L’analisi interferometrica mediante la tecnica SBAS-DInSAR è stata effettuata utilizzando i dati Sentinel-1 (S-1) relativi all’area di interesse e corrispondenti a 200 immagini acquisite lungo orbite ascendenti e 191 lungo orbite discendenti, relative al periodo marzo 2015 – maggio 2019. Con tali dati sono stati generati, rispettivamente, 553 e 528 interferogrammi differenziali, caratterizzati da valori di baseline perpendicolare inferiori a 200 m. A partire da tali interferogrammi sono state generate le mappe di velocità media di deformazione del suolo e le corrispondenti serie temporali di deformazione.
Per la generazione degli interferogrammi è stato utilizzato il DEM SRTM dell’area con uno spacing di circa 30 m (1 arcsec). Sia gli interferogrammi differenziali, sia le successive mappe e serie temporali di deformazione hanno una risoluzione spaziale di circa 30 m x 30 m, ottenuta a valle di un’operazione di multilooking, e sono stati campionati sulla stessa griglia del DEM utilizzato per l’elaborazione. L’estensione spaziale dell’area analizzata è di circa 190 km x 70 km. Poiché, diversamente dalle mappe e serie temporali di deformazione ottenute dai dati ERS-1/2 e ENVISAT, non esiste ancora una validazione estesa dei prodotti DInSAR generati a partire dai dati S-1 (anche a causa della ancora ridotta estensione temporale delle serie acquisite) è stata effettuata una validazione dei risultati SBAS attraverso confronti tra le misure di spostamento DInSAR e le corrispondenti misure GPS ricavate dal database MAGNET (http://geodesy.unr.edu/magnet.php). Si sottolinea, però, che nelle analisi dei prossimi anni si provvederà ad utilizzare i risultati GPS ottenuti da OGS, non appena le serie temporali prodotte risulteranno essere sufficientemente estese temporalmente.
Sia per l’elaborazione ascendente, sia per quella discendente è stato scelto come punto di riferimento (anche detto punto d’aggancio) un pixel nell’area urbana di Pavia nei pressi della corrispondente stazione GPS che, come testimoniato dalle relative misure GPS, risulta non essere affetto da deformazione. Si segnala inoltre che, combinando opportunamente i risultati ottenuti dai dati S-1 acquisiti dalle orbite ascendenti e discendenti, sono state generate sia le mappe, sia le serie temporali di deformazione delle componenti verticale ed Est-Ovest degli spostamenti rilevati.
Nelle sezioni seguenti si descrivono nel dettaglio i risultati delle analisi interferometriche effettuate utilizzando i dati discendenti e ascendenti, e quelli relativi alla loro combinazione.
Si sottolinea che tutti i risultati mostrati fanno riferimento all’area comune ed ai pixel comuni alle analisi effettuate sui dati acquisiti dalle orbite discendenti ed ascendenti da parte dei satelliti Sentinel-1A (S-1A) e Sentinel-1B (S-1B) che compongono la costellazione.

