Telerilevamento mediante sensori SAR montati su satellite

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  • Telerilevamento mediante sensori SAR montati su satellite

    GAP Srl ha sviluppato e applicato con successo, nell’ambito di numerosi progetti, il proprio algoritmo proprietario SPINUA© (Stable Point Interferometry over Unurbanised Areas). Questo algoritmo appartiene alla famiglia degli strumenti di elaborazione PSI (Persistent Scatterers Interferometry – Interferometria a Scatterer Persistenti).

    L’algoritmo SPINUA© è stato applicato e testato sia in vaste aree urbane sia in regioni scarsamente urbanizzate per il monitoraggio di aree instabili (interessate da subsidenza, frane e deformazioni post-sismiche) e di infrastrutture instabili (dighe, ponti, ferrovie, condotte, ecc.).

    Sono stati sviluppati e collaudati aspetti innovativi e soluzioni specifiche che rendono lo strumento flessibile e adatto anche ad applicazioni in aree caratterizzate da una bassa densità di riflettori radar naturali. In particolare, sono stati sviluppati algoritmi originali per le tecniche PSI, applicati con successo in numerosi siti di prova interessati da instabilità del terreno all’interno o in prossimità di aree urbane, ma ottimizzati anche per territori poco urbanizzati.

    L’algoritmo SPINUA© implementa una tecnica DInSAR (Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar) per la misura della topografia, sfruttando la differenza di fase tra i segnali a microonde retrodiffusi provenienti da due immagini acquisite da orbite satellitari leggermente differenti. Quando le due acquisizioni SAR sono anche separate nel tempo e sono disponibili informazioni preliminari sulla topografia del terreno, è possibile rilevare gli spostamenti avvenuti tra le due acquisizioni rispetto alla topografia nota, con una precisione dell’ordine del millimetro.

    Quando è disponibile una serie temporale di acquisizioni SAR su un determinato sito, queste possono essere combinate per generare diversi interferogrammi differenziali, consentendo di seguire l’evoluzione degli spostamenti nel tempo (DInSAR multi-temporale).

    SPINUA© supera i limiti dell’InSAR convenzionale ed estende l’applicabilità dell’interferometria radar dalle analisi geologiche su scala regionale alle indagini locali sull’instabilità del terreno. Il sistema fornisce misure altamente accurate degli spostamenti del suolo anche su lunghi periodi di osservazione.

    Gli effetti atmosferici e l’influenza della topografia possono essere eliminati utilizzando almeno 25 immagini SAR. L’elevato livello di compensazione degli errori consente di generare serie temporali che rappresentano l’evoluzione degli spostamenti di ciascun punto stabile. Le deformazioni del terreno vengono misurate con una precisione di circa 1,5 mm/anno lungo la linea di vista del satellite (che, per i satelliti ERS ed ENVISAT, è prossima alla verticale). La precisione di localizzazione orizzontale dei punti di misura è pari a circa 10 metri.

    SPINUA© è inoltre in grado di rilevare movimenti del terreno dell’ordine del millimetro in aree destinate all’estrazione e allo stoccaggio di petrolio e gas, lungo oleodotti e gasdotti, nonché di monitorare:

    • il sollevamento superficiale associato ai processi di produzione mediante Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD);
    • i movimenti del terreno dovuti alle variazioni di pressione nei siti di stoccaggio sotterraneo di CO₂, utilizzati per il controllo delle emissioni;
    • la stabilità delle piattaforme offshore ancorate.

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