L’articolo pubblicato sulla rivista internazionale “Geosciences” nasce dal lavoro condotto da un team di ricercatori del CNR-IMAA, del CNR-IREA e del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze e descrive la capacità di rilevare e caratterizzare nel tempo i fenomeni deformativi superficiali in aree urbane alla scala del singolo edificio, attraverso l’applicazione della tecnica di telerilevamento radar satellitare nota come Interferometria SAR Differenziale (DInSAR).
Il DInSAR permette di ottenere misure di deformazione della superficie terrestre, con qualsiasi condizione atmosferica e in qualsiasi ora del giorno o della notte, confrontando tra loro due immagini radar acquisite in tempi diversi sulla stessa area, attraverso il calcolo della differenza di fase (interferogramma) tra le due immagini SAR. Sfruttando più passaggi temporali del sensore lungo la stessa scena a terra, è possibile acquisire un insieme d’immagini SAR relative ad un’area d’interesse che, opportunamente combinate tra loro sfruttando tecniche DInSAR avanzate, permettono di seguire l’evoluzione temporale dei fenomeni sotto indagine. In questo studio, è stata utilizzata la tecnica DInSAR avanzata denominata SBAS, che consente di generare mappe di spostamento e corrispondenti serie storiche di deformazione relative ad aree che si estendono per alcune migliaia di chilometri quadrati con accuratezze millimetriche; inoltre, l’approccio SBAS permette di eseguire analisi interferometriche avanzate multi-sensore e multi-scala (analisi a media e alta risoluzione spaziale, definite scala regionale e scala locale), con rilevanti implicazioni nel campo della geotecnica e del monitoraggio di aree urbane.
La nostra analisi interferometrica avanzata è stata incentrata sull’area urbana di Pisa, da anni interessata da fenomeni di subsidenza localizzati in corrispondenza di singole strutture o gruppi di edifici. Questo studio ha dimostrato che esiste una relazione tra gli spostamenti superficiali misurati con le tecniche interferometriche, il contesto geologico e geotecnico dell’area investigata e il processo di urbanizzazione. Tali risultati sono stati conseguiti elaborando,attraverso l’approccio SBAS-DInSAR descritto sopra, un gran numero d’immagini SAR satellitari acquisite nel periodo 2011-2014 dai sensori RADARSAT-2, operante in banda C, e COSMO-SkyMed, operante in banda X. Dall’analisi delle mappe di velocità e delle serie storiche di deformazione, non risultano significativi pattern deformativi regionali, pur essendo presenti fenomeni molto localizzati in corrispondenza di alcuni edifici e strutture nell’area a Nord-Est del centro storico di Pisa, zona di recente urbanizzazione, dove son stati registrati tassi di deformazione media di oltre 15 mm/anno. Confrontando tali misure di spostamento con le informazioni stratigrafiche e litologiche a disposizione per l’area investigata, si può vedere come le proprietà geotecniche dei materiali coinvolti giochino un ruolo fondamentale. Infatti, poiché tali unità stratigrafiche sono costituite da materiali altamente comprimibili, i terreni sono soggetti a un’accelerazione del processo di consolidamento dovuti al sovraccarico causato dagli edifici. Pertanto, gli elevati tassi di subsidenza misurati in tale area sono principalmente legati sia a cause d’innesco di origine antropica (il carico degli edifici di recente costruzione), sia a fattori di predisposizione di natura geologica, come nel caso della presenza di strati litologici poco profondi di materiali ad alta compressibilità. Tale studio dimostra il potenziale delle tecniche DInSAR avanzate e dell’utilizzo combinato di sensori operanti a diverse frequenze e risoluzioni spaziali per applicazioni in ambito geotecnico e per effettuare valutazioni di stabilità degli edifici, rappresentando uno strumento fondamentale per la difesa dell’ambiente antropizzato e, in generale, nella tutela del territorio.
Figura 1. Risultati SBAS-DInSAR ad alta risoluzione spaziale relativi alla città di Pisa. Mappe geocodificate della velocità di deformazione lungo la Linea di Vista (LOS) del sensore, espressa in mm/anno, sovrapposte ad una ortofoto dell’area analizzata (racchiusa dalla linea nera) e relativa all’elaborazione dei dati a) COSMO-SkyMed (banda X) acquisiti da orbite ascendenti e b) RADARSAT-2 (banda C) acquisiti da orbite ascendenti, nel periodo 2011-2014.
Per informazioni:
Manuela Bonano, CNR-IMAA, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Approfondimenti
Solari L.; Ciampalini A.; Raspini F.; Bianchini S.; Zinno I.; Bonano M.; Manunta M.; Moretti S.; Casagli N., Combined use of C- and X-band SAR data for subsidence monitoring in an urban area. Geosciences 2017, 7(2), 21; doi:10.3390/geosciences7020021
Bonano, M., Manunta, M., Marsella, M., & Lanari, R. Long-term ERS/ENVISAT deformation time- series generation at full spatial resolution via the extended SBAS technique. International Journal of Remote Sensing, 2012, 33, 15, pp 4756-4783, doi:101080/014311612011638340.
Scifoni, S.; Bonano, M.; Marsella, M.; Sonnessa, A.; Tagliafierro, V.; Manunta, M.; Lanari, R.; Ojha, C.; Sciotti, M. On the joint exploitation of long-term DInSAR time series and geological information for the investigation of ground settlements in the town of Roma (Italy). Remote Sens. Environ. 2016, 182, 113–127.
