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.
