Monitoraggio dei campi di velocità superficiali dei ghiacciai tramite i dati Sentinel-1 Sar: definizione di una metodologia e implementazione del software

Glaciers are among the most reliable indicators of climate change at local and global scale and many studies on the glaciers dynamics have been carried out. Nowadays, the World Glacier Monitoring Service in collaboration with the Global Land Ice Measurements from Space, collects observations on time changes in mass, volume, area and length of glaciers. Among the parameters used for glacier monitoring, the glaciers surface velocity plays a crucial role, since it influences the events connected to glaciers changes. The aim of this work was to present a new Free and Open Source software developed at the Geodesy and Geomatic Division of the University of Roma Sapienza, based on a innovative methodology for glacier surface velocity fields computing, using Sentinel-1A SAR amplitude imagery. Several tests have been performed using Sentinel-1 imagery acquired over the Karakoram mountain (North Pakistan) and the Northen Patagonian Ice Field (Chile) in order to highlight the behaviour of different glaciers also the seasonal fluctuations. To estimate the glacier surface displacement, it has chosen to implement Intensity Offset-tracking technique, well tested and reliable method as testified by the numerous existing applications and based on template matching procedure obtaining results coherent with previous studies. The results presented in this work are coherent to those obtained in previous studies and confirm that SAR Off-set tracking is an effective method to obtain glacier surface velocity and highlight that it is possible to have a continuous update of the glacier surface velocity field through free Sentinel-1 imagery.

I ghiacciai, oltre ad essere una risorsa preziosa per l'umanità, costituiscono uno dei principali indicatori dei cambiamenti climatici su scala locale e globale, essendo influenzati dalle variazioni di temperatura e dall'entità delle precipitazioni. Numerose osservazioni sui cambiamenti di massa, volume, area e lunghezza dei ghiacciai sono state raccolte dal World Glacier Monitoring Service in collaborazione con GLIMS (Global Land Ice Measurements from Space), i cui dati rappresentano uno strumento fondamentale per migliorare la comprensione delle dinamiche e dei comportamenti di queste formazioni. Tra i numerosi parametri osservati, le velocità di scorrimento superficiale dei ghiacciai è uno dei più importanti, in quanto influenzate dagli eventi connessi a cambiamenti nella sua morfologia e struttura dei ghiacciai stessi. Lo scopo di questo lavoro è di presentare un software, sviluppato in ambiente Free and Open Source presso l'Area di Geodesia e Geomatica dell'Università di Roma “La Sapienza”, basato su un'innovativa metodologia per il calcolo dei campi di velocità superficiale di scorrimento dei ghiacciai ottenuta dall'elaborazione di una serie di immagini in ampiezza SAR Sentinel-1A. Diversi test sono stati eseguiti utilizzando immagini acquisite sulle aree della catena montuosa del Karakorum (Pakistan del nord) e sullo Hielo Patagonico Nord (Cile), conseguendo risultati coerenti con gli studi esistenti e mettendo in luce i diversi comportamenti fluidodinamici dei ghiacciai nonché le variazioni stagionali dei flussi. Per stimare gli spostamenti della superficie si è utilizzato il metodo dell'Intensity Offset-Tracking, basato sulla tecnica del template matching. I risultati presentati in questo lavoro confermano l'affidabilità del metodo di Offset-Tracking nel determinare la velocità superficiale e la possibilità di avere un continuo aggiornamento dei campi di velocità attraverso l'impiego delle immagini gratuite Sentinel-1A, offrendo in prospettiva la possibilità dell'istituzione di un servizio sistematico globale finalizzato al monitoraggio dei ghiacciai.