Missione radar NISAR: i primi dati del satellite possono essere elaborati in GIS e letti in una mappa continua, pulita e pronta all’uso per l’intera penisola italiana.
L’agricoltura di precisione, la prevenzione degli incendi e i modelli di previsione della siccità hanno un disperato bisogno di un dato fondamentale: sapere quanta acqua si nasconde nei primi centimetri del nostro terreno. Fino a ieri, ottenere questa informazione su scala nazionale e ad alta risoluzione era una sfida tecnologica complessa, nonostante l’ottima costellazione Sentinel-1 del programma Copernicus che resta una pietra miliare dei satelliti radar. Oggi, grazie alla nuova missione radar NISAR (frutto della storica collaborazione tra NASA e l’agenzia spaziale indiana ISRO), le cose stanno cambiando. In questo articolo vi guiderò dietro le quinte dell’elaborazione del prodotto NISAR L3 SME-2 (Soil Moisture Estimated), spiegando come i primi dati del satellite possono essere elaborati in GIS e letti in una mappa continua, pulita e pronta all’uso per l’intera penisola italiana.
Le nuove immagini NISAR anche per l’Italia
A partire dal 20 luglio 2026 è possibile accedere ai dati provenienti dai due potenti strumenti radar a bordo del satellite NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar). Con un comunicato ufficiale il team NASA-ISRO ha annunciato la pubblicazione regolare dei file elaborati dai radar in banda L e in banda S del satellite, anche per l’Italia, aiutando ricercatori e utenti a tracciare i movimenti delle masse terrestri, monitorare gli ecosistemi e rispondere ai rischi naturali.Questa storica release scientifica coincide con una ricorrenza speciale: il 30 luglio segna il primo anniversario del lancio di NISAR, avvenuto dal Centro Spaziale Satish Dhawan in India. Durante questo primo anno di attività, team di ingegneri e scienziati sono stati impegnati nella calibrazione della strumentazione, nel perfezionamento degli algoritmi e nel monitoraggio di quasi tutte le superfici terrestri del pianeta. Nel corso di questa delicata fase di calibrazione, il team ha catturato immagini da tutto il mondo: dalle reti stradali urbane ai campi agricoli, fino ai cedimenti del terreno e alle frane. E’ il caso del prodotto NISAR Livello 3 SME-2 da cui è possibile analizzare i primi dati sull’umidità del suolo in Italia, grazie anche ad un mosaico di tutte scene, allegato, in questo articolo.
Cosa fa NISAR
L’umidità del suolo (Soil Moisture) è solo una delle frecce all’arco di questa missione. Grazie alla combinazione delle bande L e S, si potranno utilizzare i dati NISAR per terremoti e deformazioni tettoniche, movimento dei ghiacciai e delle calotte glaciali, cambiamenti forestali e biomassa, agricoltura e umidità del suolo,frane e dissesto idrogeologico, subsidenza e cedimento del terreno, alluvioni e zone umide. I file rilasciati da NISAR sono dati geocodificati e prodotti scientifici derivati già espressi in unità fisiche reali. È fondamentale evidenziare che l’umidità del suolo (Soil Moisture) è l’unico prodotto globale di Livello 3 ufficialmente generato e distribuito da NISAR a copertura planetaria.Sebbene i team scientifici abbiano sviluppato e validato algoritmi specifici (ATBD – Algorithm Theoretical Basis Documents) per generare altri prodotti di Livello 3 (come biomassa, disturbi della vegetazione, inondazioni delle zone umide, aree coltivate, deformazioni superficiali, mappe di danno proxy e velocità dei ghiacciai/ghiaccio marino), questi ultimi vengono attualmente elaborati e validati esclusivamente su siti pilota di calibrazione e validazione.
I super poteri della banda L
A differenza dei satelliti ottici (che “vedono” solo la superficie delle foglie) o dei radar tradizionali in Banda C (come i Sentinel-1), NISAR utilizza la Banda L. Questa particolare lunghezza d’onda radar (24 cm) ha un superpotere: riesce a penetrare la fitta vegetazione e a “bagnarsi” direttamente nel suolo, stimando l’umidità volumetrica della terra con una precisione geometrica eccezionale di 200 metri, in grado di penetrare al suolo di 20-25 cm (in condizioni di suolo secco). In questo primo test (vedi la mappa) la finestra temporale dal 17 al 29 giugno è il momento esatto in cui l’estate italiana era già in una fase avanzata con i terreni che cominciano a surriscaldarsi con la conseguente temperatura della superficie del suolo che, assieme alla secchezza della vegetazione, contribuisce agli incendi che stanno interessando soprattutto il sud del Paese. La banda S ha invece una lunghezza d’onda di 9,4 cm e consente di misurare l’apparato fogliare ed è molto sensibile alla vegetazione rada.
Cosa ci racconta la mappa dell’Italia
La mappa dell’Italia ci restituisce il risultato di tre modelli matematici indipendenti (algoritmi) straordinari dello stato idrico del nostro Paese, con valori di umidità volumetrica che oscillano tra un minimo di 0.15 m³/m³ e un massimo di 0.45 m³/m³. Cosa significano questi numeri in parole povere?I pixel “aridi” (0.15): colorano le grandi pianure agricole del Centro-Sud e ampie porzioni della Pianura Padana. È la firma inequivocabile dell’estate: l’evapotraspirazione è altissima e i terreni, privi di piogge recenti, mostrano i primi sintomi di stress idrico. I pixel “umidi” (0.40): si concentrano come polmoni blu lungo i rilievi stabili delle Alpi e degli Appennini, o ricalcano i principali bacini fluviali idrografici. Lì il terreno trattiene l’acqua grazie alla protezione delle foreste o alla vicinanza delle falde superficiali.
Specifiche di accesso e distribuzione dei dati NISAR
I dati NISAR sono disponibili in modo libero e aperto (Open Data). È possibile accedere ai dati in banda L attraverso l’Alaska Satellite Facility (ASF), mentre i dati in banda S, insieme alle osservazioni in banda L simultanee, sono disponibili sulla piattaforma Bhoonidhidell’ISRO. La banda L fornisce una copertura quasi globale ogni 12 giorni, mentre le osservazioni in banda S vengono acquisite principalmente sull’India e su specifici siti scientifici e di calibrazione/validazione (Cal/Val) al di fuori dell’India. I dati NISAR sono distribuiti nel formato HDF5. I prodotti di Livello 2 sono geocodificati, consentendo di sovrapporli facilmente ad altri dataset geospaziali. I Jupyter Notebook open-source, contenenti gli algoritmi per le diverse discipline scientifiche della missione, sono pubblicamente accessibili. L’unico prodotto globale di Livello 3 generato da NISAR è l’umidità del suolo (soil moisture), con una risoluzione spaziale di 200 metri. Il prodotto GCOV rappresenta il dato di retrodiffusione geocodificato e corretto geometricamente per il terreno (gamma naught); è il più adatto per chi si avvicina per la prima volta al radar e desidera effettuare studi sugli ecosistemi (deforestazione, biomassa, agricoltura, inondazioni, ecc.). Il prodotto GUNW è l’interferogramma geocodificato (sia wrapped che unwrapped) ed è il più indicato per chi è agli inizi con la tecnica InSAR e vuole studiare le deformazioni o i movimenti della superficie terrestre. I dati NISAR possono essere scaricati per l’analisi in locale o accessibili ed elaborati direttamente in cloud, a seconda del proprio flusso di lavoro
(Articolo a cura di Vito L’Erario)
(Fonte: NASA ARSET – Harnessing NISAR: Next-Generation Radar Observations for Earth Applications).
