Stima del livello di inondazione da immagini HR SAR : Confronto tra l'approccio Globale e Locale

Lo studio, presentato in questo elaborato di tesi, affronta il problema della stima del livello di inondazione di aree urbane a partire da immagini SAR (Radar ad Apertura Sintetica). In questo lavoro si fa ampia trattazione di due diversi approcci, quello locale e quello globale, che rendono possibile tale stima. L’attenzione è poi focalizzata sul loro confronto. La tesi è stata sviluppata utilizzando due immagini High Resolution (HR) SAR acquisite dal sensore TerraSAR-X e rese disponibili dal GermanAerospace Center, DLR. Entrambe le immagini si riferiscono alla regione del Gloucestershire (U.K.); la prima è riferita all’alluvione avvenuta nel Luglio 2007, mentre, la seconda è stata acquisita nel Luglio 2008 in assenza di inondazione.In particolare l’area di interesse, oggetto di questa trattazione, è la cittadina di Tewkesbury. Vengono evidenziati i notevoli miglioramenti ottenuti grazie all’ausilio delle immagini ad alta risoluzione (HR). Difatti, fino a pochi anni fa la risoluzione delle immagini era tale da poter distinguere soltanto oggetti a terra di dimensioni dell’ordine delle decine di metri. Ultimamente, invece, grazie al progresso tecnologico, le agenzie spaziali sono riuscite ad acquisire immagini con risoluzione di pochi metri fornendo particolari del tutto inaspettati.Un aspetto fondamentale, da non trascurare, del telerilevamento radar risiede nel monitoraggio di catastrofi e nella rapida individuazione delle zone colpite. Un utilizzo intelligente di tali immagini è in grado di fornire informazioni aggiornate e velocemente disponibili, in modo da poter migliorare la gestione delle situazioni di emergenza dovute a calamità naturali. La tesi è stata strutturata nel modo seguente.
Nel capitolo I viene introdottoil telerilevamento. Se ne sottolinea l’importanza e si spiegano i vantaggi che, da esso, si possono ottenere. Vengono inoltre introdotti i sensori ed, infine, si discute sulle informazioni contenute in un immagine telerilevata.
Il capitolo II tratta il radar ad apertura sintetica (SAR)ed il suo funzionamento; viene spiegato il concetto di risoluzione e vengono, inoltre, evidenziati gli effetti di distorsione geometrica presenti sulle immagini HR SAR.
Nel capitolo III viene introdotto il modello elettromagnetico canonico di campo diffuso da un edificio e vengono descritti i contributi di riflessione singola, doppia e tripla. Viene illustrata la posizione di tali contributi su immagini SAR.
Nel capitolo IV sono esposti i parametri geometrici e radiometrici stimabili da un’immagine HR SAR ed il legame tra la radar cross sectione l’altezza. Viene descritta la procedura per stimare l’altezza di un edificio a partire dalla striscia di doppia riflessione ed, infine, si analizza la fenomenologia dell’acqua in immagini HR SAR.
Nel capitolo V viene analizzato il sensore TerraSAR-X utilizzato per l’acquisizione delle immagini HR SAR e le sue modalità di funzionamento. Sono descritte le procedure per l’apertura delle immagini d’interesse mediante i due differenti software adoperati: ENVI ed IDL.
Nei capitoliVI e VIIsono presentati nel dettaglio i due diversi approcci,global approachelocalapproach, per estrarre il livello di inondazione a partire daimmagini SAR.
Al capitolo VIII è trattato il caso di studio oggetto della tesi. Sono, infine, mostrati e valutati i risultati di misura ottenuti mediante il localapproach e il global approach.