L’evoluzione della tecnica interferometrica differenziale SAR: verso un Servizio europeo per il monitoraggio del movimento del suolo

"Le tecniche A-DInSAR hanno subito un forte sviluppo negli ultimi 20 anni, consentendo di realizzare progetti di monitoraggio su vasta area": in Italia, 3 regioni con servizi di monitoraggio di questo tipo

DInSAR è la sigla che definisce la tecnica interferometrica differenziale SAR. Su di essa si basano le iniziative di monitoraggio della deformazione su vasta area. Le tecniche DInSAR avanzate (A-DInSAR), che si basano su grandi set di immagini radar ad apertura sintetica (SAR) e di Copernicus Sentinel-1, sono l’oggetto di uno studio appena pubblicato su MDPI.

“Le tecniche A-DInSAR hanno subito un forte sviluppo negli ultimi 20 anni. Nel contesto di questo studio, il risultato più importante di questo sviluppo è la capacità di elaborare grandi set di immagini SAR, quindi di realizzare progetti di monitoraggio A-DInSAR su vasta area. In Europa, ci sono diverse iniziative per creare servizio di movimento del suolo (GMS) su vasta area. Lo studio descrive i più importanti servizi di monitoraggio della deformazione A-DInSAR a livello nazionale e regionale in Europa. Norvegia, Germania e Danimarca hanno finalizzato i loro GMS basati sulle immagini di Sentinel-1. I Paesi Bassi stanno finalizzando la sua implementazione. In Italia, un GSM nazionale è ancora in fase di implementazione, ma 3 regioni hanno già creato i loro GMS. Altri Paesi europei stanno discutendo, sviluppando o testando i loro GMS”, si legge nello studio.

Il primo GMS nazionale, precursore di quelli basati su Sentinel-1, è stato il Piano italiano straordinario di telerilevamento dell’ambiente, lanciato nel 2007 con lo scopo di coprire l’intera penisola italiana con i dati interferometrici derivati dalle immagini SAR di ERS 1/2, Envisat e COSMO-SkyMed. Una piattaforma di diffusione garantisce la possibilità di ottenere i dati solo su richiesta. È in corso l’implementazione di un nuovo GMS nazionale basato sui dati di Sentinel (1A, B) e COSMO-SKyMed come parte del piano strategico italiano Space Economy. Questo servizio sarà realizzato prendendo in considerazione le esigenze e le necessità degli utenti raccolte da comunità consolidate di utenti GMS, come reti di indagini geologiche e agenzie ambientali (nazionali e regionali) e il sistema nazionale di protezione civile. Il servizio fornirà mappe della velocità calibrate con i dati del sistema satellitare globale di navigazione per attività differite e quasi in tempo reale. Su richiesta, saranno effettuati servizi per affrontare specifiche aree o eventi di pericolo, per esempio emergenze sismiche o vulcaniche”, scrivono gli autori.

Toscana, Valle d’Aosta e Veneto hanno implementato, in tempi diversi, servizi di monitoraggio regionale interamente basati sui prodotti A-DInSAR derivati da Sentinel-1. Questi servizi sono considerati sistemi di monitoraggio quasi in tempo reale. Nel 2016, la Toscana ha lanciato il primo esempio di tale servizio, seguita nel 2018 dalla Valle d’Aosta e nel 2019 dal Veneto. I servizi di monitoraggio si basano su due differenti linee di base temporali: mappatura in differita e monitoraggio quasi in tempo reale. La prima attività produce database del movimento attivo del suolo come istantanee di deformazione in un determinato momento. I risultati sono pensati per scopi di pianificazione territoriale e mappatura del geo-rischio. La seconda attività genera mappe che evidenziano tutti i punti di misurazione con comportamento anomalo per ogni nuovo ciclo di elaborazione. Questi dati sono rilevanti per la gestione del rischio e le attività della protezione civile: in questo approccio di monitoraggio, i dati radar satellitari alimentano una catena decisionale per la mitigazione del rischio idrogeologico. Con i dati radar satellitari possono iniziare le strategie per la riduzione del rischio, dando priorità a quelle instabilità che rappresentano una grande minaccia e sono considerate più urgenti”, riportano gli autori.

Lo studio sintetizza che “in Europa c’è una chiara tendenza verso la creazione di GMS su vasta area basati sui dati di Sentinel-1 e sulle tecniche A-DInSAR. Alcuni dei GMS sono già operativi. Questo dimostra la fattibilità di questi servizi. La grande maggioranza dei GMS garantisce accesso aperto e libero ai risultati A-DInSAR. EGMS (Servizio europeo per il movimento del suolo), parte del servizio di monitoraggio della terra di Copernicus, rappresenta il più importante sistema di monitoraggio della deformazione A-DInSAR su vasta area mai realizzato. EGMS permetterà a nazioni e regioni che gestiscono un GMS di diversificare le loro attività (per esempio, elaborando immagini radar ad altissima risoluzione o aumentando la frequenza temporale del rilascio dei prodotti del servizio). Per la prima volta, i Paesi europei avranno accesso a risultati A-DInSAR gratuiti, standardizzati e di qualità. EGMS è una grande opportunità per aumentare la conoscenza e l’utilizzo dei risultati A-DInSAR nei Paesi in cui la disponibilità e l’utilizzo di tali dati è limitata o in via di sviluppo”.