Paolo Berardino
Tirocinante: Carmen Esposito
argomento/titolo: Sperimentazioni di focalizzazione di dati acquisiti con deviazioni di traiettoria
tutor: Gianfranco Fornaro
Università: Università Parthenope
Facoltà: Ingegneria
Corso di Laurea: Telecomunicazioni
Anno accademico: 2009
Tipo di tirocinio: Laurea I livello
Tirocinante: Raffaella Falco
argomento/titolo: Sperimentazioni di focalizzazione di dati acquisiti con deviazioni di traiettoria
tutor: Gianfranco Fornaro
Università: Università Parthenope
Facoltà: Ingegneria
Corso di Laurea: Telecomunicazioni
Anoo accademico: 2009
Tipo di tirocinio: Laurea I livello
Tirocinante: Salvatore Coppola
argomento/titolo: Sperimentazioni di elaborazione interferometrica con Software ROI-Pack
tutor: Gianfranco Fornaro
Università: Università Parthenope
Facoltà: Ingegneria
Corso di Laurea: Telecomunicazioni
Anno accademico: 2007
Tipo di tirocinio: Laurea I livello
Durante la campagna sperimentale del 2004, il sistema OrbiSAR è stato montato su un velivolo RockwellTurbo Commander 690A. Sono stati effettuati undici sorvoli sull’area di Collazzone (PG): sei il 24 agosto 2004, cinque il giorno seguente. In tale area sono stati collocati due corner reflector. Al termine del primo giorno di sorvoli è stato manualmente spostato un corner reflector in direzione verticale, in modo da ottenere una variazione della distanza antenna-corner di circa 7.77 mm (pari ad un quarto della lunghezza d’onda impiegata). Lo spostamento relativo tra i due corner (proiettato lungo la direzione di vista del radar) è rappresentato dalla linea continua in Figura; i triangoli rappresentano, invece, lo spostamento misurato nei 29 interferogrammi a nostra disposizione.
La Focalizzazione SAR Multidimensionale (Multidimensional SAR Imaging) o più comunemente Tomografia SAR (SAR Tomography) rappresenta una efficace estensione del principio di elaborazione interferometrica.
Diversamente dal classico approccio interferometrico, che fa uso della sola informazione di fase dei dati disponibili, le tecniche tomografiche elaborano l'intero segnale complesso, permettendo la ricostruzione del profilo di backscattering della superficie osservata in un dominio a 4 dimensioni che permette di localizzare gli oggetti nello spazio e di stimarne la deformazione.
Nel corso del dottorato di ricerca l'applicazione di queste tecniche a dati acquisiti dalle nuove generazioni di sensori ad alta risoluzione TerraSAR-X e Cosmo-Skymed ha dimostrato non solo l'efficacia, ma soprattutto la necessità di ricorrere a questo tipo di elaborazione soprattutto in contesti complicati come ad esempio le aree urbane, dove l'alta concentrazione di strutture verticali causa forti interferenze nelle immagini radar.
dottorando: Diego Reale
tutor: Gianfranco Fornaro, Vito Pascazio
Coordinatore: Antonio Napolitano
Università degli Studi di Napoli “Parthenope”-Dipartimento per le Tecnologie
Dottorato in Ingegneria dell'Informazione
Settore ScientificoDisciplinare: Ing-Inf/02
Rivista
G. Fornaro, A. Pauciullo, D. Reale, “A Null-Space Method for the Phase Unwrapping of
Multi-Temporal SAR Interferometric Stacks”, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., doi:
10.1109/TGRS.2010.2102767.
D. Reale, G. Fornaro, A. Pauciullo, X. Zhu, R. Bamler, “Tomographic Imaging and
Monitoring of Buildings With Very High Resolution SAR Data”, IEEE Geosci. Remote
Sens. Letters, doi: 10.1109/LGRS.2010.2098845.
D. Reale, D. O. Nitti, D. Peduto, R. Nutricato, F. Bovenga, G. Fornaro, “Post-seismic
Deformation Monitoring With The COSMO/SKYMED Constellation”, IEEE Geosci. Remote
Sens. Letters, doi: 10.1109/LGRS.2010.2100364.
