Διερεύνηση της επικινδυνότητας και διακινδύνευσης εκδήλωσης βραχοκαταπτώσεων με τη χρήση επίγειου σαρωτή LIDAR. Εφαρμογή στο Κάστρο της Μονεμβασιάς

Περίληψη

Οι βραχοκαταπτώσεις αποτελούν ένα σύνηθες γεωλογικό φαινόμενο, το οποίο μπορεί να αποβεί καταστροφικό όταν λάβει χώρα σε ανθρωπογενές περιβάλλον. Οι συνέπειες της εκδήλωσης μιας βραχοκατάπτωσης μπορούν να είναι άμεσες, όπως η καταστροφή κάποιου κτίσματος, η καταστροφή πολιτιστικής κληρονομίας και κάποιος θάνατος ή έμμεσες, όπως η απώλεια εισοδήματος εργαζομένου που δεν μπορεί να μεταβεί στον χώρο εργασίας του εξαιτίας φραγμένου οδικού δικτύου. Η πόλη της Μονεμβασιάς μαζί με το κάστρο είναι ένας ιστορικός οικισμός στην νοτιοανατολική Πελοπόννησο που έχει πληγεί κατά το παρελθόν από βραχοκαταπτώσεις, καθώς είναι κτισμένη στους πρόποδες απότομου ασβεστολιθικού πρανούς ύψους περίπου 60 μέτρων. Στην παρούσα εργασία γίνεται ποσοτικός προσδιορισμός των τεχνικογεωλογικών και γεωμετρικών χαρακτηριστικών του ασβεστολιθικού πρανούς, ώστε να εισαχθούν στο κατάλληλο σύστημα αξιολόγησης της επικινδυνότητας και της διακινδύνευσης και να οδηγήσουν στην ακριβή εκτίμηση των δύο εννοιών. Οι μέθοδοι τηλεπισκόπησης, με τον κατάλληλο εξοπλισμό, συνεισφέρουν στην ταχύτερη, πληρέστερη και ασφαλέστερη, για τον ερευνητή, συλλογή των απαραίτητων στοιχείων μέσα από τα παραγόμενα τρισδιάστατα μοντέλα. Στη συνέχεια, με τη χρήση κατάλληλων λογισμικών, αναλύονται τα δεδομένα που συλλέχθηκαν και εξάγονται τα απαραίτητα στοιχεία που αφορούν στα γεωμετρικά και τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά της βραχομάζας. Το LiDAR (Light Detection and Ranging) αποτελεί τέτοιου είδους εξοπλισμό και έτσι τα στοιχεία που παρήχθησαν από την επεξεργασία των δεδομένων της σάρωσης που πραγματοποιήθηκε στο πρανές της Μονεμβασιάς, εισήχθησαν στο κατάλληλο σύστημα αξιολόγησης της επικινδυνότητας και διακινδύνευσης. Κατόπιν, από το σύστημα αξιολόγησης, προέκυψε η ποσοτική εκτίμηση της επικινδυνότητας και της διακινδύνευσης έναντι βραχοκαταπτώσεων για το συγκεκριμένο πρανές. Στην αρχή της εργασίας αποσαφηνίζονται σημαντικές έννοιες όπως η επικινδυνότητα και η διακινδύνευση καθώς και ο τρόπος λειτουργίας του LiDAR. Στη συνέχεια, γίνεται παρουσίαση των γεωλογικών στοιχείων της περιοχής, της σεισμικότητας, του ιστορικού βραχοκαταπτώσεων καθώς και της αρχαιολογικής σημασίας της περιοχής. Έπειτα, αναλύονται κάποια πιθανά συστήματα αξιολόγησης επικινδυνότητας και διακινδύνευσης και παρουσιάζονται οι θέσεις σάρωσης και οι λόγοι επιλογής τους. Επίσης, παρουσιάζονται αναλυτικά τα δεδομένα από κάθε θέση, η σειρά εργασιών για την ενοποίηση των επιμέρους δεδομένων καθώς και η μέθοδος επεξεργασίας τους με τα παραγόμενα αποτελέσματα που αφορούν στα τεχνικογεωλογικά και γεωμετρικά χαρακτηριστικά του πρανούς. Τέλος, τα αποτελέσματα της εφαρμογής του LiDAR, σε συνδυασμό με επί τόπου παρατηρήσεις και γνωστά στοιχεία από προηγούμενη έρευνα, εισάγονται σε σύστημα αξιολόγησης της επικινδυνότητας και της διακινδύνευσης για την περιοχή και πραγματοποιείται σύγκριση των αποτελεσμάτων.

Rockfalls is a usual geological phenomenon, able to turn catastrophic when place on anthropogenic environment. The consequences of a rockfall event can be direct, as is the destruction of a building, the destruction of cultural heritage even a death or indirect, as the salary loss of an employee who has no access to his workplace due to a blocked road. Monemvasia is a historical town, in southwestern Peloponnese, in which many rockfall events have occurred during the past as it is built on the foot of a 60-meter-high limestone slope. In this study, a quantitative determination of engineering geological as well as ge-ometrical characteristics of this limestone slope is carried out in order to be import-ed in the suitable hazard and risk rating system and export the exact estimation of the value of these two meanings. Remote sensing techniques, along with the suita-ble equipment, contribute in user’s faster, more complete and safer collection of the necessary data, via generated 3D models. Subsequently, using certain softwares, col-lected data were analyzed and the necessary elements of the rock mass geometrical as well as engineering geological characteristics were exported. LiDAR (Light Detec-tion and Ranging) is such an equipment tool and in situ scanning process data were imported in the suitable hazard and risk rating system. Then, a quantitative estima-tion of rockfall hazard and risk has emerged for the specific slope. At the beginning of this study, important meanings as is hazard and risk are clari-fied, even modus operandi of LiDAR. Subsequently, preview of area’s geology, seis-micity, history of rockfalls and the archaeological importance of the area are pre-sented. then, some possible rockfall hazard and risk rating systems, scanning posi-tions and the reasons of their choice are presented. Furthermore, exported data from each scanning position, aligning work order, as well as the processing of the generated results concerning engineering geological and geometrical characteristics of the slope are presented. Finally, the results of LiDAR application, combined with in situ observations and already known by previous research data, are imported in a rockfall hazard and risk rating system for the region, and a comparison of the final results is carried out.