Over the last decades the impact of natural disasters to the global environment is becoming more and more severe. The number of disasters has dramatically increased, as well as the cost to the global economy and the number of people affected. Among the natural disaster, flood catastrophes are considered to be the most costly, devastating, broad extent and frequent, because of the tremendous fatalities, injuries, property damage, economic and social disruption they cause to the humankind. In the last thirty years, the World has suffered from severe flooding and the huge impact of floods has caused hundreds of thousands of deaths, destruction of infrastructures, disruption of economic activity and the loss of property for worth billions of dollars. In this context, satellite remote sensing, along with Geographic Information Systems (GIS), has become a key tool in flood risk management analysis. Remote sensing for supporting various aspects of flood risk management was investigated in the present thesis. In particular, the research focused on the use of satellite images for flood mapping and monitoring, damage assessment and risk assessment. The contribution of satellite remote sensing for the delineation of flood prone zones, the identification of damaged areas and the development of hazard maps was explored referring to selected cases of study.

Oggetto della ricerca è il museo Wilhelm Lehmbruck di Duisburg, un'opera dell'architetto Manfred Lehmbruck, progettata e realizzata tra il 1957 e il 1964. Questa architettura, che ospita la produzione artistica del noto scultore Wilhelm Lehmbruck, padre di Manfred, è tra i primi musei edificati ex novo nella Repubblica Federale Tedesca dopo la seconda guerra mondiale. Il mito di Wilhelm Lehmbruck, costruito negli anni per donare una identità culturale alla città industriale di Duisburg, si rinvigorì nel secondo dopoguerra in seno ad una più generale tendenza sorta nella Repubblica di Bonn verso la rivalutazione dell'arte moderna, dichiarata “degenerata” dal nazionalsocialismo. Ricollegarsi all'arte e all'architettura moderna degli anni venti era in quel momento funzionale al ridisegno di un volto nuovo e democratico del giovane stato tedesco, che cercava legittimazione proclamandosi erede della mitica e gloriosa Repubblica di Weimar. Dopo anni di dibattiti sulla ricostruzione, l'architettura del neues Bauen sembrava l'unico modo in cui la Repubblica Federale potesse presentarsi al mondo, anche se la realtà del paese era assai più complessa e svelava il “doppio volto” che connotò questo stato a partire dal 1945. Le numerose dicotomie che popolarono presto la tabula rasa nata dalle ceneri del conflitto (memoria/oblio, tradizione/modernità, continuità/discontinuità con il recente e infausto passato) trovano espressione nella storia e nella particolare architettura del museo di Duisburg, che può essere quindi interpretato come un'opera paradigmatica per comprendere la nuova identità della Repubblica Federale, un'identità che la rese capace di risorgere dopo l' “anno zero”, ricercando nel miracolo economico uno strumento di redenzione da un passato vergognoso, che doveva essere taciuto, dimenticato, lasciato alle spalle. / The subject of the research is the Wilhelm-Lehmbruck-Museum, a work of the architect Manfred Lehmbruck, designed and built between 1957 and 1964. This building, which hosts the artistic production of the renowned sculptor Wilhelm Lehmbruck, Manfred's father, is among the first museums built ex novo in the German Federal Republic after WWII. The myth of Wilhelm Lehmbruck, constructed in the course of several years to provide the industrial town of Duisburg with a cultural identity, was boosted in the second post-war period within a more general tendency in the Bonn Republic towards the reevaluation of modern art, which had been labeled as “degenerate” by national-socialism. Finding a new link with the modern art and architecture of the twenties was, at the time, particularly functional for the re-creation of the new and democratic image of the new German state, which sought for legitimation by proclaiming itself as the heir of the glorious Weimar Republic. After years of debate on reconstruction, the architecture of the neues Bauen seemed to be the only possible way in which Germany could present itself to the world, even if the reality of the country was much more complex and betrayed the “double face” of this state after 1945. The numerous dichotomies, that soon peopled the “tabula rasa” which had originated from the ruins of WWII (memory/oblivion, tradition/modernity, continuity/discontinuity with the recent and unlucky past) are reflected in the history and in the particular architecture of the Duisburg Museum, that could be interpreted as a paradigmatic work for the understanding of the new identity of the Federal Republic, an identity that made this state able to rise up after the “year zero”, seeking in the Economic Miracle an instrument of redemption from a shameful past, which had to be silenced, forgotten, left behind.