Analisi SBAS Sentinel-1: orbita discendente

L’analisi interferometrica sull’area di interesse è stata effettuata utilizzando dati SAR acquisiti dalla costellazione S-1 lungo orbite discendenti (track 168). In particolare, sono stati utilizzati 191 dati satellitari acquisiti nel periodo marzo 2015 – maggio 2019 con i quali sono stati generati 528 interferogrammi differenziali, caratterizzati da valori di baseline perpendicolare inferiori a 200 m. A partire da tali interferogrammi sono state generate le mappe di velocità media di deformazione del suolo e le corrispondenti serie temporali di deformazione.
I risultati dell’analisi interferometrica effettuata sono riportati in Figura 1, dove viene mostrata la mappa geocodificata della velocità media di deformazione, proiettata lungo la linea di vista del sensore, di seguito indicata come Line of Sight (LOS), e sovrapposta ad un’immagine ottica dell’area analizzata; i punti affetti da rumore di decorrelazione, per i quali la misura di deformazione non può essere considerata affidabile, non sono mostrati. Le serie temporali SBAS-DInSAR generate sono state confrontate con le corrispondenti serie GPS di deformazione ottenute dal database MAGNET. In particolare, in Figura 1 sono evidenziate le posizioni delle sei stazioni GPS prese in considerazione (identificate sulla mappa di deformazione tramite stelline bianche) e, per ciascuna di esse, sono mostrati i grafici dei confronti tra le serie temporali di deformazione GPS proiettate rispetto alla linea di vista del sensore radar (asterischi rossi) e quelle ottenute tramite i dati DInSAR (triangoli neri).
Come si evince dai grafici, i confronti tra le misure radar DInSAR e le misure geodetiche mostrano un ottimo accordo; ciò è anche testimoniato dai valori delle deviazioni standard delle differenze tra le due misure di deformazione, il cui valor medio è inferiore a 0.5 cm. Tale valore è consistente, se non migliore, rispetto alla stima dell’accuratezza della tecnica SBAS riportata in letteratura.
In Figura 2 viene mostrato un ingrandimento della mappa di deformazione in LOS di Figura 1 sull’area di interesse. Si riportano inoltre alcuni grafici che mostrano l’andamento temporale dello spostamento superficiale in LOS per tre punti localizzati a Ovest di Cornegliano Laudense (P1, P2 e P3 in Figura 2) e un punto localizzato nell’area di Turano Lodigiano (P4 in Figura 2).
Dall’analisi effettuata non si rilevano deformazioni significative (superiori a 2–3 mm/anno) nell’area di Cornegliano Laudense ad eccezione di deformazioni molto localizzate e di un rilevante effetto deformativo presente nell’area di Turano Lodigiano che mostra, anche nelle analisi S-1, in continuità con le analisi storiche effettuate con ERS-1/2 ed ENVISAT, un trend di deformazione sostanzialmente lineare con un tasso che varia da 0.5 cm/anno a 1 cm/anno la cui origine non può essere attribuita alle attività dello Stoccaggio di Cornegliano.

Figura 1 - Mappa di velocità di deformazione in LOS, geocodificata ed espressa in cm/anno, sovrapposta ad un’immagine ottica dell’area di interesse. L’immagine si riferisce alla elaborazione dei dati S-1 acquisiti da orbite discendenti nel periodo marzo 2015 - maggio 2019. Si riportano, inoltre, in corrispondenza delle 6 stazioni GPS identificate sulla mappa tramite stelline bianche, i grafici dei confronti tra le serie temporali di deformazione GPS proiettate nella linea di vista del sensore radar (asterischi rossi) e quelle ottenute tramite i dati DInSAR (triangoli neri). Il rettangolo bianco fa riferimento alla zona analizzata in dettaglio in Figura 2.

In Figura 2 viene mostrato un ingrandimento della zona rappresentata dal rettangolo bianco in Figura 1, che include l’area di interesse.
Si riportano inoltre alcuni grafici che mostrano l’andamento temporale dello spostamento superficiale in LOS per due punti localizzati a Ovest di Cornegliano Laudense (P1 e P2 di Figura 2) e due punti localizzati nell’area di Turano Lodigiano (P3 e P4 di Figura 2). Dall’analisi effettuata non si rilevano spostamenti significativi (superiori a 2 – 3 mm/anno) nell’area di interesse ad eccezione di deformazioni molto localizzate e di un significativo effetto deformativo presente nell’area di Turano Lodigiano che mostra un trend di deformazione sostanzialmente lineare, con un tasso di circa 1 cm/annol a cui origine non può essere attribuita alle attività dello Stoccaggio di Cornegliano.

Figura 2 - Zoom della mappa di velocità media di deformazione di Figura 1 in corrispondenza dell’area identificata dal rettangolo bianco, incentrato sull’area che comprende i comuni di Cornegliano Laudense e di Turano Lodigiano. I grafici riportano l’andamento temporale dello spostamento superficiale in LOS per tre punti localizzati nei pressi di Cornegliano Laudense (P1, P2 e P3) e un punto localizzato nell’area di Turano Lodigiano (P4). L’immagine si riferisce alla elaborazione dei dati S-1 acquisiti da orbite discendenti nel periodo marzo 2015 - maggio 2019.

