TOPOGRAFIA E CARTOGRAFIA

Anno accademico 2017/2018 - 2° anno
Docente: Giuseppe MUSSUMECI
Crediti: 6
SSD: ICAR/06 - TOPOGRAFIA E CARTOGRAFIA
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 92 di studio individuale, 28 di lezione frontale, 30 di esercitazione
Semestre:

Obiettivi formativi

Il corso fornisce le nozioni necessarie per affrontare la progettazione, l'esecuzione e la rappresentazione dei rilevamenti topo-cartografici. Fornisce anche le conoscenze necessarie per interpretare i contenuti metrici ed informativi delle cartografie nei diversi sistemi di riferimento in uso ed alle varie scale di rappresentazione.


Prerequisiti richiesti

Sono propedeutici gli insegnamenti dfi Geometria e Analisi Matematica 2.


Frequenza lezioni

Lo studente è invitato a frequentare le lezioni del corso. La frequenza non è obbligatoria ma consente, se acquita per il 70% almeno delle lezioni, di sostenere le prove in itinere.


Contenuti del corso

1. Elementi di geodesia. Superfici di riferimento: geoide, sferoide, ellissoide. Sistemi di coordinate: cartesiane, geocentriche e geodetiche ellissoidiche. Datum geodetico. Trasformazioni di datum e di sistema di riferimento.I datum geodetici e i sistemi di riferimento globali, continentali e nazionali. Geodesia operativa: campo geodetico, teorema di Legendre, coordinate geodetiche polari e rettangolari, triangolazioni geodetiche. Campo topografico: sviluppi di Puiseux-Weingarten per la definizione del campo topografico.

2. Elementi di cartografia e fotogrammetria. Nozioni generali di cartografia. Moduli di deformazione e classificazione delle carte. Cartografia disegnata e numerica. Caratteristiche geometriche e parametri della carta di Gauss. La cartografia ufficiale Italiana I.G.M.I. Le Carte Tecniche Regionali. Le carte tecniche a grande scala. Le carte tematiche. La rete dei vertici trigonometrici di vario ordine e la rete della livellazione fondamentale dell’I.G.M.I. La rete dei vertici IGM95. Il nuovo sistema di riferimento nazionale e la Rete Dinamica Nazionale (RDN). La cartografia catastale. Metodi di produzione cartografica. Aerofotogrammetria: principi della restituzione fotogrammetrica; pianificazione delle fasi di produzione; piano di volo; orientamento interno, relativo ed assoluto; restitutori analitici. La fotogrammetria digitale. La formazione delle ortofotocarte e dei modelli digitali del terreno (DTM).Le immagini satellitari (cenni). I Sistemi Informativi Territoriali (cenni).

3. Elementi di teoria degli errori. Origine delle dispersioni delle misure. Variabile statistica ad una dimensione. Variabile casuale discontinua e continua. Le misure dirette come variabili casuali continue da una popolazione di misure possibili. La distribuzione normale Gaussiana. Il principio dei minimi quadrati. Stima della media, della varianza e della varianza della media. Legge di propagazione delle varianze nel caso di una grandezza funzione lineare o qualsiasi di altre grandezze direttamente misurabili. Misure indirette. Stima di media e varianza nel caso di misure indirette. Misure indirette di più grandezze con equazioni esuberanti di tipo lineare e non lineare.

4. Strumenti topografici e metodi di misura. Le grandezze oggetto delle misure. Richiami di ottica geometrica. Il cannocchiale topografico. Il microscopio semplice e composto. I prismi ottici. Struttura del teodolite. Messa in stazione del teodolite. Condizioni di rettifica e di messa in stazione e relativi errori residui. Errori sistematici nella misura degli angoli. Regola di Bessel. Misura degli angoli azimutali e zenitali. Misura diretta delle distanze. I distanziometri elettro-ottici. La riduzione della distanza all’orizzonte e alla superficie di riferimento. Gli errori sistematici nei distanziometri e le precisioni conseguibili. Misura dei dislivelli. Il livello. Condizione di uso e rettifica del livello. La livellazione geometrica semplice e composta. La livellazione trigonometrica. Le stazioni elettroniche totali. Il laser scanner.

5. Metodi del rilievo topografico. L’impostazione del rilievo topografico: rete di inquadramento, raffittimento e dettaglio. La progettazione del rilievo in funzione dello scopo e delle tolleranze fissate. Il rilievo planimetrico. La triangolazione tecnica. Le Poligonali (vincolate, chiuse). Applicazioni di compensazione rigorosa ed empirica. Intersezioni semplici a sole misure angolari (intersezioni in avanti, Snellius, Hansen). Integrazione con misure lineari. Il rilievo di dettaglio. Il rilievo altimetrico. Le linee di livellazione per la determinazione dei dislivelli fra i punti del terreno. Le livellazioni chiuse. Precisioni conseguibili ed applicazioni con metodi di compensazione rigorosa.

6. Il posizionamento satellitare. Principi del posizionamento satellitare. Il GNSS (Global Navigation Satellite System) e l'organizzazione dei sistemi GPS, GLONASS, GALILEO. Misura di pseudorange e misura di fase. Errori del sistema G.P.S. ed equazioni di osservazione. Tecniche di posizionamento. Il posizionamento assoluto, relativo e differenziale. Reti di stazioni permanenti e servizi erogati.


Testi di riferimento

1. Barzaghi R., Pinto L., Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. Città Studi edizioni, 2014.

2. Bezoari G., Monti C., Selvini A., Topografia generale con elementi di geodesia. UTET, Torino 2002.



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
1*schemi di rilievo
2*trattamento delle misure dirette
3*sistemi di riferimento cartografici
4*struttura e principi di funzionamento degli strumenti topografici
5*interpretazione di una carta topografica
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prove in itinere in forma scritta (non obbligatorie) e con valutazione finale, riservate solamente agli studenti che avranno seguito almeno il 70% delle lezioni.

Prova d'esame in forma orale per tutti gli appelli ordinari e straordinari.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Datum geodetico, campo geodetico e campo topografico, sistemi di riferimento cartografici, moduli di deformazione cartografici, schemi e principi di funzinamento degli strumenti (teodolite, livello, distanziometro, laser scanner), principi geometrici del posizionamento satellitare, posizionamento satellitare assoluto, relativo e differenziale, trattamento delle misure dirette, compensazione empirica di uno schema di rilievo, impostazione della compensazione rigorosa di un blocco di misure, schema di poligonale, livellazione geometrica e sua precisione, rilievo di dettaglio e precisione conseguibile.