Cities are the main receptors of energy demand pressures and climate change. Energy consumptions of existing buildings in urban areas on the one side, and the combination of heat island phenomena, fuel poverty and global overheating on the other side, are threatening both built environment and inhabitants. The volumetric configuration of the urban textures and the materials that constitute the external surfaces, are the main factors that influence the microclimate of a city. Comprehend and being able to transform in an adequate way the urban settings could contribute to the improvement of the thermal comfort in outdoor and indoor built environments. By using as a principal comfort indicator the variation of the external temperatures in an unprecedented collaboration between different scales and different environmental simulation systems, this research work analyzes the energy saving potential given by the use of green and passive techniques and shows the synergies that may arise between outdoor and indoor spaces. The research work has tested the effects on the urban microclimate of the transformations induced in the outer urban spaces and, in parallel, how these modifications effect the reduction of temperature in the confined indoor spaces of the built environments. Open spaces and the surface of urban volumes are considered, measured and evaluated as a unique interacting environment.

The main energy challenge concerns the efficient renovation of the existing buildings stock, which counts for two third of the overall energy consumptions in the EU; yet, so far, only 1,2% of existing buildings gets renovated every year. The actual investment gap in the deep renovation sector is due to the fact that consistent investments are required up-front and they are generally characterized by an excessively high degree of risk and long payback times. In the search of strategies to overcome these barriers, the work here presented investigates the benefits of non-energy-related factors in the renovation of existing buildings. Indeed, the research hypothesis is based on the assumption that an empowering synergy can be created between old and new buildings, not only in structural, functional but also in economical and social terms. In particular, the aims is to validate a design methodology based upon the creation of additional volume on existing buildings (Add-Ons) intended as roof-top or aside extensions, enclosures, parasites additions or façade transformations. The Add-Ons thus become the main instrument of a multi-disciplinary renovation strategy that increases the viability of energy renovation and ultimately fosters the building market. The technical and economical feasibility has been tested in three different European urban contexts (Italy, Germany, Greece), by applying the principles of industrialisation and mass customization. The result is a prefabricated, modular and adaptive construction system that directly expresses the internal programmatic need for transformation of the buildings and reduces the overall energy consumption. The highly replicable nature of the presented methodology, the important impact on the market and the possibility of overcoming the existing social barriers demonstrate the innovation character of the proposal indicating the path towards an effective turn-around in the energy renovation of buildings and cities, a step forward in defining a new paradigm of sustainability.

This research assumes as a specific topic of analysis the peri-urban landscape, an environment manifesting many contradictions among the traditional forms of cities, their actual patterns, and the permanence of a rural ambient. Current theories on sustainability propose the definition of a limit to the urban growth. It seems like the hypothesis of sustainability explicates itself through the postulate of the “compact city”, with strategies of densification, infilling, or re-compactation of the urban margins. Opposite to this, a sustainable approach to urban design consider the indeterminacy in terms of urban growth , the evolutionary patterns, and the predominance of open spaces of the peri-urban landscape. This research wishes to develop a theoretical approach to the project of the peri-urban landscape, defined, first of all, with a critical literature review approach through the idea of “network”. The question this research wishes to answer is: what conceptual categories and operational tools can be applied to the design of the peri-urban landscape, considering that cities develop different patterns of growth depending on the specific social and economic factors? The review defines the characteristics of a project in the peri-urban as evolutionary, progressive, and based on a network of interconnections and open spaces. One limitation this thesis is trying to address is the lack of a method accounting for the complexity of the city and its relationship to the wider territory. Envisioning scenarios of development for urban margins requires a focused understanding and description of the existing patterns at the macro-scale. Therefore, it could be proposed an analytical and a combined analytical-design model forward, based on the concept of networks. This is developed through the detailed study of a theory for the analysis named Space Syntax, and the exploration of the