Analisi SBAS Sentinel-1: orbita ascendente

Per l’analisi interferometrica condotta sull’area di interesse utilizzando dati SAR acquisiti dalla costellazione S-1 nel periodo marzo 2015 – maggio 2019 lungo orbite ascendenti (track 15) sono stati utilizzati 200 dati satellitari, con i quali sono stati generati 553 interferogrammi differenziali, caratterizzati da valori di baseline perpendicolare inferiori a 200 m. A partire da tali interferogrammi sono state generate le mappe di velocità media di deformazione del suolo e le corrispondenti serie temporali di deformazione.
I risultati dell’analisi interferometrica effettuata sono riportati in Figura 3, dove viene mostrata la mappa geocodificata della velocità media di deformazione in LOS sovrapposta ad un’immagine ottica dell’area analizzata; i punti affetti da rumore di decorrelazione, per i quali la misura di deformazione non può essere considerata affidabile, non sono mostrati.
Analogamente a quanto fatto nel paragrafo precedente, anche le serie temporali DInSAR generate dal dataset relativo alle orbite ascendenti sono state confrontate con le corrispondenti serie GPS di deformazione ottenute dal database MAGNET. In particolare, in Figura 3 sono rappresentate le sei stazioni GPS prese in considerazione (identificate sulla mappa di deformazione tramite stelline bianche) e, per ciascuna di esse, sono mostrati i grafici dei confronti tra le serie temporali di deformazione GPS proiettate rispetto alla linea di vista del sensore radar (asterischi rossi) e quelle ottenute tramite i dati DInSAR (triangoli neri). Come si evince dai grafici, i confronti tra le misure DInSAR e le misure geodetiche mostrano un ottimo accordo, come anche testimoniato dai valori ottenuti delle deviazioni standard delle differenze tra le due misure di spostamento, il cui valor medio è inferiore a 0.5 cm. Tale deviazione standard è consistente con la stima dell’accuratezza della tecnica SBAS riportata in letteratura. In Figura 4 viene mostrato un ingrandimento della mappa di deformazione in LOS di Figura 3 sull’area di interesse.
Si riportano, inoltre, alcuni grafici che mostrano l’andamento temporale dello spostamento superficiale in LOS per tre punti localizzati nei pressi di Cornegliano Laudense (P1, P2 e P3 di Figura 4) e un punto localizzato nell’area di Turano Lodigiano (P4 di Figura 4).
Dall’analisi effettuata non si rilevano deformazioni significative (superiori a 2–3 mm/anno) nell’area di Cornegliano Laudense, ad eccezione di alcuni fenomeni molto localizzati e di un rilevante effetto deformativo presente nell’area di Turano Lodigiano che mostra, anche nelle analisi S-1, in continutà con le analisi storiche effettuate con ERS-1/2 ed ENVISAT, un trend di deformazione sostanzialmente lineare con un tasso che varia da 0.5 cm/anno a 1 cm/anno la cui origine non può essere attribuita alle attività dello Stoccaggio di Cornegliano.

Figura 3 - Mappa di velocità di deformazione in LOS, geocodificata ed espressa in cm/anno, sovrapposta ad un’immagine ottica dell’area di interesse. L’immagine si riferisce alla elaborazione dei dati S-1 acquisiti da orbite ascendenti nel periodo marzo 2015 - maggio 2019. Si riportano, inoltre, in corrispondenza delle 6 stazioni GPS identificate sulla mappa tramite stelline bianche, i grafici dei confronti tra le serie storiche di deformazione GPS proiettate nella linea di vista del sensore radar (asterischi rossi) e quelle ottenute tramite i dati DInSAR (triangoli neri). Il rettangolo bianco fa riferimento alla zona analizzata in dettaglio in Figura 4.

