ID:
510037
Durata (ore):
59
CFU:
6
SSD:
TOPOGRAFIA E CARTOGRAFIA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (30/09/2024 - 20/01/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Questo Corso deve essere visto come la parte teorica di un Insegnamento sul Rilievo del Territorio da terra e da aereo; il Corso viene completato da quello di “Laboratorio di rilievo digitale e droni”.
Alla fine del Corso uno studente deve conoscere
• nozioni di base sulla Geodesia e la Cartografia matematica;
• le principali trasformazioni di coordinate nel piano e nello spazio;
• elementi su calcolo della probabilità e statistica, inferenza e calcoli ai Minimi Quadrati;
• le principali tecniche della Topografia nel campo topografico;
• elementi sul rilievo GNSS;
• il linguaggio della Cartografia;
• elementi di Fotogrammetria
Alla fine del corso uno studente deve saper fare
• elaborare un rilievo topografico i cui dati vengono forniti dal docente;
• convertire le coordinate locali, ottenute da un rilievo topografico, in globali, mediante l’applicazione di una trasformazione di coordinate stimata ai MQ a partire da punti doppi
• consultare in modo appropriato e consapevole un foglio di cartografia; scegliere opportunamente il tipo di cartografia da esaminare a seconda dell’informazione necessaria;
• elaborare le misure di precisione con tecniche di base e intermedie;
• usare i SW MicroSurvey STARNET e MicroSurvey CAD (SW commerciali di cui il docente distribuisce a ogni studente una licenza educational) per il calcolo e la compensazione di misure topografiche e GNSS e per l’esecuzione di trasformazioni di coordinate.
Alla fine del Corso uno studente deve conoscere
• nozioni di base sulla Geodesia e la Cartografia matematica;
• le principali trasformazioni di coordinate nel piano e nello spazio;
• elementi su calcolo della probabilità e statistica, inferenza e calcoli ai Minimi Quadrati;
• le principali tecniche della Topografia nel campo topografico;
• elementi sul rilievo GNSS;
• il linguaggio della Cartografia;
• elementi di Fotogrammetria
Alla fine del corso uno studente deve saper fare
• elaborare un rilievo topografico i cui dati vengono forniti dal docente;
• convertire le coordinate locali, ottenute da un rilievo topografico, in globali, mediante l’applicazione di una trasformazione di coordinate stimata ai MQ a partire da punti doppi
• consultare in modo appropriato e consapevole un foglio di cartografia; scegliere opportunamente il tipo di cartografia da esaminare a seconda dell’informazione necessaria;
• elaborare le misure di precisione con tecniche di base e intermedie;
• usare i SW MicroSurvey STARNET e MicroSurvey CAD (SW commerciali di cui il docente distribuisce a ogni studente una licenza educational) per il calcolo e la compensazione di misure topografiche e GNSS e per l’esecuzione di trasformazioni di coordinate.
Prerequisiti
Trigonometria. Analisi: norma di un vettore, derivate delle funzioni a una variabile, sviluppi in serie. Algebra lineare: vettori, matrici, prodotto fra matrici e tra matrici e vettori, matrice trasporta, matrice inversa, matrici ortogonali.
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni guidate dal docente.
Verifica Apprendimento
Vi sono due prove obbligatorie e una facoltativa.
1. prova scritta obbligatoria, valutata fino a 24 punti
2. attività progettuale obbligatoria, relativa all’elaborazione di un rilievo topografico i cui dati vengono distribuiti dal docente, con i SW menzionati in precedenza, valutata fino a 3 punti, 5 in casi eccezionali
3. prova orale facoltativa, valutata fino a 3 punti, 5 in casi eccezionali.
Chi ha avuto almeno 18 alla prova scritta e ha svolto l’attività progettuale, può registrare la somma delle due votazioni.
Nella prova orale, di norma, i voti meritati nelle prove obbligatorie sono mantenuti. A meno che la prova orale li contraddica in modo stridente.
1. prova scritta obbligatoria, valutata fino a 24 punti
2. attività progettuale obbligatoria, relativa all’elaborazione di un rilievo topografico i cui dati vengono distribuiti dal docente, con i SW menzionati in precedenza, valutata fino a 3 punti, 5 in casi eccezionali
3. prova orale facoltativa, valutata fino a 3 punti, 5 in casi eccezionali.