G. Fornaro, F. Serafino, D. Reale, “4D SAR Imaging: the Case Study of Rome”, IEEE
Geosci. Remote Sens. Letters, vol. 7, no. 2, pp. 236–240, 275, Apr. 2010.
D. Reale, F. Serafino, V. Pascazio, “An Accurate Strategy for 3-D Ground-Based SAR
Imaging”, IEEE Geosci. Remote Sens. Letters, vol. 6, no. 4, Oct 2009.
G. Fornaro, D. Reale, F. Serafino, “Four-Dimensional SAR Imaging for Height Estimation
and Monitoring of Single and Double Scatterers”, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol.
47, no. 1, Jan 2009.
Conferenza
D. Reale, A. Pauciullo, G. Fornaro, A. De Maio, “A Scatterers Detection Scheme in SAR
Tomography for Reconstruction and Monitoring of Individual Buildings”, Proc. JURSE 2011
Conf., April 11-13 2011, Munich, Germany.
G. Fornaro, A. Pauciullo, D. Reale, X. Zhu, R. Bamler, “Peculiarities of Urban Area
Analysis with Very High Resolution Interferometric SAR Data” , Proc. JURSE 2011 Conf.,
April 11-13 2011, Munich, Germany.
D. Reale, G. Fornaro, A. Pauciullo, X. Zhu, N. Adam, R. Bamler, “Advanced Tecnhiques
and new high resolution SAR sensors for monitoring urban areas”, Proc. IEEE IGARSS
Conf., Honolulu, Hawai, USA, 25-30 July 2010.
F. Bovenga, L. Candela, F. Casu, G. Fornaro, F. Guzzetti, R. Lanari, D. O. Nitti, R.
Nutricato, D. Reale, “The COSMO SKYMED constellation turn on the l’Aquila earthquake:
DInSAR results of the MORFEO project”, Proc. IEEE IGARSS Conf., Honolulu, Hawai,
USA, 25-30 July 2010.
A. De Maio, G. Fornaro, A. Pauciullo, D. Reale, “Detection of Double Scatterers in SAR
Tomography”, Proc. IEEE IGARSS Conf., Cape Town, South Africa, July 13-17, 2009.
G. Fornaro, A. Pauciullo, D. Reale, “A New Algorithm for the Phase Unwrapping of
Interferogram Stacks”, Proc. IEEE IGARSS Conf., Cape Town, South Africa, July 13-17,
2009.
M. Bonano, G. Fornaro, R. Lanari, M. Manunta, D. Reale, F. Serafino, “Advanced
Interferometric Techniques for Monitoring Urban Areas”, Proc. Urban 2009. Conf.,
Shanghai, China, May 20-22, 2009.
D. Reale, V. Pascazio, G. Schirinzi, F. Serafino, “3D Imaging of Ground Based SAR Data”,
Proc. IEEE IGARSS Conf., Boston, USA, July 6-11, 2008.
G. Fornaro, D. Reale, F. Serafino, “4D SAR Focusing: A Tool for Improved Imaging and
Monitoring of Urban Areas”, Proc. IEEE IGARSS Conf., Boston, USA, July 6-11, 2008.
