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Sisma Haiti: nuovi dati da COSMO-SkyMed

Le immagini ad alta risoluzione fornite dal sistema satellitare italiano alla Protezione Civile forniscono una misura degli spostamenti

08 Feb 2009

All'indomani del violento terremoto che ha colpito l’isola di Haiti il 12 Gennaio 2010, l’Agenzia Spaziale Italiana si è subito attivata per supportare il Dipartimento della Protezione Civile e coordinare i rilevamenti satellitari ottici e radar disponibili. I dati messi a disposizione grazie al sistema COSMO-SkyMed, con il supporto dello Stato Maggiore della Difesa, hanno fornito informazioni utili al monitoraggio dell’emergenza, della valutazione dei danni e dell’organizzazione dei soccorsi italiani.


Una particolare attenzione si è avuta per le misure interferometriche co-sismiche, che forniscono una stima della deformazione superficiale dell'area. I metodi tradizionali di misura utilizzano coppie di immagini acquisite in modalità Stripmap. In questo particolare caso, però, non hanno dato risultati rilevanti perché le acquisizioni non sono risultate sufficientemente coerenti, sia per gli effetti della vegetazione che per l’orografia particolarmente accidentata.

Un risultato  particolarmente significativo è stato invece ottenuto dall'IREA-CNR analizzando  una coppia di immagini Spotlight ad un metro di risoluzione, combinando le potenzialità dell’interferometria a quelle dell’altissima risoluzione. Nel dettaglio, sono state considerate tre acquisizioni Spotlight: una precedente all’evento sismico (12 Dicembre 2009), sufficientemente vicina nel tempo da non risentire degli effetti di decorrelazione temporale particolarmente severi in un’area tropicale, e due successive, acquisite a distanza di otto giorni (il 21 ed il 29 Gennaio 2010).

 

Contrariamente a quello che ci si sarebbe aspettato osservando le immagini in ampiezza (figure 1 e 2 nel file allegato) non c’è coerenza tra le due acquisizioni pre e post terremoto nella zona altamente popolata a ridosso della costa (figura 3 e 4). Le immagini però tornano ad essere molto coerenti dopo il sisma, come si vede dall’interferogramma in figura 5 e 6. In figura 7 sono rappresentati gli spostamenti in range, calcolati grazie all’altissima risoluzione delle immagini in ampiezza.

 

L’altissima risoluzione dei dati COSMO-SkyMed permette di evidenziare una grossa deformazione dell’area costiera (presumibilmente composta da sedimenti). L’entità della deformazione, che nella zona del molo è di circa 35 cm ma in alcune zone arriva anche al metro), è tale da non permetterne la misura con tecniche interferometriche. Le ultime tre immagini evidenziano proprio i marcati cambiamenti e gli spostamenti in corrispondenza delle strutture del molo, crollate a seguito del sisma.

 

Legenda per le immagini dell’allegato

 

Figura 1. Immagine modulo spotlight (in coordinate radar) acquisita il 12-12-2009 dal sensore CSK2 da orbita ascendente e con un angolo di vista 38.56°. La risoluzione al suolo è di circa 60cm lungo la direzione di range mentre è di circa 70cm lungo l’azimuth.

Figura 2. Immagine modulo spotlight (in coordinate radar) acquisita il 21-01-2010 dal sensore CSK1 con le medesime caratteristiche geometriche della figura 1.

Figura 3. Interferogramma differenziale post-sismico fra l’acquisizione del 21-01-2010 e quella del 29-01-2010 sovrapposto all’immagine modulo (in coordinare radar). Ad ogni ciclo di colore corrisponde una deformazione lungo la line di vista del sensore di circa 15.6mm. La baseline perpendicolare è di circa 67m.

Figura 4. Interferogramma differenziale di Figura 3 non sovrapposto all’immagine modulo.

Figura 5. Interferogramma differenziale co-sismico fra l’acquisizione del 12-12-2009 e quella del 21-01-2010 sovrapposto all’immagine modulo (in coordinare radar). Ad ogni ciclo di colore corrisponde una deformazione lungo la line di vista del sensore di circa 15.6mm. La baseline perpendicolare è di circa 280m. Sono evidenziate le aree a bassa coerenza lungo la costa, verosimilmente interessate da grossi fenomeni deformativi i quali non hanno permesso una corretta ricostruzione dell’informazione di fase dell’interferogramma differenziale.

Figura 6. Interferogramma differenziale di Figura 5 non sovrapposto all’immagine modulo.

Figura 7. Mappa degli spostamenti lungo la direzione di range relativi al periodo fra il 12-12-2009 ed il 21-01-2010, generata a partire dalle immagini modulo. Si noti come la tecnica impiegata riesca in questo caso a fornire informazioni di spostamento nelle zone a bassa coerenza evidenziate nell’interferogramma di Figura 5. Una tecnica di tale tipo ha particolare efficacia se applicata ad immagini radar con una risoluzione spaziale molto spinta.

Figura 8. Immagine modulo pre-evento relativa all’area del porto. Il molo è ancora intatto.

Figura 9. Immagine modulo post-evento relativa all’area del porto. A fronte del terremoto, il molo è andato parzialmente distrutto.

Figura 10. Stima dello spostamento lungo il range subito dalle strutture del molo mostrato nelle figure 8 e 9.

Figura 11. Visualizzazione ottica ad alta risoluzione su Dewetra, immagine Geoeye del 13 Gennaio.