Tesi etd-06122022-102501 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
FRANCO, GIULIA
URN
etd-06122022-102501
Titolo
Caratterizzazione della copertura vegetale in aree proglaciali attraverso immagini multispettrali: il caso di studio della Val Venezia (Val de La Mare, Ortles-Cevedale)
Dipartimento
SCIENZE DELLA TERRA
Corso di studi
SCIENZE AMBIENTALI
Relatori
relatore Prof.ssa Salvatore, Maria Cristina
correlatore Dott.ssa Salvatori, Rosamaria
correlatore Dott.ssa Salvatori, Rosamaria
Parole chiave
- aree proglaciali
- indice NDVI
- NDVI index
- primay plant succession
- proglacial areas
- successione vegetale primaria
- val de La Mare
Data inizio appello
15/07/2022
Consultabilità
Tesi non consultabile
Riassunto
In un contesto ambientale di cospicuo ritiro dei ghiacciai nelle aree di montagna, e in particolar modo nelle Alpi, con conseguente esposizione di nuovo terreno sia nelle zone del bacino di accumulo sia in quelle più propriamente di ablazione, con impatti rilevanti sia sulle componenti abiotiche che su quelle biotiche, il corrente progetto di tesi ha lo scopo di caratterizzare lo sviluppo della componente vegetale di un’area proglaciale, tramite l’applicazione di tecniche d’indagine indirette basate sull’impiego di immagini satellitari multispettrali, integrate da rilievi di terreno.
Le aree proglaciali sono dei laboratori naturali nei quali è possibile osservare lo sviluppo iniziale della vegetazione, ovvero osservare l’evoluzione di una successione vegetale primaria. L’area proglaciale indagata è quella della val Venezia, settore settentrionale della val de La Mare (Ortles – Cevedale), originatasi a seguito delle dinamiche di avanzamento e ritiro del ghiacciaio de La Mare dalla sua massima espansione olocenica a oggi. Dal momento che il periodo di esposizione è direttamente correlato all’entità di arretramento e riduzione di volume del ghiacciaio, al quale si aggiunge l’influenza degli agenti geomorfici e delle interazioni biotiche, nello studio dei processi di colonizzazione delle aree proglaciali viene normalmente applicato un approccio spazio – tempo di cronosequenza.
A partire da un set multitemporale di immagini satellitari Landsat, appartenenti all’intervallo temporale 1984 – 2020, accuratamente selezionate in funzione della percentuale di copertura nuvolosa e della data di rilievo, e organizzate in diversi dataset in funzione di quest’ultima in modo tale da considerare la variabilità stagionale del dato raccolto, è stato indagato e quantificato lo sviluppo della componente vegetale nell’area di interesse tramite calcolo e interpretazione dell’indice di vegetazione NDVI (Normalized Differential Vegetation Index).
Le variazioni dell’indice sono state indagate sia in sequenza cronologica, vedendo come la copertura vegetale, espressa nei termini di densità e vigoria tramite NDVI, si sia sviluppata nel corso del periodo temporale considerato, sia in sequenza spaziale, mettendo a confronto le entità di variazione dei diversi siti di campionamento.
All’indice NDVI sono stati associati sia dati di letteratura relativi al ritiro del ghiacciaio de La Mare, allo scopo di attribuire dei vincoli cronologici ai valori NDVI, sia l’indice di neve NDSI (Normalized Differential Snow Index), con lo scopo di discriminare e quantificare l’influenza della copertura nevosa stagionale al suolo dalle variazioni NDVI, in funzione del periodo di esposizione.
I due indici sono stati calcolati campionando le distinte immagini satellitari in corrispondenza di alcuni siti di campionamento in aree stabili, considerando aree pari a 4 pixel, previo controllo e aggiustamento delle immagini stesse. In aggiunta a tali siti in aree stabili sono stati tracciati dei transetti longitudinali e trasversali alla valle con progressiva di 40m.
I risultati ottenuti evidenziano un progressivo incremento dell’indice NDVI nel tempo, ma anche una forte variabilità sia stagionale che spaziale, in funzione dell’ubicazione dei siti di campionamento, quantificata e descritta in questo elaborato.
La possibilità di indagare le proprietà della componente vegetale nell’area di studio (stratificazione e specie dominanti), grazie all’esistenza di una collaborazione pluriennale tra i ricercatori del DST dell’Università di Pisa e quelli del DISAT dell’Università di Milano Bicocca, ha permesso, inoltre, di descrivere le corrispondenze tra i dati satellitari e quelli di terreno. Durante l’attività di terreno, svoltasi a luglio 2021, sono stati campionati tre plot di 4 m2 (2m x 2m) per ogni sito di campionamento in aree stabili considerato nell’analisi multitemporale, e i dati così raccolti sono stati associati ai valori NDVI e alle firme spettrali estrapolati a partire da un’immagine satellitare Sentinel-2, di data prossima al periodo dell’attività di terreno. I valori NDSI calcolati e le osservazioni sul campo, indicano presenza di copertura nevosa al suolo non significativa nell’area di studio per luglio 2021 e assenza della stessa nei plot campionati; di conseguenza, il set di informazioni così raccolto per ogni sito è stato analizzato al fine di individuare dei pattern ricorrenti, in specifici intervalli di valori NDVI, tra le firme spettrali e le percentuali di stratificazione della componente vegetale. È stata riconosciuta, per le associazioni vegetali in val Venezia, una variazione degli andamenti delle firme spettrali in funzione dell’indice NDVI e dei corrispondenti valori a terra; quindi in funzione della stratificazione delle associazioni vegetali osservate: del rapporto tra la componente arbustiva ed erbacea, della presenza delle componenti lichenica e muscinale, e della percentuale di terreno non vegetato.