Figura 4 - Zoom della mappa di velocità media di deformazione di Figura 3 in corrispondenza dell’area identificata dal rettangolo bianco, incentrato sull’area che comprende i comuni di Cornegliano Laudense e di Turano Lodigiano. I grafici riportano l’andamento temporale dello spostamento superficiale in LOS per tre punti localizzati nei pressi di Cornegliano Laudense (P1, P2 e P3) e un punto localizzato nell’area di Turano Lodigiano (P4). L’immagine si riferisce alla elaborazione dei dati S-1 acquisiti da orbite ascendenti nel periodo marzo 2015 - maggio 2019.

Analisi SBAS Sentinel-1: componenti verticale ed Est-Ovest della deformazione del suolo

Le mappe di velocità media relative alle componenti verticale ed Est-Ovest delle deformazioni rilevate, ottenute combinando opportunamente le informazioni ricavate dalle analisi effettuate dalle orbite ascendenti e discendenti, sono riportate nelle Figure 5 e 6, rispettivamente. Anche in questo caso, utilizzando le misure delle sei stazioni GPS del database MAGNET indicate sulle mappe, sono stati effettuati i confronti tra le serie di deformazione GPS e quelle ottenute tramite i dati DInSAR (asterischi rossi e triangoli neri, rispettivamente). In particolare in Figura 5 si mostrano i grafici dei confronti effettuati per la componente verticale della deformazione; le deviazioni standard delle differenze tra le due misure di spostamento presentano un valor medio pari a circa 0.4 cm. In Figura 6, analogamente, si mostrano i grafici dei confronti effettuati per la componente Est- Ovest della deformazione; in questo caso le deviazioni standard delle differenze tra le due misure di spostamento presentano un valor medio inferiore a 0.3 cm.
Da tale analisi si evince che in entrambi i casi i confronti tra le misure DInSAR e le misure geodetiche mostrano un ottimo accordo e i valori di deviazione standard sono consistenti con le accuratezze della tecnica SBAS riportate in letteratura.
Le Figure 7 e 8 mostrano le mappe delle velocità medie di deformazione relative, rispettivamente, alla componente verticale ed Est-Ovest dello spostamento e rappresentano un ingrandimento della zona identificata dal rettangolo bianco nelle Figure 5 e 6. Sono inoltre rappresentati i grafici relativi all’andamento temporale della deformazioni di quattro punti selezionati. L’analisi dei risultati mostrati nelle Figure 7 e 8 evidenzia che anche nel periodo 2015-2019 non si rilevano deformazioni significative nell’area di Cornegliano Laudense (vedi plot dei punti P1, P2, P3) ad eccezione di spostamenti molto localizzati e di un significativo effetto deformativo presente nell’area di Turano Lodigiano che mostra, anche nelle analisi S-1, una significativa componente verticale (vedi plot del punto P4) con un tasso il cui valore massimo è di circa 1 cm/anno la cui origine non può essere attribuita alle attività dello Stoccaggio di Cornegliano.

Figura 5 - Mappa della componente verticale della velocità di deformazione, geocodificata ed espressa in cm/anno, sovrapposta ad un’immagine ottica dell’area di interesse. Si riportano, inoltre, in corrispondenza delle 6 stazioni GPS identificate sulla mappa tramite stelline bianche, i grafici dei confronti tra la componente verticale delle serie storiche di deformazione GPS (asterischi rossi) e quella ottenute tramite i dati DInSAR (triangoli neri).

Figura 6 - Mappa della componente Est-Ovest della velocità di deformazione, geocodificata ed espressa in cm/anno, sovrapposta ad un’immagine ottica dell’area di interesse. Si riportano, inoltre, in corrispondenza delle 6 stazioni GPS identificate sulla mappa tramite stelline bianche, i grafici dei confronti tra le serie storiche di deformazione GPS in direzione Est-Ovest (asterischi rossi) e quelle ottenute tramite i dati DInSAR (triangoli neri).