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”

Luigi EspositoMatr.: 0622500179

Docente: Prof. Ing. Michele Calvello

SOMMARIO

1. Illustrazione caso di studio;

2. Presentazione del lavoro sviluppato dagli autori;

3. Analisi critica del lavoro.

ILLUSTRAZIONE CASO DI STUDIO

VALLCEBRE, SPAGNA

L’ età della frana di Vallcebre (tuttora attiva) non è nota, ma è certo che essa è attiva da diversi secoli!!!

Vista della frana di Vallcebre

Georeferenziazione del 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.

ILLUSTRAZIONE CASO DI STUDIO

Schema geomorfologico della frana di Vallcebre

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!

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

Riflettori radar usati nel monitoraggio

PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORIDue 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:

ORIENTAMENTO DEI RIFLETTORI 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

Orientamento del riflettore radar

ANALISI DEI DATI

PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI

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

ANALISI DEI DATI

PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI

1. Selezione di un pixel di riferimentoSe 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 DFk

Orbit_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

ANALISI DEI DATI

PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORI

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 AUTORIANALISI DEI DATI

DF14full(CRi, CRR) = DF13

full(CRi, CRR) + DF34full(CRi,CRR)

Analisi delle fasi interferometriche di sette CR

PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORIANALISI DEI DATI

Posizione dei CR e spostamenti LOS cumulati

PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVILUPPATO DAGLI AUTORIANALISI DEI DATI

ANALISI CRITICA DEL LAVOROELEMENTI 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 LAVOROELEMENTI 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.