Valutazione dell'impatto di un'eruzione vulcanica sulla rete stradale tramite telerilevamento

Abstract

Le eruzioni vulcaniche sono tra le catastrofi naturali più distruttive, causando danni ingenti a infrastrutture, ecosistemi e comunità. La valutazione tempestiva degli effetti delle eruzioni vulcaniche sui corridoi di trasporto essenziali è essenziale per un'efficace mitigazione e ripresa dai disastri. Questo studio analizza il ruolo delle tecnologie di telerilevamento nella valutazione degli effetti dell'eruzione vulcanica del 2024 sulla rete stradale di Grindavík, in Islanda. L'obiettivo principale è stabilire un quadro per l'osservazione e la mappatura delle aree colpite dall'attività vulcanica utilizzando immagini satellitari e tecniche di rilevamento dei cambiamenti utilizzate in Google Earth Engine (GEE). Il sito di ricerca Grindavík è stato selezionato per la sua relativa vicinanza a regioni vulcaniche attive, che frequentemente interrompono le infrastrutture locali. Per l'analisi, sono state utilizzate le immagini radar ad apertura sintetica (SAR) del Sentinel-1 per stimare la deformazione superficiale pre e post eruzione. La differenziazione delle immagini è stata impiegata come metodo di rilevamento dei cambiamenti per quantificare le deformazioni superficiali, ovvero colate laviche, ricaduta di cenere e abbassamento del terreno. Le mappe dei cambiamenti risultanti sono state sovrapposte ai dati attuali della rete stradale per OpenStreetMap (OSM) per valutare l'impatto sulle principali vie di trasporto, inclusa la Route 43 tra Grindavík e altre località chiave. L'analisi della rete utilizzando l'algoritmo di Dijkstra è stata utilizzata per calcolare percorsi alternativi e valutare l'impatto sull'accesso. I risultati mostrano un'ampia interruzione della rete stradale, poiché le strade principali sono ostruite o rovinate da colate laviche e cenere. L'impatto sulla Route 43 ha contribuito a un aumento di 15 chilometri della distanza di percorrenza, evidenziando le sfide affrontate sia dai residenti che dalle squadre di emergenza. Le mappe dei cambiamenti gene

Volcanic eruptions are among the most destructive natural catastrophes, causing widespread damage to infrastructure, ecosystems, and communities. On-time assessment of the effects of volcanic eruptions on essential transport corridors is essential for effective disaster mitigation and recovery. This study analyzes the role of remote sensing technologies in assessing the effects of the 2024 volcanic eruption on the road network of Grindavík in Iceland. The primary objective is to establish a framework for observing and charting volcanic activity-affected areas using satellite images and change detection techniques utilized within Google Earth Engine (GEE). Research location Grindavík was selected due to its comparative proximity to active volcanic regions, which frequently disrupt local infrastructure. For the analysis, Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery was utilized to estimate pre- and post-eruption surface deformation. Image differencing was employed as the change detection method to quantify surface deformations, i.e., lava flows, ash fall, and ground subsidence. The resulting change maps were overlaid onto the current road network data for OpenStreetMap (OSM) to assess the impact on key transportation routes, including Route 43 between Grindavík and other key locations. Network analysis using Dijkstra's algorithm was used to calculate alternative routes and assess the impact on access. The findings show widespread disruption to the road network, as main roads are obstructed or ruined by lava flows and ash. The impact on Route 43 contributed an additional 15 kilometers of longer travel distance, showing the challenges faced by residents and emergency crews alike. The generated change maps were validated against reference data sets from the Icelandic Meteorological Office, showing excellent accuracy for highlighting areas affected. The study demonstrates the capability of utilizing web-based tools like GEE and remote sensing data for rapid and effic