A causa dei continui e lenti movimenti che hanno luogo nelle profondità del nostro pianeta, la crosta terrestre si deforma immagazzinando una certa quantità di energia elastica. Le deformazioni, e di conseguenza gli sforzi accumulati in un certo intervallo di tempo, si possono rilasciare improvvisamente attraverso rapidi scorrimenti ai due lati di spaccature della crosta stessa, dette faglie. Questo rapido scorrimento, causato dalla fratturazione delle rocce sottoposte a sforzo, genera un terremoto, che rappresenta quindi il rilascio violento dell’energia elastica accumulatasi nel tempo. Inoltre, il processo di deformazione avviene in tempi lunghissimi e continua fino a quando l'energia accumulatasi per l'azione di questi sforzi supera il punto critico di resistenza delle rocce per cui si ha la loro frattura.L'analisi delle deformazioni superfici associate ad un evento sismico (cioè la deformazione permanente associata ai terremoti) è estremamente utile per una migliore conoscenza della sorgente sismica, soprattutto quando parte del rilascio di sforzo avviene lentamente. In quest’ottica l’utilizzo delle tecniche di interferometria differenziale DInSAR riveste un ruolo fondamentale nello studio e analisi delle deformazioni (i) pre-, (ii) co- e (iii) post-sismiche a piccola e a grande scala. In particolare, (i) il rilevamento della deformazione pre-sismica potrebbe consentire l’individuazione di aree potenzialmente soggette a futuri eventi sismici, con conseguente ricaduta nella definizione di corretti scenari di pericolosità sismica dell’area investigata; (ii) l’analisi delle deformazioni co-sismiche permette lo studio e l’individuazione (in termini di geometria, localizzazione e tipo di faglia) della struttura sismogenetica che ha generato il terremoto in esame; infine (iii) lo studio delle deformazioni post-sismiche, soprattutto con l’ausilio dei satelliti di nuova generazione (Cosmo Sky-Med dell’ASI) che producono immagini di una stessa area 
con tempi di rivisitazione molto brevi (4 giorni), consente di seguire nello spazio e nel tempo in maniera molto più dettagliata rispetto a qualche anno fa, l’evoluzione del rilascio di stress accumulato durante e dopo il terremoto. In buona sostanza la tecnica satellitare DInSAR permette l’osservazione costante e dettagliata di aree tettonicamente attive anche molto estese e di aggiornare, rapidamente e con precisione, dati e informazioni relativi alla scena osservata anche laddove, misure puntuali in situ, sebbene spesso più precise, non sono agevolmente ottenibili. Ne discende che tale tecnica può fornire un valido supporto al fine dell’individuazione e del monitoraggio di zone sismiche e, conseguentemente, si pone anche come un potente strumento di pianificazione territoriale delle attività umane.
dottorando: Francesco Casu
1. Neri, M., Casu, F., Acocella, V., Solaro, G., Pepe, S., Berardino, P., Sansosti, E.,
Caltabiano, T., Lundgren, P., and Lanari, R. (2009), Deformation and eruptions
at Mt. Etna (Italy):a lesson from 15 years of observations, Geophys. Res. Lett.,
vol. 36, doi: 10.1029/2008GL036151.
2. Fernández, J., Tizzani, P., Manzo, M., Borgia, A., González, P.J., Martí, J., Pepe,
A., Camacho, A.G., Casu, F., Berardino, P., Prieto, J.F., Lanari, R. (2009),
Gravity-driven deformation of Tenerife measured by InSAR time series analysis,
Geophys. Res. Lett., vol. 36, L04306, doi:10.1029/2008GL036920.
3. Pepe, A., Manzo, M., Casu, F., Solaro, G., Tizzani, P., Zeni, G., Pepe, S. (2008),
Surface Deformation of Active Volcanic Areas Retrieved with the SBAS-DInSAR
Technique: an Overview, Annals of Geophysics, vol. 51, N. 1.
4. Trasatti, E., Casu, F., Giunchi, C., Pepe, S., Solaro, G., Tagliaventi, S.,
Berardino, P., Manzo, M., Pepe, A., Ricciardi, G.P., Sansosti, E., Tizzani, P.,
Zeni, G., Lanari, R. (2008), The 2004–2006 uplift episode at Campi Flegrei
caldera (Italy): Constraints from SBAS-DInSAR ENVISAT data and Bayesian
source inference, Geophys. Res. Lett., vol. 35, L073078, doi:10.1029/
2007GL033091.
5. Casu, F., Manzo, M., Pepe, A., Lanari R. (2008), SBAS-DInSAR Analysis of Very
Extended Areas: First Results on a 60,000 km2 Test Site, IEEE Geoscience and
Remote Sensing Letters, vol. 5, no. 3, doi:10.1109/LGRS.2008.916199.
6. Tizzani, P., Berardino, P., Casu, F., Euillades, P., Manzo, M., Ricciardi, G. P.,
Zeni, G., Lanari, R. (2008), Ground deformation of Long Valley caldera and
Mono Basin, eastern California, mapped by satellite radar interferometry,
Technical Note, International Journal of Remote Sensing, vol. 29, pp. 439-441,
doi: 10.1080/01431160701264201.