possible conceptual and operational relationships with typical approach of the Landscape Urbanism. / Questa ricerca assume come specifico argomento dell’analisi il paesaggio periurbano, un ambiente che manifesta molteplici contraddizioni rispetto alle forme tradizionali di città, i pattern attuali, e la permanenza di un ambiente rurale. Teorie contemporanee sulla sostenibilità tendono a proporre la definizione di un limite alla crescita urbana. Sembra che le ipotesi di sostenibilità si esplichino attraverso il postulato della “città compatta”, con strategie di densificazione, infilling, o ri-compattazione dei margini urbani. Al contrario, un approccio sostenibile al progetto urbano potrebbe ugualmente tener conto sia della indeterminatezza riguardo alla crescita della città, e ai suoi pattern di sviluppo, sia della predominanza di spazi aperti nel paesaggio del periurbano. La ricerca ha lo scopo di sviluppare un approccio teorico al progetto del paesaggio periurbano, definito, prima di tutto, con una revisione critica della letteratura esistente, operata attraverso il concetto di “rete”. La domanda a cui questa ricerca vorrebbe rispondere è: quali categorie concettuali e strumenti operativi possono essere applicati al progetto del paesaggio periurbano, considerando che le città sviluppano diversi pattern di crescita in relazione a specifici fattori economici e sociali? Prima di tutto, questa revisione critica definisce le caratteristiche di un progetto nel periurbano come evolutivo, incrementale, e basato su una rete di interconnessioni e spazi aperti. Un limite, a cui questa ricerca vorrebbe rispondere, è la mancanza di un metodo che tenga conto della complessità della città contemporanea e delle sue relazioni con il territorio.. Prevedere scenari di crescita per i margini urbani richiede una comprensione e un’accurata descrizione dei pattern di crescita alla macro-scala. Viene quindi proposto un modello analitico e progettuale basato sul concetto di “rete”. Questo è sviluppato attraverso uno studio dettagliato di una teoria per l’analisi chiamata Space Syntax, e l’esplorazione di possibili relazioni concettuali ed operative tra questa teoria e l’approccio tipico del Landscape Urbanism.

La Scuola di Architettura come oggetto di una ricerca di dottorato, pur nella sua parzialità temporale e spaziale, si offre come nodo di interesse nel tentativo di illuminare uno dei molteplici aspetti che caratterizzano l’ambito più generale dell’architettura in Italia oggi. Porre sotto i riflettori l’insegnamento come tema cardine per la formazione di generazioni di professionisti, ma anche per il destino della ricerca in architettura, è utile alla ricomposizione degli strumenti formativi, al loro corretto utilizzo, conservando ciò che la storia ha lasciato nei suoi risultati positivi, aggiornando ciò che oggi non si confà più alla condizione socio-culturale e alle nuove dinamiche produttive, avendo infine il coraggio di liberarsi di ciò che non ha portato buoni frutti. Aldo Rossi e Giorgio Grassi diventano in questo senso protagonisti di una ricerca che si concentra sul loro specifico ruolo di docenti universitari, di maestri, di portatori di una teoria, forse tra gli ultimi nella storia dell’architettura italiana. Due protagonisti che hanno saputo sistematizzare un messaggio didattico, una teoria, e hanno potuto/voluto/saputo/provato a trasmetterlo a più generazioni attraverso – anche – l’insegnamento accademico. In particolare la ricerca approfondisce il periodo iniziale delle carriere accademiche dei due protagonisti trattati, cercando di comprendere anzitutto il clima culturale di appartenenza, le esperienze di formazione e la condizione che li ha portati a impostare l’insegnamento in un determinato modo, per poi soffermarsi sulle esperienze di didattica vera e propria dal 1965 alla fine degli anni Settanta. / The School of Architecture as subject of a doctoral research - even in its temporal and spatial incompleteness – can be observed as a node of interest, as we try to shed light on one of the many aspects that characterize the more general field of architecture in Italy today. Putting the spotlight on teaching as a cardinal theme for the training of generations of professionals - but also for the fate of research in the field of architecture -, can be helpful in reconsidering the educational tools in their proper use, preserving what useful results history has produced, updating what today does not suit the socio-cultural conditions and the new production dynamics anymore, and eventually having the courage to get rid of what didn’t bring good results. Aldo Rossi and Giorgio Grassi become protagonists of this research, which focuses on their specific role of academics, teachers, of bearers of a theory, perhaps among the last in the history of Italian architecture. Two key players who were able to systematize an educational message - a theory - and who could / wanted / tried to transmit it to several generations (also) through academic teaching. In particular, this research explores the initial period of their academic careers, trying first of all to understand the cultural climate around them, their training experiences and the condition that led them to set up their teaching in a certain way, then going on to dwell on their actual teaching from 1965 to the late seventies.

