Visualizzazione e classificazione

I dati ottenuti da un‟elaborazione interferometrica differenziale, consistono in immagini

raster relative all‟area di interesse, nelle quali sono registrati i valori di deformazione misurati

nell‟intervallo di tempo che intercorre tra le due acquisizioni scelte per implementare l‟analisi. La distribuzione spaziale di queste misure di deformazione non è omogenea, infatti, durante la fase di processing, vengono selezionati solo i pixel caratterizzati da elevati valori di coerenza del segnale (cfr. 2.3), ovvero i punti in cui l‟ipotesi fondamentale dell‟interferometria è maggiormente rispettata.

I risultati di un‟analisi interferometrica differenziale possono essere integrati agevolmente in ambiente GIS e sovrapposti alla base cartografica prescelta (cartografia tecnica regionale, a DTM o ortofoto). Generalmente, le mappe ottenute sono visualizzate in funzione della deformazione misurata nell‟intervallo di tempo che intercorre tra l‟acquisizione delle due immagini della coppia interferometrica, mediante l‟uso di una apposita scala di colori. In tale rappresentazione, le aree caratterizzate da deformazioni contenute e che possono quindi considerarsi stabili, sono rappresentate solitamente in verde, mentre le aree caratterizzate da deformazioni in allontanamento e in avvicinamento rispetto al sensore sono rappresentate rispettivamente in rosso e in blu (Fig. 35).

Per convenzione, valori di velocità di segno negativo indicano un allontanamento del terreno dal satellite, mentre segni positivi indicano movimenti in avvicinamento al satellite.

I valori di deformazione caratteristici delle aree stabili non sono assoluti, bensì dipendono strettamente dalla lunghezza d‟onda del segnale utilizzato (cfr. 2.2), dall‟accuratezza delle misure ottenute (centimetrica) e dalle caratteristiche evolutive del fenomeno di interesse.

Fig. 35 - Mappa di spostamento della frana del Ruinon (in grigio) nel periodo 10/10/94-23/11/94. In nero è riportata l‟ubicazione della strumentazione in situ (Strozzi et al., 2005).

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I dati ottenuti da un‟elaborazione interferometrica multi-immagine, consistono invece in un insieme di punti appartenenti all‟area di interesse, in corrispondenza dei quali sono immagazzinati i valori di deformazione misurati nell‟intervallo di tempo coperto dalle acquisizioni scelte per implementare l‟analisi. Grazie al loro formato di registrazione (vettoriale), i risultati ottenuti per mezzo di un‟analisi multi-interferogramma possono essere agevolmente integrati in ambiente GIS e sovrapposti alla base cartografica prescelta (cartografia tecnica regionale, DTM o ortofoto).

I punti di misura ottenuti sono quindi importati sul supporto prescelto e successivamente visualizzati in funzione della velocità media di spostamento registrata nel periodo coperto dalle acquisizioni, mediante l‟uso di una scala di colori. Una scelta comune consiste nell‟adottare una scala di colori graduati, centrata sul valore zero di velocità e con classi di ampiezza regolare per apprezzare anche variazioni contenute del tasso di deformazione. Un esempio di scala di colori utilizzabile è riportato nella Fig. 36, in cui le tonalità di colore passano gradualmente dal rosso, al verde e al blu, con classi di dimensioni uniformi e velocità saturate in funzione della variabilità dei colori presenti e in funzione dei valori minimi e massimi di velocità registrati nell‟area di interesse. Così come è stato detto per la rappresentazione dei risultati delle analisi DInSAR, anche per le analisi multi-interferometriche i valori di velocità di segno negativo indicano convenzionalmente un allontanamento del bersaglio dal satellite, mentre segni positivi indicano movimenti in avvicinamento.

Fig. 36 - Esempio di rappresentazione del dato radar satellitare multi-interferometrico secondo una scala di colori graduati, con intervallo di variazione compreso tra ± 10 mm/anno (Prati & Ferretti, 2007b).

