Phase unwrapping in Differential SAR Interferometry

The thesis addresses the complex and long-standing issue of phase ambiguity, a challenge that cannot be solved solely through mathematical means, but requires the application of heuristic methods. This work thoroughly examines the problems arising from noise, seasonality, and other disturbances that hinder the disambiguation process. In an initial phase, the temporal phase unwrapping problem is tackled by adopting innovative solutions based on optimization techniques and machine learning algorithms, yielding significant improvements in both accuracy and efficiency. Subsequently, the research focuses on spatial phase unwrapping, developing advanced approaches for phase resolution. The results from both methodologies are applied as a case study to the alpine village of Cazzaso, known for its landslide phenomena. Finally, the thesis explores the problem through a quantum approach, specifically employing the VQE (Variational Quantum Eigensolver) method, thus opening new perspectives in the field of differential SAR interferometry.

La tesi affronta il complesso e annoso problema dell’ambiguità di fase, una sfida che non si presta a soluzioni puramente matematiche, ma richiede l’impiego di metodi euristici. Il lavoro analizza in profondità le problematiche derivanti da rumore, stagionalità e altre perturbazioni che ostacolano il processo di disambiguazione. In una prima fase, il problema del phase unwrapping temporale viene affrontato adottando soluzioni innovative basate su tecniche di ottimizzazione e algoritmi di machine learning, con conseguenti miglioramenti significativi in termini di accuratezza ed efficienza. Successivamente, la ricerca si focalizza sul phase unwrapping spaziale, sviluppando approcci avanzati per la risoluzione della fase. I risultati ottenuti da entrambe le metodologie sono applicati come caso di studio al villaggio alpino di Cazzaso, noto per i fenomeni franosi. Infine, la tesi esplora il problema attraverso un approccio quantistico, in particolare mediante l’impiego del metodo VQE (Variational Quantum Eigensolver), aprendo così nuove prospettive nell’ambito dell’interferometria SAR differenziale.