Ortofoto di versanti di frana per la coregistrazione di dati di deformazione GBInSAR

The aim of this work is the production of orthophotomosaics of slopes affected by instability phenomena to be co-registered with deformation data acquired through GBInSAR LiSALab technology. The applications were focused on the study areas of the Sernio landslide (SO), using images retrieved by a UAV system, and to the Gallivaggio slope (SO), using a ground based photogrammetric survey. The purposes of the thesis have been reached by implementing MATLAB© routines dedicated to the generation of the slope orthophoto using the plain interpolating the point cloud obtained by photogrammetric techniques. The orthorectification process of the photograms has been implemented by using both the rigorous and the anchor point methods, with the nearest neighbor and the bilinear algorithms as interpolation methods. After that, the orthophotos have been mosaiced through another MATLAB© code which assigns radiometric values to the pixels of the overlapped areas using, first, a minimum distance criterion, and, then the seam line technique. All the products generated through MATLAB© code have been geometrically and radiometrically assessed, using similar products obtained by the commercial software Agisoft PhotoScan, showing a substantial coherence. In the Sernio study case, it was possible to superimpose the radar data onto the landslide orthophotomosaic, making use of transparency in order to guarantee an easy visual interpretation. This operation was not realized for the Gallivaggio slope because of some problems linked to the survey geometrical configuration; therefore, a method has been implemented to back-project the GBInSAR data directly onto the original photogram, reaching good results in the readability of the deformation map, although losing the ortophoto metric content. The final products aim at simplifying the interpretation and the comprehension of radar data, a fundamental issue especially when monitoring instability phenomena for civil protection operations.

Lo scopo di questo lavoro di tesi è stata la produzione di ortofotomosaici di versanti soggetti a fenomeni di instabilità da coregistrare con dati di deformazione acquisiti mediante tecnologia GBInSAR LiSALab. Le operazioni si sono concentrate nelle aree di studio relative alla frana di Sernio (SO), dove sono state utilizzate immagini acquisite da sistema UAV, e al versante di Gallivaggio (SO), per il quale si è provveduto a realizzare un rilievo dei fotogrammi da terra. Gli obiettivi sono stati raggiunti implementando in ambiente MATLAB© i codici dedicati alla generazione, tramite tecniche fotogrammetriche, dell'ortofoto del versante rispetto al piano interpolante la nuvola di punti. Il processo di ortorettifica dei fotogrammi è stato realizzato sia tramite il metodo rigoroso che quello dei punti ancora, utilizzando come tecniche di interpolazione gli algoritmi Nearest Neighbor e bilineare. Le ortofoto così ottenute sono state, quindi, mosaicate mediante un ulteriore codice MATLAB©, che permette l’utilizzo delle linee di taglio. Tutti i prodotti generati mediante codici MATLAB© sono stati validati nei loro contenuti geometrici e radiometrici, rispetto ad analoghi prodotti, ottenuti attraverso l'utilizzo del software commerciale Agisoft PhotoScan, mostrando una sostanziale coerenza. Nel caso di Sernio, è stato possibile sovrapporre all'ortofotomosaico della frana i dati radar, applicati in trasparenza per garantire l'interpretabilità dei risultati. Tale operazione non è stata effettuata nel caso di Gallivaggio per problemi legati alla geometria di presa; è stata, dunque, implementata una tecnica per riproiettare i dati radar direttamente sul fotogramma originale, ottenendo buoni risultati dal punto di vista della leggibilità della mappa delle deformazioni, pur perdendo il contenuto metrico tipico dell’ortofoto. I prodotti finali hanno lo scopo di semplificare l’interpretazione dei dati radar, aspetto di fondamentale importanza soprattutto nell’ottica di un monitoraggio dei fenomeni di instabilità a supporto delle operazioni di protezione civile.