La scelta del corretto intervallo di variazione del campo di velocità dei bersagli radar può essere agevolata dalla visualizzazione dell‟istogramma che riporta la distribuzione di frequenza dei valori di velocità registrati nel dataset di interesse, allo scopo di mettere in luce la variabilità dei valori di velocità registrati. Inoltre, gli estremi della scala di colore non devono essere eccessivamente ampi rispetto alla distribuzione dei valori di velocità, per evitare che la maggior parte dei punti ricada all‟interno della classe centrale (verde) né, dall‟altra parte, devono essere troppo ristrette. Infatti, benché riducendo gli estremi dell‟intervallo si faciliti l‟individuazione più dettagliata delle variazioni spaziali del fenomeno analizzato, bisogna tenere conto che non si può scendere al di sotto della risoluzione della tecnica utilizzata.

4  Post-elaborazione di dati InSAR

47 La più utilizzata rappresentazione dei bersagli radar ricavati mediante un‟analisi multi- interferogramma, consiste nella loro classificazione in funzione della velocità media di spostamento e nell‟uso di una scala di colori standard. In tale rappresentazione, la classe corrispondente ai punti considerati stabili viene generalmente rappresentata in verde, mentre le aree caratterizzate da deformazioni in allontanamento e in avvicinamento rispetto al sensore vengono rappresentate rispettivamente con le gradazioni tendenti al rosso e al blu (Fig. 37).

Generalmente, i valori di velocità di deformazione che delimitano la classe corrispondente ai punti considerati stabili, sono scelti pari a ±1,5 o ±2 mm/anno. L‟ampiezza di tale classe tuttavia dipende strettamente dalle caratteristiche delle immagini di partenza utilizzate per implementare l‟analisi interferometrica, dalla sensibilità della tecnica utilizzata e dalle caratteristiche evolutive del fenomeno di interesse.

Fig. 37 - Distribuzione della velocità media dei Permanent Scatterers sul centro abitato di Roma, alla confluenza del torrente Grotta Perfetta con il fiume Tevere, classificati in base alla velocità media di deformazione registrata nel periodo 1992-2000 e visualizzati su foto aerea (Casagli et al., 2008a).

Se sono disponibili elaborazioni interferometriche di immagini acquisite sia lungo orbite ascendenti che discendenti, per distinguere le due informazioni è preferibile visualizzare i rispettivi punti di misura radar con una simbologia diversa o su immagini differenti (Fig. 38). Infatti, per la maggior parte dei fenomeni di instabilità di versante, i bersagli radar che si trovano su una stessa area ma derivano da orbite diverse (ascendente e discendente) possono avere delle notevoli differenze nel tasso di deformazione imputabili alla diversa linea di vista (cfr. 2.1.2). A differenza delle frane, i fenomeni interessati prevalentemente da movimenti verticali, come la subsidenza, registreranno deformazioni molto simili lungo le due diverse geometrie.

Nel caso in cui siano disponibili le analisi su entrambe le geometrie di acquisizione, per facilitare la comprensione dei fenomeni, è possibile visualizzare i bersagli radar mediante dei vettori di direzione uguale a quella della linea di vista (LOS) proiettata sull‟orizzontale e di verso dato dal segno dello spostamento misurato (- allontanamento, + avvicinamento). In questo modo l‟interpretazione diventa più intuitiva (Fig. 39).

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Fig. 38 - Distribuzione dei Permanent Scatterers RADARSAT ascendenti e discendenti sull‟area di Cirò Marina (KT), classificati in base alla velocità media di deformazione nel periodo 2003-2005 (Casagli & Farina, 2006).

Fig. 39 - Bersagli radar ottenuti mediante elaborazione PS, visualizzati mediante vettori di direzione uguale a quella della LOS dei satelliti ERS1/2 proiettata sull‟orizzontale e di verso dato dal segno della deformazione misurata (SLAM, 2005).