Sperimentazioni in ambiente GIS circa l’impiego di tecniche interferometriche SAR da satellite per la generazione di DEM

In un’immagine SAR (Synthetic Aperture Radar, radar ad apertura sintetica) il digital number associato ad ogni pixel consiste in un numero complesso riferito al segnale retro diffuso dai bersagli colpiti: la parte reale corrisponde all'intensità, quella immaginaria alla fase. Un interferogramma consiste in una mappa delle differenze di fase tra due scene SAR, dette master e slave. La fase interferometrica è dovuta sia alla diversa geometria di presa sia ad eventuali cambiamenti intercorsi tra le due acquisizioni. Nelle successive fasi di elaborazione essenziali per la stima dei movimenti del suolo mediante la tecnica interferometrica differenziale SAR da satellite, uno degli elementi necessari per separare la componente di moto lungo la linea di vista satellite-bersaglio, dalle variazioni morfologiche del terreno, è la conoscenza preventiva di un modello digitale del terreno avente precisione sufficiente. La sottrazione all’interferogramma del DEM tradotto in termini di fase è detta spianamento; perché questa operazione sia efficace è necessario utilizzare un DEM che presenti un’accuratezza migliore dell’altezza d’ambiguità, cioè della lunghezza esistente lungo la direzione della linea di vista, corrispondente ad un ciclo di fase, per quella determinata coppia di immagini radar. Una volta risolte le ambiguità di fase dell’interferogramma spianato e filtrato (operazione di unwrapping) è spesso necessario un ulteriore editing manuale, al fine di individuare quelle isole di fase nelle quali non sono state risolte correttamente le ambiguità a causa di variazioni di fase tra pixel adiacenti superiori a π. In questa delicata operazione devono essere stimate, inizialmente anche solo in modo approssimato, le correzioni da apportare. Uno dei parametri fondamentali che caratterizza una coppia SAR è la normal baseline (figura 1) che ne definisce la sensibilità ai cambiamenti della scena tra un'acquisizione e l'altra. La nomal baseline è infatti il parametro che, insieme alla lunghezza d’onda, controlla l'entità del dislivello esistente lungo la linea di vista (los, line of sight) corrispondente ad un ciclo di fase (altezza d’ambiguità, height of ambiguity). E' allora possibile considerare anche un'altra coppia con baseline talmente corta da presentare un’altezza di ambiguità tanto alta da consentire uno spianamento efficace anche utilizzando un DEM di scarsa precisione Si può sottrarre poi il movimento desunto dalla coppia a baseline corta all'interferogramma della coppia a baseline lunga, tenendo presente che questo procedimento è corretto solo se si assume la linearità del movimento tra le due coppie e che queste presentino tra loro un angolo di vista tra le due orbite trascurabile. In caso contrario è necessario riproiettare il movimento desunto dalla baseline corta nella geometria dell'altra coppia. Il movimento del terreno misurato è da intendersi, infatti, nella direzione della congiungente sensore-bersaglio (los) e quindi se le due coppie presentano geometrie differenti, allora esse evidenziano due componenti del moto intercorso al suolo secondo linee di vista diverse.La sperimentazione condotta nell’ambito del presente lavoro ha toccato aspetti introduttivi connessi al valore della baseline spaziale e temporale al fine di ottenere una buona separazione degli effetti topografici dagli effetti di movimento, anche utilizzando un modello digitale a priori di scarsa precisione. In particolare sono state analizzate due aree di studio, la prima nella Terra Vittoria in Antartide, la seconda in Abruzzo, grazie al dataset reso disponibile da ESA per lo studio dei recenti eventi sismici.