Ricostruzione tomografica di mappe di pioggia tramite attenuazione di link a microonde

This thesis has the main objective of analysing a new tomographic reconstruction algorithm of 2-D rainfield maps, using as input data the signal attenuations experienced by a network of microwave links during rainy events. The algorithm is able to place synthetic cells with cylindrical symmetry. The decision of placing a cell is vehicled through bounds, which are specific conditions that a certain cell has to fulfill to be allowed to be placed in the map. Bounds take into considerations factors such as the rain intensity measured by each link and the equivalent intensity contribution of the cell on each link, and the spatial characteristics of the link topology. Bounds are a peculiar feature of the algorithm. The objective is to present a valid method that’s able to guarantee good performance and lighten up the computations, therefore reducing the process duration. The results of two phases of tests will be presented, in which the same rainy events have been reconstructed using two different networks: one ideal and homogeneous in space, the other real, irregular and sparse. The performance will be discussed, and the main limitation is the network configuration, and its characteristics in terms of spatial density and quality of coverage.

Questa tesi analizza le prestazioni di un nuovo algoritmo di ricostruzione tomografica di mappe di pioggia, utilizzando come dato in ingresso le attenuazioni di segnale misurate durante l’evento piovoso da una rete di link a microonde. L’algoritmo colloca delle celle sintetiche a simmetria cilindrica. Il metodo di collocamento di una cella prevede l’utilizzo di vincoli, ovvero delle condizioni specifiche che la cella deve rispettare per essere considerata idonea al collocamento. I vincoli prendono in considerazione fattori quali l’intensità di pioggia misurata dal link e l’intensità equivalente esercitata dalla cella, e le caratteristiche spaziali della topologia dei link a microonde. Questa caratteristica è una peculiarità dell’algoritmo. L’obiettivo è presentare un metodo valido, in grado digarantire buone prestazioni e alleggerire la computazione necessaria, riducendo quindi i tempi di calcolo. Sono riportati i risultati di due fasi di test, nei quali gli stessi eventi piovosi sono stati ricostruiti su due topologie di link diverse, una ideale e omogenea, e una reale e irregolare. Le maggiori limitazioni degli algoritmi di questo tipo sono dovute proprio alla topologia dei link e le sue caratteristiche in termini di densità spaziale e qualità di copertura del territorio.