Piano Straordinario di Telerilevamento (PST-A) Lotto 2

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1 Piano Straordinario di Telerilevamento (PST-A) Lotto 2 MAPPE DI MISURE DI ACCELERAZIONI DERIVATE 1 INTRODUZIONE 1.1 Scopo del documento Lo scopo del documento è quello di descrivere il prodotto mappe di misure di accelerazioni derivate realizzato nell ambito della fornitura 1A Aggiornamento della Base Dati del PCN tramite produzione del DataSet relativo a tutte le aree di dissesto idrogeologico di tutto il territorio nazionale ottenuto mediante telerilevamento basato sull'interferometria relativa al Lotto 2 per la realizzazione del sistema informativo del Piano Straordinario di Telerilevamento Ambientale. 1.2 Sommario Il documento è strutturato come segue: Il Capitolo 1 è un introduzione. Il Capitolo 2 contiene la descrizione del prodotto 1.3 Documenti Applicabili [A1] Contratto per Fornitura di Dati, Sistemi e Servizi per la Realizzazione del Sistema Informativo del Piano Straordinario di Telerilevamento Ambientale (PST-A)- N.di Rep 141 del 12/02/2008 [A2] Fornitura di Dati, Sistemi e Servizi per la Realizzazione del Sistema Informativo del Piano Straordinario di Telerilevamento Ambientale (PST-A)_Lotto 2- Perizia di Variante n. 1 DDS/2008/ [A3] Progetto Esecutivo Doc. OT_PSA-PLA-000-PST [A4] Configurazione e Installazione dei Database Postgresql per i prodotti interferometrici da SAR OT_PSA-NT-000-PST

2 2 Mappe di misure di accelerazioni derivate 2.1 Introduzione Nel progetto sono state effettuate elaborazioni di dati satellitari SAR ERS ed ENVISAT su intervalli temporali disgiunti. Nel caso dei dati ERS, il periodo elaborato va dal 1992 al 2000, nel caso dei dati ENVISAT dal 2003 al Le due serie di dati sono dunque separate da un intervallo di circa quattro anni. Allo scopo di avere una migliore discriminazione delle aree del territorio italiano soggette a movimenti anomali, ritenuta importante per la determinazione del rischio idrogeologico, si è deciso di elaborare delle misure di accelerazioni derivate. Dalle velocità medie ottenute dalle elaborazioni di dati ERS ed ENVISAT, sono state individuate le aree presenti in entrambe le serie di dati e con la stessa geometria: ERS ascendente con ENVISAT ascendente, ERS discendente con ENVISAT discendente. All'interno di queste aree sono stati effettuati dei confronti tra le velocità stimate nell'intervallo di tempo con dati ERS e quelle stimate nell'intervallo temporale con dati ENVISAT: il risultato di questi confronti è un indice della variazione delle velocità stimate nei due intervalli di tempo. In Figura 1 sono evidenziati con poligono di color rosso i gruppi, oggetto della consegna, ottenuti dall elaborazione di dati satellitari ERS ed ENVISAT nelle due geometrie di osservazione ascendente e discendente. (a) (b) (c) (d) Figura 1 Copertura ottenuta dall elaborazione di dati satellitari SAR ERS ascendente (a), ERS discendente (b), ENVISAT ascendente (c) e ENVISAT discendente (d). I poligoni rossi indicano i gruppi consegnati. 2.2 Specifica del prodotto Le misure di accelerazioni derivate fornite sono due, una relativa alla geometria di osservazione ascendente e l altra relativa alla geometria di osservazione discendente.

3 Ciascuna misura contiene gli indici di variazione delle velocità relative ai punti individuati e misurati dalle elaborazioni ERS ed ENVISAT all'interno di determinate aree. Relativamente a ciascuna area, sono state calcolate la media, la deviazione standard e la mediana delle velocità dei punti individuati tramite l'elaborazione ERS e quelle relative ai punti individuati tramite l'elaborazione ENVISAT. L'indice di variazione calcolato è ottenuto sottraendo la velocità media relativa all'elaborazione ERS a quella ENVISAT. La variazione misurata si riferisce all area di intersezione fra i rispettivi gruppi ERS ed ENVISAT. Dato il carattere locale della misura, è stata rimossa l eventuale polarizzazione sottraendo il valore mediano di ciascuna elaborazione. Per ciascuna area e ciascuna geometria di osservazione sono fornite le seguenti informazioni: indice di variazione numero di punti ERS che ricadono nell'area velocità media dei punti ERS deviazione standard delle velocità dei punti ERS numero di punti ENVISAT che ricadono nell'area velocità media dei punti ENVISAT deviazione standard delle velocità dei punti ENVISAT riferimento ai gruppi ERS ed ENVISAT da cui sono stati ricavati i dati Copertura e risoluzione spaziale L indice di variazione è fornito solo nelle aree caratterizzate da movimenti omogenei in cui siano disponibili entrambe le misure interferometriche ottenute dall elaborazione dei dati dei satelliti ERS ed ENVISAT e con la stessa geometria di osservazione. Al fine di determinare la copertura del prodotto misure di accelerazioni derivate, il territorio italiano è stato partizionato su una griglia di 100 m per 100 m. Successivamente sono state calcolate tutte le possibili intersezioni tra i gruppi ERS e quelli ENVISAT. Per ciascuna intersezione, sono state prese in considerazione solo quelle aree della griglia in cui sono presenti almeno tre misure ERS e tre misure ENVISAT. Le aree in cui erano presenti entrambe le misure in geometria ascendente e discendente sono riportate in Figura 2 (a) e (b), in colori rosso e verde rispettivamente. (a) (b) Figura 2 Area in cui è possibile il confronto in geometria ascendente (a, rosso) e discendente (b, verde).

