L’Interferometria SAR Terrestre per il monitoraggio geotecnico e strutturale

1. Introduzione

Negli ultimi anni, le tecniche di telerilevamento stanno acquisendo un’importanza sempre maggiore nell’ambito del monitoraggio geotecnico e strutturale. Le tecniche di telerilevamento hanno introdotto la filosofia del monitoraggio “non a contatto”, infatti permettono di monitorare l’area di interesse con strumentazioni posizionate a distanza, sfruttando la naturale riflessione delle onde elettromagnetiche da parte degli oggetti ricadenti nel campo di vista strumentale. L’Interferometria SAR Terrestre (comunemente denominata TInSAR, Terrestrial Interferometric Synthetic Aperture Radar) rappresenta una delle tecniche più efficaci e performanti di monitoraggio da remoto.
Nello specifico, la tecnica TInSAR permette il monitoraggio degli spostamenti superficiali di elementi antropici (es. strutture e infrastrutture) e naturali (es. versanti naturali) raggiungendo accuratezze sub-millimetriche.
Il presente articolo ha l’obiettivo di far comprendere le potenzialità ed i limiti di tale tecnica nell’ambito del monitoraggio geotecnico e strutturale, attraverso una breve descrizione dei suoi principi operativi e la presentazione di alcuni casi applicativi.

2. Principi operativi dell’Interferometria SAR Terrestre

2.1. Descrizione della Tecnica
L'Interferometria SAR (Synthetic Aperture Radar) è una tecnica di rilevamento da remoto utilizzata per il monitoraggio degli spostamenti superficiali che consente di raggiungere accuratezze sub-millimetriche (Hanssen, 2001). La tecnologia SAR trova applicazione su piattaforme satellitari, aeree e terrestri.
La tecnica TInSAR (Terrestrial Interferometric Synthetic Aperture Radar) si basa sull’utilizzo di un sensore radar attivo installato su una piattaforma terrestre, che trasmette il segnale (costituito da microonde in banda Ku) e ne riceve gli echi di ritorno dai bersagli riflettenti. Nella configurazione più comune, il sensore è costituito da due antenne (una trasmittente e una ricevente) e si muove lungo una traiettoria predefinita grazie ad un binario lineare (come schematizzato in Figura 1) o a un sistema ruotante, acquisendo immagini radar durante tale movimento. Il processo di focalizzazione delle immagini acquisite durante la scansione consente di ottenere immagini SAR bidimensionali (Luzi, 2010; Mazzanti, 2011, 2012; Monserrat et al., 2014).
Le immagini SAR sono costituite da una matrice di pixel le cui dimensioni in range (direzione congiungente strumento-scenario) e in cross-range (direzione ortogonale a quella di range sul piano orizzontale, Figura 2) sono strettamente legate alle caratteristiche strumentali (es. banda di frequenza utilizzata, lunghezza del binario, ecc.) (Curlander e McDonough, 1991).

Figura 1: schema di acquisizione di un sistema TInSAR su binario lineare (da Bozzano et al 2008 modificata).



Figura 2: schema rappresentativo di un’immagine TInSAR focalizzata (da Bozzano et al. 2008 modificata).

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articolo a cura di 

NHAZCA S.r.l., Spin-off di Università degli Studi di Roma “La Sapienza”