Analisi per tipologia

L‟interferometria radar satellitare, sia nell‟approccio convenzionale sia avanzato mutli- immagine, si è rivelata uno strumento con elevatissime potenzialità nel controllo delle deformazioni superficiali e, in particolare, per lo studio di:

- fenomeni franosi (es. Fruneau et al., 1996; Carnec et al., 1996; Kimura & Yamaguchi, 2000; Farina et al., 2003; Colesanti et al., 2003c; Colesanti & Wasowski, 2004; Hilley et al., 2004; Canuti et al., 2005a; Ferretti et al., 2005; Casagli et al., 2006a; Farina et al., 2007);

- subsidenza (es. Massonet et al., 1997; Jònsson et al., 1998; Ferretti et al., 2000b e 2000c; Colombo et al., 2003; Canuti et al., 2005b; Colesanti et al., 2005);

- movimenti tettonici (es. Colesanti et al., 2003b; Massonet et al., 1994; Ferretti et al., 2004; Musson et al., 2004; Bürgmann et al., 2006);

- attività vulcanica (es. Massonet et al., 1995; Salvi et al., 2004; Casagli et al., 2006b); - dinamica dei ghiacciai (es. Goldstein et al., 1993).

All‟interno di ciascuna tipologia di fenomeno non tutti i movimenti sono misurabili, in relazione alla velocità di deformazione che li caratterizza, alla loro estensione, all‟uso del suolo, alla dinamica di movimento, come discusso in dettaglio all‟interno delle sezioni successive.

I fenomeni di subsidenza, legati a cause naturali (compattazione di sedimenti, movimenti tettonici, ecc.) o antropiche (carico esercitato da manufatti artificiali, estrazione di fluidi dal sottosuolo, attività mineraria), possono essere monitorati agevolmente mediante l‟uso delle tecniche InSAR e PSI, sia a livello regionale che a livello locale, grazie alla velocità con la quale essi evolvono (Fig. 32). Le aree in subsidenza generalmente riguardano zone intensamente

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urbanizzate, dunque la densità di bersagli radar individuabili su di esse e l‟accuratezza delle misure sono notevolmente maggiori rispetto a qualunque altra metodologia di monitoraggio.

I fenomeni di sinkholes, dovuti alla presenza nel sottosuolo di cavità di origine antropica o naturale, evolvono con velocità piuttosto elevate rispetto alla scala di misura delle tecniche multi-interferogramma. Tuttavia, in alcune applicazioni delle tecniche multi-interferogramma per l‟individuazione dei segni precursori di tali fenomeni, sono stati raggiunti dei risultati molto interessanti (Ferretti et al., 2000a). L‟individuazione di movimenti precursori e il monitoraggio di routine dei fenomeni di sinkholes mediante l‟uso di tecniche multi-interferogramma non è attualmente uno strumento operativo a causa, principalmente, dell‟insufficiente frequenza di acquisizione delle immagini satellitari nei confronti della velocità con cui evolvono tali fenomeni e, in secondo luogo, alla bassa risoluzione spaziale delle immagini satellitari disponibili nei confronti della scala spaziale che li caratterizza. L‟operatività della nuova missione spaziale COSMO-SkyMed apporterà, a questo proposito, un contributo molto importante grazie al miglioramento del campionamento temporale ottenibile mediante le analisi multi-interferogramma e all‟aumento della risoluzione spaziale delle immagini acquisite (cfr. 2.2).

Le aree sismiche e quelle vulcaniche possiedono caratteristiche tali da potere essere analizzate e monitorate mediante interferometria radar satellitare, infatti, queste sono caratterizzate da deformazioni estremamente lente e riguardano generalmente aree molto estese (Fig. 33).

Fig. 32 - Subsidenza nell‟area di Prato e Pistoia, rilevata grazie all‟analisi PS eseguita su dati ERS1/2 relativi al periodo 1992-2002 (Canuti et al., 2005a).

Fig. 33 - Individuazione dei fenomeni di deformazione associati alla presenza di attività vulcanica nei Campi Flegrei mediante analisi PS di dati ERS1/2 discendenti del 1992-2001 (Casagli et al., 2008b).

3  Immagini SAR satellitari e tecniche di elaborazione

39 Per quanto riguarda i fenomeni franosi, si può analizzare l‟applicabilità delle tecniche interferometriche satellitari in relazione alle loro diverse tipologie o meccanismi, nonché in base alla velocità che li caratterizza, alla loro dimensione, alla scala temporale e all‟uso del suolo (come discusso nelle sezioni che seguono).

Facendo riferimento alle diverse tipologie di fenomeni franosi individuate nella classificazione di Cruden & Varnes (1996) e tenendo conto delle diverse tipologie di materiali coinvolti, l‟applicabilità delle tecniche interferometriche satellitari è schematizzata nella tabella 4.

TIPOLOGIA DI FRANA Materiale conivolto Applicabilità InSAR satellitare

Crollo Roccia/detrito/terra NO/Parzialmente

Ribaltamento Roccia/detrito/terra NO/Parzialmente

Scivolamento Roccia SI Detrito/terra SI Colata Roccia SI Terra Parzialmente Detrito NO

Espansione Roccia/detrito/terra Parzialmente

Tabella 4 - Applicabilità delle tecniche InSAR satellitari alle diverse tipologie di frane individuate da Cruden & Varnes nel 1996. Rappresentazione schematica delle diverse tipologie di frana, modificata da http://pubs.usgs.gov/fs/2004/3072/fs-2004-3072.html.

I fenomeni di crollo e ribaltamento sono difficilmente osservabili mediante interferometria da satellite a causa della rapidità con cui si sviluppano. Benché in letteratura non esistano esempi di questo tipo di applicazione, è ipotizzabile che le configurazioni multi- interferogramma siano in grado in determinate condizioni, quali il caso di crolli localizzati in corrispondenza della parte superiore dei versanti, di misurare i movimenti precursori che precedono il distacco e la caduta del materiale, nonché la fase iniziale di un ribaltamento lento.

Per il monitoraggio dei fenomeni di scivolamento, le tecniche interferometriche satellitari hanno dato ottimi risultati, sia per movimenti traslativi sia rotazionali (es. Rizzo & Tesauro, 2000; Casagli et al., 2004; Colesanti & Wasowski, 2004; Casagli et al., 2005; Strozzi et al., 2005; Casagli et al., 2006a).

Per le colate, in funzione del materiale coinvolto, si possono ottenere risultati diversi. I fenomeni in roccia, caratterizzati da movimenti generalmente molto lenti distribuiti in maniera continua all'interno della massa spostata senza una ben definita superficie di dislocazione, risultano monitorabili mediante interferometria SAR da satellite. Le colate in terra lo sono soltanto fino a quando il contenuto d‟acqua è limitato e i movimenti rimangono molto lenti (Allemand et al., 2003). Le colate di detrito, a causa dell‟estrema rapidità con cui si sviluppano, sono invece fuori dalle capacità di misura delle tecniche InSAR.

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I fenomeni di espansione laterale possono essere parzialmente controllati, misurandone la componente de formativa sub-verticale, legata alla subsidenza dei livelli competenti ed indotta dall‟estensione sub-orizzontale di livelli sottostanti a minor competenza. Chiaramente, le espansioni di terreni soffici a seguito di fenomeni di liquefazione non sono misurabili mediante interferometria da satellite a causa della loro rapidità.