Studio di Fattibilità dell'analisi interferometrica su un'area di interesse

L’interferometria SAR, a passaggi ripetuti del satellite, costituisce potenzialmente l’unico metodo per la generazione di DEM (Modelli di Elevazione Digitale) e il controllo a larga copertura di deformazioni della superficie, a basso costo.
Com’è ben noto, la tecnica consiste nel confronto della fase interferometrica nelle immagini SAR ottenute in tempi differenti (baseline temporale) e aventi diverse baseline geometriche e fornisce dei DEM con precisione dell’ordine dei metri e modelli di deformazioni del terreno con precisione millimetrica.
In linea di principio, i DEM ed i modelli di deformazione possono essere valutati su una griglia molto densa (4 x 20 m per le immagini di ERS) ad un basso costo rispetto a qualunque altro metodo tradizionale.
Ad ogni modo, studi derivati dalla letteratura mettono in evidenza che le tecniche SAR soffrono di limitazioni che determinano la loro non applicabilità in particolari zone e periodi di tempo.
Ad ogni modo le conclusioni cui si è arrivati portano ad affermare che i fenomeni di decorrelazione temporale e geometrica, nonché le disomogeneità atmosferiche, sono tra le principali cause che limitano l’applicazione delle tecniche interferometriche classiche.
La decorrelazione temporale è dovuta alle variazioni delle caratteristiche elettromagnetiche della superficie in analisi.
Queste, infatti, causano cambiamenti della riflettività locale della superficie osservata che si traducono in un contributo casuale alla fase.
In pratica, non è più verificata l’ipotesi di compensazione del termine di fase legato alla riflettività locale nella generazione degli interferogrammi.
Il contributo di riflettività rende difficile, e talvolta impossibile, distinguere i termini che individuano topografia e movimento.
Soprattutto nel caso di deformazioni lente, la decorrelazione temporale rende le misure DInSAR irrealizzabili su aree con vegetazione e dove i profili elettromagnetici e/o la posizione degli scatteratori cambia col tempo e all’interno della cella di risoluzione.
In effetti, interferogrammi su intervalli di più anni sono in molti casi degradati a tal punto che è praticamente impossibile recuperare da essi informazione non ambigua.
Il risultato è che il monitoraggio di processi di deformazione su lunghe scale temporali per mezzo dell’interferometria DInSAR sembra essere fuori dalle capacità di questa tecnica.
L’unica alternativa consiste nel ridurre l’intervallo temporale che distanzia l’acquisizione delle due immagini ovvero la cosiddetta baseline temporale.
La decorrelazione geometrica è dovuta alla distanza, detta baseline geometrica, tra le orbite percorse dal satellite durante l’acquisizione delle due immagini.
La riflettività, infatti, varia in modo significativo in funzione della geometria di acquisizione (a causa del cambio della prospettiva).
Tale effetto impedisce l’analisi delle fasi interferometriche di oggetti molto estesi in coppie d’immagini caratterizzate da baseline geometriche elevate.
Una distanza di poche centinaia di metri può essere sufficiente, in certi casi, a rendere illeggibile la fase del segnale.
Per ridurre sia tale fenomeno che gli errori topografici le immagini SAR devono essere acquisite da orbite relativamente vicine.
La decorrelazione spaziale limita il numero di coppie di immagini (interferogrammi) appropriato per le applicazioni interferometriche ostacolando lo sfruttamento pieno del data-set disponibile.
Tenendo presente poi che l’area di interesse potrebbe non essere rappresentata adeguatamente in tutte le immagini a disposizione, risulta che non è sempre possibile ottenere le combinazioni interferometriche desiderate.
Nelle misure interferometriche, le disomogeneità atmosferiche determinano una propagazione atmosferica non eterogenea, limitando dunque l’accuratezza.
Infatti, esse generano uno schermo di fase atmosferica (APS – Atmospheric Phase Screen) sovrapposto a ogni immagine SAR che può seriamente compromettere il monitoraggio accurato delle deformazioni.
Per ridurre gli effetti dell’atmosfera, vengono mediati più interferogrammi, facendo un’analisi temporale delle deformazioni osservate in interferogrammi differenziali successivi.