L’utilizzo di immagini satellitari ad alta risoluzione per scopi cartografici è un tema di
grande interesse, in quanto esse rappresentano una valida alternativa al rilievo fotogrammetrico
per la produzione e l’aggiornamento di prodotti cartografici a media scala, e per
la generazione di modelli digitali del terreno (Digital Terrain Model - DTMs) o della superficie
(Digital Surface Model - DSMs). I DTMs/DSMs sono di fondamentale importanza per
il loro utilizzo in diverse applicazioni, come produzione di ortofoto, change detection, analisi
spaziali, visualizzazione dei dati.
La generazione di modelli digitali 3D a partire da dati radar, acquisiti da sensori SAR
(Synthetic Aperture Radar), si basa principalmente su tecniche interferometriche o radargrammetriche.
In questo momento è di crescente interesse l’utilizzo della tecnica radargrammetrica, in
seguito al lancio dei satelliti SAR di nuovissima generazione che permettono l’acquisizione
di immagini ad alta risoluzione. In particolare la costellazione COSMO-SkyMed è dotata di
una tecnologia all’avanguardia e pone l’Italia ai vertici dei sistemi di telerilevamento a
livello internazionale grazie alla elevata risoluzione raggiungibile in modalità SpotLight
(fino ad 1 m).
Nel software scientifico SISAR (Software Immagini Satellitari ad Alta Risoluzione), sviluppato
dal gruppo di ricerca dell’Area di Geodesia e Geomatica (DICEA), Università di Roma
“La Sapienza”, è stato implementato un modello di orientamento basato sul principio della
radargrammetria.
La radargrammetria, in modo simile alla fotogrammetria, ricava l’informazione altimetrica
per via stereoscopica; il modello di orientamento implementato in SISAR è basato sulle
due equazioni fondamentali Range-Doppler (RD), che rappresentano il vincolo di distanza
piattaforma-bersaglio e il vincolo di proiezione Zero-Doppler (in cui il bersaglio viene acquisito
perpendicolarmente al moto del satellite).
Inoltre, sulla base del modello rigoroso radargrammetrico, è stato anche sviluppato un algoritmo
di generazione di Rational Polynomial Coefficients (RPCs), che permettono di
orientare le immagini SAR secondo il modello a Funzioni Polinomiali Razionali (RPFs) raggiungendo
lo stesso livello di accuratezza del modello rigoroso.
Il modello sviluppato è stato testato su due stereo coppie acquisite dai satelliti COSMOSkyMed
in modalità SpotLight sulle zone di Maussane (Francia) e di Merano (Italia).At present, thanks to the very high resolution and the good radiometric quality of the
imagery acquired by very high resolution satellites such as Ikonos, WorldView-1, Geo-Eye-1, it seems possible to generate Digital Surface Models (DSMs) at an accuracy level,
which is comparable to the one of DSMs derived from middle scale aerial imagery.
As regards SAR sensors, the availability of new high resolution radar spaceborne sensors
offers new interesting potentialities for the acquisition of data useful for the generation
of Digital Surface Models (DSMs) following the radargrammetric approach.
At present, the importance of the radargrammetric approach is rapidly growing due to
the new high resolution imagery (up to 1 m GSD) which can be acquired by COSMOSkyMed
in SpotLight mode. In this respect, it is well known that the two main steps for
DSMs generation from SAR imagery according to the radargrammetric approach are
the stereo pair orientation and the image matching.
In this paper the topics related to image orientation of SAR stereo pairs in zero-Doppler
geometry acquired by COSMO-SkyMed sensor in SpotLight mode are investigated.
The orientation model is implemented in the software SISAR (Software Immagini Satellitari
ad Alta Risoluzione ), developed at the Geodesy and Geomatic Institute of University
of Rome “La Sapienza”.
The defined and implemented model performs a 3D orientation based on two range
and two zero-Doppler equations, allowing for the least squares estimation of some calibration
parameters, related to satellite position and velocity and to the range measure.
Starting from this model, based a on geometric reconstruction, also a tool for the Rational
Polynomial Coefficients (RPCs) generations has been implemented. To test the effectiveness
of the new model, two stereo pairs acquired by COSMO-SkyMed over the test sites
of Maussane and Merano in SpotLight mode have been orientated