Le aree proglaciali sono dei laboratori naturali nei quali è possibile osservare lo sviluppo iniziale della vegetazione, ovvero osservare l’evoluzione di una successione vegetale primaria. L’area proglaciale indagata è quella della val Venezia, settore settentrionale della val de La Mare (Ortles – Cevedale), originatasi a seguito delle dinamiche di avanzamento e ritiro del ghiacciaio de La Mare dalla sua massima espansione olocenica a oggi. Dal momento che il periodo di esposizione è direttamente correlato all’entità di arretramento e riduzione di volume del ghiacciaio, al quale si aggiunge l’influenza degli agenti geomorfici e delle interazioni biotiche, nello studio dei processi di colonizzazione delle aree proglaciali viene normalmente applicato un approccio spazio – tempo di cronosequenza.
A partire da un set multitemporale di immagini satellitari Landsat, appartenenti all’intervallo temporale 1984 – 2020, accuratamente selezionate in funzione della percentuale di copertura nuvolosa e della data di rilievo, e organizzate in diversi dataset in funzione di quest’ultima in modo tale da considerare la variabilità stagionale del dato raccolto, è stato indagato e quantificato lo sviluppo della componente vegetale nell’area di interesse tramite calcolo e interpretazione dell’indice di vegetazione NDVI (Normalized Differential Vegetation Index).
Le variazioni dell’indice sono state indagate sia in sequenza cronologica, vedendo come la copertura vegetale, espressa nei termini di densità e vigoria tramite NDVI, si sia sviluppata nel corso del periodo temporale considerato, sia in sequenza spaziale, mettendo a confronto le entità di variazione dei diversi siti di campionamento.
All’indice NDVI sono stati associati sia dati di letteratura relativi al ritiro del ghiacciaio de La Mare, allo scopo di attribuire dei vincoli cronologici ai valori NDVI, sia l’indice di neve NDSI (Normalized Differential Snow Index), con lo scopo di discriminare e quantificare l’influenza della copertura nevosa stagionale al suolo dalle variazioni NDVI, in funzione del periodo di esposizione.
I due indici sono stati calcolati campionando le distinte immagini satellitari in corrispondenza di alcuni siti di campionamento in aree stabili, considerando aree pari a 4 pixel, previo controllo e aggiustamento delle immagini stesse. In aggiunta a tali siti in aree stabili sono stati tracciati dei transetti longitudinali e trasversali alla valle con progressiva di 40m.
I risultati ottenuti evidenziano un progressivo incremento dell’indice NDVI nel tempo, ma anche una forte variabilità sia stagionale che spaziale, in funzione dell’ubicazione dei siti di campionamento, quantificata e descritta in questo elaborato.
La possibilità di indagare le proprietà della componente vegetale nell’area di studio (stratificazione e specie dominanti), grazie all’esistenza di una collaborazione pluriennale tra i ricercatori del DST dell’Università di Pisa e quelli del DISAT dell’Università di Milano Bicocca, ha permesso, inoltre, di descrivere le corrispondenze tra i dati satellitari e quelli di terreno. Durante l’attività di terreno, svoltasi a luglio 2021, sono stati campionati tre plot di 4 m2 (2m x 2m) per ogni sito di campionamento in aree stabili considerato nell’analisi multitemporale, e i dati così raccolti sono stati associati ai valori NDVI e alle firme spettrali estrapolati a partire da un’immagine satellitare Sentinel-2, di data prossima al periodo dell’attività di terreno. I valori NDSI calcolati e le osservazioni sul campo, indicano presenza di copertura nevosa al suolo non significativa nell’area di studio per luglio 2021 e assenza della stessa nei plot campionati; di conseguenza, il set di informazioni così raccolto per ogni sito è stato analizzato al fine di individuare dei pattern ricorrenti, in specifici intervalli di valori NDVI, tra le firme spettrali e le percentuali di stratificazione della componente vegetale. È stata riconosciuta, per le associazioni vegetali in val Venezia, una variazione degli andamenti delle firme spettrali in funzione dell’indice NDVI e dei corrispondenti valori a terra; quindi in funzione della stratificazione delle associazioni vegetali osservate: del rapporto tra la componente arbustiva ed erbacea, della presenza delle componenti lichenica e muscinale, e della percentuale di terreno non vegetato.
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