7. Lanari, R., Casu, F., Manzo, M., Lundgren, P. (2007), Application of the SBAS-
DInSAR technique to fault creep: a case study of the Hayward fault, California,
Remote Sensing of Environment Journal, vol. 109, 1, pp. 20-28, doi: 10.1016/
j.rse.2006.12.003.
8. Lanari, R., Casu, F., Manzo, M., Zeni, G., Berardino, P., Manunta, M., Pepe,
A. (2007), An Overview of the Small BAseline Subset Algorithm: a DInSAR
Technique for Surface Deformation Analysis, Pure and Applied Geophysics
(PAGEOPH), vol. 164, 4, pp. 637-661, doi: 10.1007/s00024-007-0192-9.
9. Gourmelen, N., Amelung, F., Casu, F., Manzo, M., Lanari, R. (2007), Mining-
related ground deformation in Crescent Valley, Nevada: Implications for
sparse GPS networks, Geophysical Research Letters, 34, L09309, doi:10.1029/
2007GL029427.
10. izzani, P., Berardino, P., Casu, F., Euillades, P., Manzo, M., Ricciardi, G.
T
P., Zeni, G., Lanari, R. (2007), Surface deformation of Long Valley caldera
and Mono Basin, California, investigated with the SBAS-InSAR approach,
Remote Sensing of Environment Journal, 108, pp. 277-289, doi: 10.1016/
j.rse.2006.11.015.
11.Casu, F., Manzo, M., Lanari, R. (2006), A quantitative assessment of the SBAS
algorithm performance for surface deformation retrieval from DInSAR data,
Remote Sensing of Environment Journal, 102, pp. 195-210, doi: 10.1016/
j.rse.2006.01.023.
12.Manzo, M., Ricciardi, G. P., Casu, F., Ventura, G., Zeni, G., Borgström, S.,
Berardino, P., Del Gaudio, C., Lanari, R. (2006), Surface deformation analysis
in the Ischia island (Italy) based on spaceborne radar interferometry, Journal
of Volcanology and Geothermal Research, 151, pp 399-416, doi: 10.1016/
j.jvolgeores.2005.09.010.
dottorando: Virginia Zamparelli
tutor: Gianfranco Fornaro, Stefano Buzzi
Settore ScientificoDisciplinare: Ing-Inf/03
Attività: Tecniche di tomografia SAR satellitare
Le tecniche di tomografia SAR consentono di ricostruire in 3D la scena osservata. Le tecniche Tomografia Differenziale o Imaging 4D (spazio-tempo) consentono di monitorare ad alta risoluzione i target al suolo in modo più’ robusto ed accurato rispetto alle tecniche Persistent Scatterer Interferometry (PSI), avendo anche la capacità di entrare all’interno dei pixel radar per separare contributi provenienti da bersagli localizzati in punti diversi della stessa struttura o su diverse strutture. In tale ambito l’IREA ha contribuito in modo determinante allo sviluppo tecnologico del settore ed ha anche in tal caso l’IREA ha dimostrato per la prima volta l’applicabilità della tecnica con dati reali acquisiti dai satelliti ERS-1 ed ERS-2.
"Ground Deformations risk scenarios: an advanced assessment service"
DORIS è un servizio avanzato per la rilevazione, la mappatura, il monitoraggio e la previsione delle deformazioni del suolo, integrando dati e tecnologie tradizionali e innovative di Osservazione della Terra (EO) e non-EO per migliorare la comprensione di fenomeni complessi, incluso frane e subsidenza, e supportare
Committente: Unione Europea, 7° Programma Quadro – European Downstream Service
Prime contractor: CNR
Periodo di attività: 2010 - 2013
Finanziamento IREA: € 232.875
Responsabile IREA: Michele Manunta
Attività: Interferometria Differenziale Radar ad Apertura Sintetica
Una delle attività di ricerca irea
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Monitoraggio del territorio e dell’ambiente
Il monitoraggio del territorio e dell’ambiente richiede informazioni aggiornate per…