4 2.2.2 Direzione di misura Le misure di accelerazione derivata riguardano solo la componente lungo la linea di vista del sensore. In particolare, le misure derivate dalle acquisizioni SAR ascendenti e discendenti sono caratterizzate da direzioni di vista differenti, e quindi costituiscono due insiemi di misure indipendenti Proiezione geografica Le aree corrispondenti alle misure saranno indicati in un sistema di riferimento geografico WGS84, come indicato nelle raccomandazioni INSPIRE Formato Per omogeneità rispetto ai prodotti interferometrici ed agevolare le fasi di caricamento dei dati nei sistemi del cliente si è convenuto di fornire tutti i prodotti vettoriali attraverso file di esportazione (dump files) corrispondenti a tabelle direttamente re-importabili in un database PostgreSQL con estensione spaziale PostGIS. I campi sono i seguenti: ers_cluster, identificativo del cluster ERS ers_count, numero di punti dell'elaborazione ERS che ricadono nell'area ers_vel, velocità media dei punti ERS ers_stdev, deviazione standard delle velocità dei punti ERS env_cluster, identificativo del cluster ENVISAT env_count, numero di punti dell'elaborazione ENVISAT che ricadono nell'area env_vel, velocità media dei punti ENVISAT env_stdev, deviazione standard delle velocità dei punti ENVISAT indice_variazione, indice di variazione lineage, frame ERS ed ENVISAT da cui sono stati presi i dati 3 Risultati Il risultato del confronto consiste di due mappe rappresentative della differenza di velocità media misurata nell intervallo temporale con dati ERS, e con dati ENVISAT. Le differenze si riferiscono ad aree di estensione di 100 m x 100 m per una copertura complessiva di quasi kmq in entrambe le geometrie. Il confronto si riferisce ad oltre dieci milioni di PS complessivi tra ERS ed ENVISAT. Il risultato del confronto è riportato in Figura 3 per quanto riguarda la geometria ascendente e in Figura 5 per la geometria discendente. Per avere una valutazione numerica oltre che qualitativa è stato valutato anche l istogramma della differenza, ed è riportato in Figura 4 e Figura 6, rispettivamente per la geometria ascendente e discendente. Circa il 95% delle aree presenta variazioni inferiori a 2 mm/anno fra i due periodi. Considerando l accuratezza della singola misura, per tali aree si può affermare che i fenomeni osservati abbiano mantenuto gli stessi andamenti nel tempo. Le principali differenze su larga scala si riscontrano in corrispondenza di due aree soggette a fenomeni vulcanici, l Etna e i campi Flegrei, di diverse aree di subsidenza lungo la via Emilia, e una vasta area in Umbria. Differenze a carattere locale sono spesso dovute

5 alla differente distribuzione dei PS identificati all interno di ciascuna area di 100 m x 100 m su cui è stato effettuato il confronto. Differenza di velocità media (mm/anno) < > 9 Figura 3 Differenza fra le velocità medie misurate nel periodo da dati ENVISAT e quelle relative al periodo da dati ERS in geometria ascendente. 1.00E E E E E E E E-01 Differenza Figura 4 Statistiche differenza fra le velocità medie misurate nel periodo da dati ENVISAT e quelle relative al periodo da dati ERS in geometria ascendente.

6 Differenza di velocità media (mm/anno) < > 9 Figura 5 Differenza fra le velocità medie misurate nel periodo da dati ENVISAT e quelle relative al periodo da dati ERS in geometria discendente. 1.00E E E E E E E E-01 Differenza Figura 6 Statistiche differenza fra le velocità medie misurate nel periodo da dati ENVISAT e quelle relative al periodo da dati ERS in geometria discendente.

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