιών (όπως Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών, Τηλεπισκόπηση, κ.ά.), η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στη διαμόρφωση χωρικών προβλέψεων εκδήλωσης κατολισθήσεων. Οι επιδιωκόμενες προβλέψεις προέκυψαν από την εκτίμηση της επιδεκτικότητας σε εκδήλωση κατολίσθησης μέσω εμπειρικών αναλύσεων στον Ελληνικό χώρο. Στα πλαίσια αυτής της εκτίμησης, εξετάστηκε η επίδραση της μεταβολής της κλίμακας ανάλυσης στην απόδοση επιλεγμένων μοντέλων. Ένα σύνολο ποιοτικών, ποσοτικών και ενοποιημένων μοντέλων εφαρμόστηκε σε δύο διαφορετικές κλίμακες ανάλυσης (περιφερειακή και λεπτομερέστερη), και κατ’ επέκταση, σε δύο διαφορετικού μεγέθους περιοχές του Ελληνικού χώρου (σύστημα λεκανών απορροής της βόρειας Πελοποννήσου, και λεκάνη απορροής του ποταμού Σελινούντα, αντιστοίχως). Λόγω της διαφοράς της κλίμακας ανάλυσης, παρόμοια σύνολα δεδομένων κατολισθήσεων και αιτιολογικών παραγόντων συλλέχθηκαν τα οποία χαρακτηρίζονταν από διαφορετική χωρική ανάλυση (με μέγεθος ψηφίδας 90 και 20 μέτρα, αντιστοίχως). Η απόδοση των μοντέλων αξιολογήθηκε συγκριτικώς μέσω εξειδικευμένων μεθόδων επικύρωσης. Επιπλέον, για κάθε μια από τις δύο κλίμακες ανάλυσης, διερευνήθηκε η ύπαρξη χωρικής μη-στασιμότητας στις σχέσεις μεταξύ της εκδήλωσης κατολισθήσεων και των αναλυθέντων παραγόντων. Τέλος, η επίδραση που αναμένεται να έχει η επαλήθευση του «βέλτιστου» αποτελέσματος επιδεκτικότητας στα κοινωνικο-οικονομικά στοιχεία της περιοχής μελέτης στη λεπτομερέστερη κλίμακα ανάλυσης, εξετάστηκε μέσω της εκτίμησης της τρωτότητας σε εκδήλωση κατολίσθησης.