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| Fig. 1 Geometria del sistema di acquisizione tomografico |
La focalizzazione SAR Multidimensionale 3D e 4D (spazio-tempo), più comunemente nota come Tomografia SAR e dimostrata per la prima volta con dati satellitari dai ricercatori dell’IREA, è una tecnica innovativa di analisi di dati SAR multipassaggio, evoluzione dei classici metodi interferometrici. Grazie ad essa è oggi possibile effettuare vere e proprie ricostruzioni 3D della scena osservata con un elevato grado di dettaglio. Attualmente essa rappresenta la più efficace tecnologia SAR per il monitoraggio di aree complesse, come ad esempio gli scenari urbani, ed è utilizzata a livello operativo dall’Agenzia Spaziale Tedesca per il monitoraggio e l’analisi di aree complesse con il sensore TerraSAR-X.
Tale tecnologia opera come un vero e proprio “radar scanner”, che permette di “scrutare” (3D Imaging) da satellite i dettagli della scena osservata con un notevole grado di precisione consentendo anche di risolvere i problemi di distorsione geometrica, intrinseci al sistema SAR, in aree caratterizzate da un’alta densità di strutture verticali, come le aree urbane, che causano la sovrapposizione di ritorni da porzioni differenti della struttura in osservazione. Estendendo il modello tomografico nel dominio del tempo (Tomografia SAR Differenziale o 4D Imaging), è possibile monitorare accuratamente le eventuali deformazioni temporali dei target al suolo. Recentemente la disponibilità di dati ad alta risoluzione spaziale forniti dai sensori satellitari di nuova generazione (quali la missione spaziale tedesca TerraSAR-X e quella italiana Cosmo-Skymed) consente di stimare deformazioni millimetriche delle singole strutture al suolo, come quelle dovute a fenomeni di dilatazione termica (5D Imaging).
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Fig. 2 Visualizzazione in Google Earth della ricostruzione
3D di un edificio a valle dell’elaborazione tomografica
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Nel caso di scenari urbani la possibilità di ottenere dettagliati modelli 3D delle singole strutture al suolo (ad esempio edifici ed infrastrutture) e di monitorarne ad alta risoluzione la deformazione nel tempo rappresenta un importante vantaggio nell’ambito del monitoraggio urbano e quindi per il controllo del territorio e la gestione di situazioni di rischio.
L’attività di ricerca dell’IREA, avanzando parallelamente al progresso tecnologico dei sensori, ha consentito di potenziare le preesistenti tecniche tomografiche. Infatti, al giorno d’oggi le ricostruzioni tomografiche dell’intera scena osservata sono caratterizzate da una considerevole densità spaziale. Per tal motivo esse iniziano ad essere considerate paragonabili ai risultati ottenibili tramite un’analisi basata su sensori ottici tipicamente utilizzati per le ricostruzioni 3D di edifici, come il LiDAR, ma con il vantaggio della visione sinottica.
Fig. 3 Distribuzione su un ponte del coefficiente di dilatazione termica
stimato grazie all’elaborazione tomografica (5D Imaging) con precisione
millimetrica, sovrapposta ad un’immagine di Google Map
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Vista aerea dello stesso ponte (immagine da Bing Maps)
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