Interferometria radar satellitare per l’analisi della stabilità del terreno su un sito di alto valore per il Patrimonio Culturale: il caso studio di Civita di Bagnoregio, Italia
La città di Civita di Bagnoregio (Italia), situata ai margini di un antico complesso vulcanico e posta su una alta rupe tufacea che poggia su una base argillosa, rappresenta un sito di alto valore storico e culturale legato agli effetti ben visibili dell’evoluzione geomorfologica dei suoi versanti nel tempo. Le tecniche di interferometria SAR satellitare multi-temporale, come gli approcci PSI (Persistent Scatterers Interferometry), che analizzano lunghe serie temporali di immagini SAR acquisite da satellite sulla stessa area in tempi diversi, consentono di misurare con precisione gli spostamenti del terreno su bersagli radar altamente riflettenti. Le tecniche PSI sono notevolmente utili nelle aree edificate di patrimonio culturale, grazie alla non invasività e all’elevata precisione. Nell’ambito del Piano Straordinario di Monitoraggio e la Conservazione dei Beni Culturali finanziato dal Ministero della Cultura a partire dal 2022, abbiamo sfruttato i dati radar interferometrici satellitari ad alta risoluzione in banda X della costellazione italiana COSMO-SkyMed per rilevare e monitorare i movimenti del terreno sul sito di Civita di Bagnoregio. Questi dati sono stati integrati e confrontati con dati cartografici, geomorfologici e di localizzazione delle cavità sotterranee. È stata riscontrata una buona cross-correlazione tra i tassi di movimento del suolo telerilevati e i dati tematici e le osservazioni in-situ. Nel complesso, non è emersa alcuna situazione critica dai risultati derivanti dai dati PSI su Civita di Bagnoregio, anche se alcuni target isolati mostrano velocità superiori all’intervallo stabile. I tassi di movimento del terreno più elevati potrebbero essere potenzialmente correlati alla presenza di cavità sotterranee che inducono instabilità. La metodologia proposta applicata a Civita di Bagnoregio può essere utile per scopi di pianificazione territoriale al fine di valutare meglio l’instabilità e pericolosità idro-geologica in contesti urbani.
The town of Civita di Bagnoregio (Central Italy), located at the border of the ancient volcanic complex and placed on a high tuff peak that rests on stiff clay base, represent a site of high cultural-historical value that is linked to the clearly visible effects of the geomorphological evolution of its slopes across time. Multi-temporal satellite SAR interferometry techniques such as PSI (Persistent Scatterers Interferometry) approaches, which analyse long temporal series of SAR images acquired by satellite on the same area in different times, allow accurate measures of terrain displacements on highly reflective radar benchmarks. PSI techniques are remarkably useful over CH (Cultural Heritage) built-areas given their non-invasiveness and high accuracy. Within the Extraordinary Plan for Monitoring and Conservation of Cultural Heritage financed by the national Ministry of Culture since 2022, we exploited X-band high resolution satellite radar interferometric data from the Italian COSMO-SkyMed constellation for detecting and monitoring ground movements over Civita di Bagnoregio site. These data were integrated and cross-compared with cartographic, geomorphological data and location of underground cavities. A good cross-comparison of remotely-sensed ground motion rates with thematic data and with on-site observations was found. Overall, no critical situation arised from the PSI-based results on Civita di Bagnoregio, even if some isolated radar targets show velocity higher than the stable range. Highest ground motion rates could be potentially correlated to the presence of underground cavities that induce instability. The proposed methodology applied to Civita di Bagnoregio enables urban planners, decision-makers, and other stakeholders to better assess hydrogeological ground motion urban sites.
Keywords: Satellite radar interferometry, Persistent Scatterers Interferometry; ground instability; Civita di Bagnoregio.
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