UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI SALERNO Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio CORSO DI FRANE Esercitazione N.6 Analisi di un caso di studio descritto in un articolo scientifico in lingua inglese “Interferometric SAR monitoring of the Vallcebre landslide (Spain) using corner reflectors” Docente: Prof. Ing. Michele Calvello Luigi Esposito Matr.: 0622500179 SOMMARIO 1. Illustrazione caso di studio; 2. Presentazione del lavoro sviluppato dagli autori; 3. Analisi critica del lavoro. ILLUSTRAZIONE CASO DI STUDIO VALLCEBRE, SPAGNA Vista della frana di Vallcebre Georeferenziazione del caso di studio L’ età della frana di Vallcebre (tuttora attiva) non è nota, ma è certo che essa è attiva da diversi secoli!!! ILLUSTRAZIONE CASO DI STUDIO Caratteristiche della frana: • Materiale mobilitato: insieme di strati di scisto, gesso e roccia argillosa che scivolano su uno spesso letto di calcare; • Pendenza media: 10°; • Dimensioni: 1200 m di lunghezza e 600 m di larghezza; • Superficie interessata: 0.8 km2 • Profilo longitudinale: a scala Classificazione della frana: SCORRIMENTO TRASLAZIONALE DI ROCCIA Cruden & Varnes (1996) ILLUSTRAZIONE CASO DI STUDIO La frana è formata da: 3 UNITA’ aventi spessore decrescente andando verso l’unghia della frana. Schema geomorfologico della frana di Vallcebre PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI A partire dal 2007 è stata effettuata una campagna di monitoraggio DInSAR (Interferometria Differenziale con Radar ad Apertura Sintetica), affiancata dall’implementazione dei riflettori radar (CR). Siccome il sistema di monitoraggio esistente ha dimostrato che gli spostamenti della frana sono perlopiù concentrati nell’unità intermedia e inferiore (più attiva), allora la rete dei CR è stata collocata in entrambe le unità! Riflettori radar usati nel monitoraggio Sono stati utilizzati CR triedrici metallici di lato uguale a 67 cm, installati su: scatole di metallo, rocce o sulla terra stessa. PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI Due aspetti importanti da considerare per la progettazione della rete dei CR: 1. La distanza tra i CR deve essere il più piccola possibile, per mantenere trascurabile la componente atmosferica (dmax=300m) 2. Per una corretta stima degli spostamenti la differenza di fase tra pixel vicini deve essere minore di P rad, ovvero: PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ORIENTAMENTO DEI RIFLETTORI RADAR Orientamento del riflettore radar Per l’orientamento planimetrico (freccia gialla), i CR devono essere orientati perpendicolarmente alla traiettoria del satellite, mentre la posizione verticale (freccia verde) dovrebbe essere correlata all’angolo di incidenza di acquisizione dell’immagine SAR. Al fine di raggiungere la massima risposta, il LOS (Line Of Sight) e l’asse di simmetria del CR devono sovrapporsi. PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ANALISI DEI DATI DFk(CRi, CRj): differenza di fase tra CRi e CRj; K: numero dell’interferogramma; Fk(CRi): fase di CRi; Fk(CRj): fase di CRj; DFkDefo: contributo deformativo; DFkTopo: contributo topografico; DFkAtm: contributo atmosferico; DFkOrbit: contributo dato dall’errore orbitale; DFkNoise: rumore di fase PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ANALISI DEI DATI 1. Selezione di un pixel di riferimento Se il pixel di riferimento coincide con un CR (CRR) allora avrò che: 2. Se i CR sono mantenuti in buone condizioni allora DFkNoise_Ri è trascurabile; 3. DFkAtm_Ri e DFkOrbit_Ri hanno, di solito, effetti minori sulle reti CR che coprono estensioni limitate: allora li consideriamo trascurabili; 4. DFkTopo_Ri è trascurabile se viene utilizzato un accurato Modello Digitale del Terreno (DTM) nella generazione dell’interferogramma; DFk(CRi,CRR) = DFkDefo_Ri PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ANALISI DEI DATI La stima del termine 2xNxP è detta “unwrapping di fase”. In realtà tale equazione ha infinite soluzioni. Se le deformazioni sono abbastanza grandi da indurre diversi cicli di fase, allora è quasi impossibile stimarle correttamente. In caso contrario, si esegue l’unwrapping di fase assumendo N = 0 nella maggior parte degli interferogrammi. PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ANALISI DEI DATI Analisi delle fasi interferometriche di sette CR DF14full(CRi, CRR) = DF13full(CRi, CRR) + DF34full(CRi,CRR) PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ANALISI DEI DATI Posizione dei CR e spostamenti LOS cumulati PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI ANALISI DEI DATI ANALISI CRITICA DEL LAVORO ELEMENTI POSITIVI • Superamento del limite del DInSAR dovuto alla presenza di folta vegetazione; • Acquisizione dati completamente remota e alta sensibilità alla deformazione; • Individuazione di sub-unità, all’interno dell’unità intermedia della frana, aventi velocità di spostamento diverse; • Tecnica di monitoraggio in grado di operare in qualsiasi condizione meteo e di illuminazione; • Utilizzo simultaneo di diverse tecniche di monitoraggio. ANALISI CRITICA DEL LAVORO ELEMENTI NEGATIVI • Ampiezza dell’intervallo di tempo tra due acquisizioni di immagine SAR; • Installazione in situ dei riflettori radar; • Impossibilità di effettuare studi storici delle deformazioni su immagini SAR acquisite precedentemente all’installazione dei riflettori.