Chi ha avuto almeno 18 alla prova scritta e ha svolto l’attività progettuale, può registrare la somma delle due votazioni.
Nella prova orale, di norma, i voti meritati nelle prove obbligatorie sono mantenuti. A meno che la prova orale li contraddica in modo stridente.
Testi
Dispense del docente, disponibili su KIRO.
Karl Kraus, Fotogrammetria. Volume 1 - Teoria e Applicazioni, Editore: Libreria Universitaria Levrotto & Bella, Anno edizione: 1994, ISBN: 888218028X
Karl Kraus, Photogrammetry. Volume 2 - Advanced Methods and Applications, Editore: Ummler - Bonn - Germany, Anno edizione: 1997, ISBN:
3-427-78694-3
Toni Schenk, Digital Photogrammetry - Volume I, Editore: TerraScience, Anno edizione: 1999, ISBN: 0-9677653-1-5
Karl Kraus, Fotogrammetria. Volume 1 - Teoria e Applicazioni, Editore: Libreria Universitaria Levrotto & Bella, Anno edizione: 1994, ISBN: 888218028X
Karl Kraus, Photogrammetry. Volume 2 - Advanced Methods and Applications, Editore: Ummler - Bonn - Germany, Anno edizione: 1997, ISBN:
3-427-78694-3
Toni Schenk, Digital Photogrammetry - Volume I, Editore: TerraScience, Anno edizione: 1999, ISBN: 0-9677653-1-5
Contenuti
Calcolo delle Probabilità e Statistica
Errori casuali e sistematici. Le definizioni di probabilità. Le variabili casuali a una e più dimensioni, discrete e continue; media, varianza, covarianza, correlazione, matrice di varianza-covarianza. La vc di Gauss. Inferenza: stima di media, deviazione standard e coefficiente di correlazione lineare. Il principio dei minimi quadrati e le sue applicazioni a semplici problemi di topografia, come la compensazione di una livellazione e la stima di una trasformazione di coordinate nel piano.
Geodesia e Cartografia matematica
Le superfici di riferimento: il Geoide e l'Ellissoide. I diversi tipi di coordinate: cartesiane ellissocentriche (ECEF), geografiche e cartografiche. I diversi sistemi di riferimento: Roma40, ED50, WGS-84. Il problema della proiezione cartografica. Caratteristiche della proiezione di Gauss., in particolare la deformazione delle distanze. I sistemi cartografici UTM e Gauss-Boaga: numero dei fusi, loro denominazione, loro ampiezza.
Trasformazioni di coordinate
Trasformazioni elementari nel piano: traslazione, cambio di scala, rotazione; trasformazioni composte nel piano: rototraslazione, rototraslazione con cambio di scala isotropo e anisotropo, affine. Sistemi di riferimento destrorsi e sinistrorsi, aspetti convenzionali nelle trasformazioni di coordinate. Generalizzazione al caso tridimensionale: traslazione, rotazioni elementari e rotazione generale nello spazio. La trasformazione di Helmert.
Topografia classica
Unità di misura degli angoli e loro conversioni. Gli strumenti per la misura di angoli, distanze e dislivelli: teodolite, distanziometro, total station topografica, livello. Principali tecniche topografiche nel piano: rilevamento radiali, intersezione in avanti, poligonale; livellazione trigonometrica e geometrica. Accuratezza delle misure topografiche. Uso delle trasformazioni di coordinate piane per inquadrare i rilievi topografici.
Cenni ai sistemi GNSS
La costellazione, la struttura del segnale, il principio della misura GPS. Varie metodologie di misura GPS: soluzione navigazionale, posizionamento relativo in modalità post-processata, posizionamento RTK e NRTK. .
Cartografia
Caratteristiche della cartografia tradizionale. Cartografia tecnica e tematica. Chi produce cartografia in Italia, Le scale usate, le parti costituenti una tavola, come si legge una carta. La qualità di una cartografia tecnica: aspetti metrici (errore di graficismo) e dettaglio del contenuto informativo. Come la cartografia descrive la terza dimensione: punti quotati e curve di livello.
