L'Interferometria SAR (InSAR) combina immagini radar per misurare cambiamenti superficiali con precisione millimetrica. Principali vantaggi:
- 🌍 Operatività in qualsiasi condizione
Penetrazione nuvole/oscurità grazie alle microonde;
- 📏 Precisione millimetrica
Rilevamento deformazioni fino a 0.7mm/anno;
- 🛰️ Copertura ampia
Singola acquisizione copre centinaia di km².
Interferometria di fase ed elaborazione
Differenza di fase e calcolo deformazioni
L'InSAR confronta la fase di segnali radar per rilevare cambiamenti superficiali. Processo chiave:
- Registrazione immagini (precisione sub-pixel)
Allineamento preciso delle immagini SAR;
- Generazione interferogramma
Calcolo differenze di fase tra immagini;
- Svolgimento fase
Rimozione ambiguità periodiche;
- Calcolo deformazioni
Conversione in dati di spostamento usando parametri orbitali.
Vincoli di base temporale e spaziale
- Base temporale
Base temporale: L'intervallo tra due osservazioni deve adattarsi alla velocità di deformazione. Ad esempio, la banda C (es. satellite Sentinel-1) è adatta per il monitoraggio rapido con basi temporali brevi (<84 giorni, come i terremoti), mentre la banda L (es. satellite ALOS-2) con basi temporali lunghe (>360 giorni) è più adatta per l'analisi di movimenti tettonici lenti.
- Base spaziale
La componente verticale della distanza orbitale deve essere controllata entro una soglia (es. banda C <300m) per evitare la decoerenza del segnale. Basi spaziali troppo lunghe aumentano il rumore di fase, richiedendo correzioni algoritmiche o ottimizzazione orbitale.
- Evoluzione della tecnologia InSAR temporale
L'analisi interferometrica tradizionale (D-InSAR) è vulnerabile al rumore atmosferico e alla decoerenza. La tecnologia InSAR temporale elabora immagini multitemporali (tipicamente 20-100 scene) separando trend deformativi a lungo termine, fluttuazioni stagionali e rumore casuale.
- PS-InSAR (Tecnologia dei bersagli permanenti)
Estrae sequenze di deformazione ad alta precisione in aree urbane utilizzando bersagli stabili (edifici, ponti);
- SBAS-InSAR (Tecnologia a piccole basi)
Migliora la disponibilità dati in aree vegetate selezionando coppie interferometriche con brevi basi spaziali;
- DS-InSAR (Tecnologia dei bersagli distribuiti)
Potenziamento del monitoraggio in terreni complessi attraverso le proprietà statistiche dei bersagli naturali.
Applicazioni ingegneristiche: da rischi geologici alla sicurezza urbana
Prevenzione e valutazione dei rischi geologici
- Monitoraggio frane
Nel caso della frana di Baige sul fiume Jinsha (2018), l'InSAR ha identificato precocemente la fase di accelerazione, combinando modelli di velocità inversa (INV) per prevedere finestre temporali critiche.
- Analisi deformazione sismica
L'InSAR mappa i campi di deformazione cosismica, quantificando lo slittamento delle faglie. Es: La mappa del terremoto di Landers (1992) è stata pubblicata sulla copertina di 《Nature》.
Sicurezza delle infrastrutture urbane
- Controllo subsidenza
L'Aeroporto di Pechino ha raggiunto precisione 0.1 mm utilizzando corner reflector (CR) per monitorare l'estensione delle fessure;
- Stabilità argini di bacini
Tecnologie brevettate consentono monitoraggio millimetrico su rocce basculanti, rivelando meccanismi di frattura progressiva;
- Monitoraggio gallerie metropolitane
Città come Shanghai utilizzano mappe di rischio subsidenza per guidare interventi strutturali.
Idrogeologia e gestione risorse
- Monitoraggio recupero falde
Nella Cina settentrionale, l'InSAR ha rilevato un ritardo di 3-6 mesi tra precipitazioni e recupero delle falde;
- Controllo subsidenza giacimenti petroliferi
Ottimizza schemi di iniezione d'acqua per prevenire collassi in campi estrattivi.
La tecnologia InSAR garantisce monitoraggio continuo con precisione millimetrica, catturando movimenti crostali da scale giornaliere a decennali con risoluzione spaziotemporale senza precedenti.