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L’obiettivo della tesi riguarda l’utilizzo di immagini aerofotogrammetriche e telerilevate per la caratterizzazione qualitativa e quantitativa di ecosistemi forestali e della loro evoluzione. Le tematiche affrontate hanno riguardato, da una parte, l’aspetto fotogrammetrico, mediante recupero, digitalizzazione ed elaborazione di immagini aeree storiche di varie epoche, e, dall’altra, l’aspetto legato all’uso del telerilevamento per la classificazione delle coperture al suolo. Nel capitolo 1 viene fatta una breve introduzione sullo sviluppo delle nuove tecnologie di rilievo con un approfondimento delle applicazioni forestali; nel secondo capitolo è affrontata la tematica legata all’acquisizione dei dati telerilevati e fotogrammetrici con una breve descrizione delle caratteristiche e grandezze principali; il terzo capitolo tratta i processi di elaborazione e classificazione delle immagini per l’estrazione delle informazioni significative. Nei tre capitoli seguenti vengono mostrati tre casi di applicazioni di fotogrammetria e telerilevamento nello studio di ecosistemi forestali. Il primo caso (capitolo 4) riguarda l’area del gruppo montuoso del Prado- Cusna, sui cui è stata compiuta un’analisi multitemporale dell’evoluzione del limite altitudinale degli alberi nell’arco degli ultimi cinquant’anni. E’ stata affrontata ed analizzata la procedura per il recupero delle prese aeree storiche, definibile mediante una serie di successive operazioni, a partire dalla digitalizzazione dei fotogrammi, continuando con la determinazione di punti di controllo noti a terra per l’orientamento delle immagini, per finire con l’ortorettifica e mosaicatura delle stesse, con l’ausilio di un Modello Digitale del Terreno (DTM). Tutto ciò ha permesso il confronto di tali dati con immagini digitali più recenti al fine di individuare eventuali cambiamenti avvenuti nell’arco di tempo intercorso. Nel secondo caso (capitolo 5) si è definita per lo studio della zona del gruppo del monte Giovo una procedura di classificazione per l’estrazione delle coperture vegetative e per l’aggiornamento della cartografia esistente – in questo caso la carta della vegetazione. In particolare si è cercato di classificare la vegetazione soprasilvatica, dominata da brughiere a mirtilli e praterie con prevalenza di quelle secondarie a nardo e brachipodio. In alcune aree sono inoltre presenti comunità che colonizzano accumuli detritici stabilizzati e le rupi arenacee. A questo scopo, oltre alle immagini aeree (Volo IT2000) sono state usate anche immagini satellitari ASTER e altri dati ancillari (DTM e derivati), ed è stato applicato un sistema di classificazione delle coperture di tipo objectbased. Si è cercato di definire i migliori parametri per la segmentazione e il numero migliore di sample per la classificazione. Da una parte, è stata fatta una classificazione supervisionata della vegetazione a partire da pochi sample di riferimento, dall’altra si è voluto testare tale metodo per la definizione di una procedura di aggiornamento automatico della cartografia esistente. Nel terzo caso (capitolo 6), sempre nella zona del gruppo del monte Giovo, è stato fatto un confronto fra la timberline estratta mediante segmentazione ad oggetti ed il risultato di rilievi GPS a terra appositamente effettuati. L’obiettivo è la definizione del limite altitudinale del bosco e l’individuazione di gruppi di alberi isolati al di sopra di esso mediante procedure di segmentazione e classificazione object-based di ortofoto aeree in formato digitale e la verifica sul campo in alcune zone campione dei risultati, mediante creazione di profili GPS del limite del bosco e determinazione delle coordinate dei gruppi di alberi isolati. I risultati finali del lavoro hanno messo in luce come le moderne tecniche di analisi di immagini sono ormai mature per consentire il raggiungimento degli obiettivi prefissi nelle tre applicazioni considerate, pur essendo in ogni caso necessaria una attenta validazione dei dati ed un intervento dell’operatore in diversi momenti del processo. In particolare, le operazioni di segmentazione delle immagini per l’estrazione di feature significative hanno dimostrato grandi potenzialità in tutti e tre i casi. Un software ad “oggetti” semplifica l’implementazione dei risultati della classificazione in un ambiente GIS, offrendo la possibilità, ad esempio, di esportare in formato vettoriale gli oggetti classificati. Inoltre dà la possibilità di utilizzare contemporaneamente, in un unico ambiente, più sorgenti di informazione quali foto aeree, immagini satellitari, DTM e derivati. Le procedure automatiche per l’estrazione della timberline e dei gruppi di alberi isolati e per la classificazione delle coperture sono oggetto di un continuo sviluppo al fine di migliorarne le prestazioni; allo stato attuale esse non devono essere considerate una soluzione ottimale autonoma ma uno strumento per impostare e semplificare l’intervento da parte dello specialista in fotointerpretazione.