Fotogrammetria
• i principi geometrici della presa e della restituzione fotogrammetriche; i concetti di fotogramma, strisciata e blocco; la configurazione di un blocco: ricoprimenti, altezza di volo, lunghezza focale; applicazione di tali concetti alla pianificazione di un blocco acquisito con UAV
• cenni alle equazioni di collinearità; il calcolo dell’orientamento esterno per una coppia stereoscopica e per un blocco di fotogrammi; la misura fotogrammetrica e la fase di restituzione;
• che cosa si può produrre con la Fotogrammetria: misure singole, carte vettoriali, modelli digitali del terreno, ortofoto, nuvole di punti.
Uso di SW specialistico
• Agli studenti si insegna l’uso del SW MicroSurvey STARNET e -per alcuni funzioni- di MicroSurvey CAD; si tratta di SW per il calcolo e la compensazione di misure topografiche e GNSS e per l’esecuzione di trasformazioni di coordinate. I programmi menzionati sono commerciali ma il docente distribuisce a ogni studente una licenza educational
Errori casuali e sistematici. Le definizioni di probabilità. Le variabili casuali a una e più dimensioni, discrete e continue; media, varianza, covarianza, correlazione, matrice di varianza-covarianza. La vc di Gauss. Inferenza: stima di media, deviazione standard e coefficiente di correlazione lineare. Il principio dei minimi quadrati e le sue applicazioni a semplici problemi di topografia, come la compensazione di una livellazione e la stima di una trasformazione di coordinate nel piano.
Geodesia e Cartografia matematica
Le superfici di riferimento: il Geoide e l'Ellissoide. I diversi tipi di coordinate: cartesiane ellissocentriche (ECEF), geografiche e cartografiche. I diversi sistemi di riferimento: Roma40, ED50, WGS-84. Il problema della proiezione cartografica. Caratteristiche della proiezione di Gauss., in particolare la deformazione delle distanze. I sistemi cartografici UTM e Gauss-Boaga: numero dei fusi, loro denominazione, loro ampiezza.
Trasformazioni di coordinate
Trasformazioni elementari nel piano: traslazione, cambio di scala, rotazione; trasformazioni composte nel piano: rototraslazione, rototraslazione con cambio di scala isotropo e anisotropo, affine. Sistemi di riferimento destrorsi e sinistrorsi, aspetti convenzionali nelle trasformazioni di coordinate. Generalizzazione al caso tridimensionale: traslazione, rotazioni elementari e rotazione generale nello spazio. La trasformazione di Helmert.
Topografia classica
Unità di misura degli angoli e loro conversioni. Gli strumenti per la misura di angoli, distanze e dislivelli: teodolite, distanziometro, total station topografica, livello. Principali tecniche topografiche nel piano: rilevamento radiali, intersezione in avanti, poligonale; livellazione trigonometrica e geometrica. Accuratezza delle misure topografiche. Uso delle trasformazioni di coordinate piane per inquadrare i rilievi topografici.
Cenni ai sistemi GNSS
La costellazione, la struttura del segnale, il principio della misura GPS. Varie metodologie di misura GPS: soluzione navigazionale, posizionamento relativo in modalità post-processata, posizionamento RTK e NRTK. .
Cartografia
Caratteristiche della cartografia tradizionale. Cartografia tecnica e tematica. Chi produce cartografia in Italia, Le scale usate, le parti costituenti una tavola, come si legge una carta. La qualità di una cartografia tecnica: aspetti metrici (errore di graficismo) e dettaglio del contenuto informativo. Come la cartografia descrive la terza dimensione: punti quotati e curve di livello.
Fotogrammetria
• i principi geometrici della presa e della restituzione fotogrammetriche; i concetti di fotogramma, strisciata e blocco; la configurazione di un blocco: ricoprimenti, altezza di volo, lunghezza focale; applicazione di tali concetti alla pianificazione di un blocco acquisito con UAV
• cenni alle equazioni di collinearità; il calcolo dell’orientamento esterno per una coppia stereoscopica e per un blocco di fotogrammi; la misura fotogrammetrica e la fase di restituzione;
• che cosa si può produrre con la Fotogrammetria: misure singole, carte vettoriali, modelli digitali del terreno, ortofoto, nuvole di punti.
Uso di SW specialistico
• Agli studenti si insegna l’uso del SW MicroSurvey STARNET e -per alcuni funzioni- di MicroSurvey CAD; si tratta di SW per il calcolo e la compensazione di misure topografiche e GNSS e per l’esecuzione di trasformazioni di coordinate. I programmi menzionati sono commerciali ma il docente distribuisce a ogni studente una licenza educational
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
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Persone
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