Using InSAR to detect slow-moving landslides: the case EGMS

Slow-moving landslides, particularly Deep-Seated Gravitational Slope Deformations (DSGSDs), pose a significant threat to infrastructure, settlements, and transportation networks in the Apennine regions of Italy. Unlike rapid failures, these processes develop progressively over years to decades, often producing cumulative damage before catastrophic acceleration occurs. From an engineering risk mitigation perspective, early detection and systematic monitoring of such deformations are essential for hazard zoning, infrastructure management, and prioritization of mitigation measures. This thesis evaluates the operational applicability of the European Ground Motion Service (EGMS) as a tool for engineering oriented landslide assessment. EGMS Ortho (L3) products derived from Sentinel-1 Multi-Temporal InSAR data were integrated with the Italian Landslide Inventory (IFFI) and morphometric parameters extracted from a Digital Terrain Model (slope and aspect). The objective was to define a reproducible kinematic framework capable of distinguishing deep-seated gravitational slope deformations from stable terrain. The methodology included: (i) spatial correlation between EGMS measurement points (MPs) and inventoried DSGSD polygons; (ii) segmentation of slopes into upper, middle, and lower portions along representative longitudinal profiles; (iii) analysis of vertical (Up–Down) and Horizontal (East–West) deformation rates; (iv) evaluation of displacement time series to assess persistence and acceleration trends; and (v) consistency checks between horizontal displacements and slope aspect. Confirmed DSGSDs were first analyzed to establish engineering-relevant diagnostic indicators, including sector-dependent deformation gradients, persistent subsidence patterns, and morphologically coherent horizontal displacement. The derived diagnostic framework was subsequently applied to areas not identified in IFFI. Casino Noci (Marche), Corte Brungatella (Liguria), and Rio Carpinello (Liguria) represent displacement magnitudes, spatial organization, and temporal evolution consistent with deep-seated gravitational mechanisms that the results support their classification as potential DSGSDs.

Le frane a cinematica lenta, in particolare le Deformazioni Gravitazionali Profonde di Versante (DGPV), rappresentano una minaccia rilevante per infrastrutture, centri abitati e reti di trasporto nelle aree appenniniche italiane. A differenza dei collassi rapidi, tali fenomeni evolvono progressivamente su scale temporali pluriennali o pluridecennali, generando spesso danni cumulativi prima di eventuali fasi di accelerazione. In un’ottica di mitigazione del rischio, l’individuazione precoce e il monitoraggio sistematico delle deformazioni risultano quindi fondamentali per la zonazione di pericolosità, la gestione delle opere e la prioritarizzazione degli interventi. La tesi valuta l’applicabilità operativa dell’European Ground Motion Service (EGMS) come strumento di supporto a una valutazione ingegneristica delle instabilità di versante. I prodotti EGMS Ortho (L3), derivati da dati Sentinel-1 elaborati con tecniche InSAR multi-temporali, sono stati integrati con l’Inventario dei Fenomeni Franosi in Italia (IFFI) e con parametri morfometrici estratti da un Modello Digitale del Terreno (pendenza ed esposizione). L’obiettivo è definire un quadro cinematico riproducibile in grado di distinguere le DGPV da settori stabili, fornendo indicazioni utili alla fase di screening territoriale. La metodologia ha incluso: (i) correlazione spaziale tra i Measurement Points (MPs) EGMS e i poligoni DGPV mappati da IFFI; (ii) segmentazione del versante in porzioni alta, intermedia e bassa lungo profili longitudinali rappresentativi; (iii) analisi dei tassi di deformazione verticale (Su–Giù) e orizzontale (Est–Ovest); (iv) valutazione delle serie temporali per verificare persistenza e possibili trend di accelerazione; (v) controllo di coerenza tra direzione della componente orizzontale e esposizione del versante. Le DGPV già inventariate sono state inizialmente analizzate per definire indicatori diagnostici di interesse ingegneristico, quali gradienti di deformazione differenziati lungo il profilo, subsidenza persistente e spostamenti orizzontali compatibili con la morfologia. Il quadro diagnostico ottenuto è stato successivamente applicato ad aree non identificate nell’IFFI. I casi di Casino Noci (Marche), Corte Brungatella (Liguria) e Rio Carpinello (Liguria) mostrano magnitudo di spostamento, organizzazione spaziale e evoluzione temporale coerenti con meccanismi gravitativi profondi; i risultati supportano pertanto la loro classificazione come potenziali DGPV.