a.a. 2009-2010 Programma del corso di: TOPOGRAFIA (CFU 10) [A, C] DOCENTE: Fabio Radicioni OBIETTIVI: Conoscenza delle definizioni e degli algoritmi fondamentali della geodesia e della cartografia. Lettura e utilizzo corretto della cartografia moderna (sia in versione cartacea che numerica), con particolare riferimento alle carte prodotte dagli enti cartografici italiani (IGM, Catasto, Regioni). Funzionamento e caratteristiche dei principali strumenti per il rilevamento topografico. Tecniche del rilevamento tradizionali e satellitari. Conoscenza dei concetti fondamentali e degli algoritmi per il trattamento statistico delle osservazioni. CONTENUTI: Geodesia (18 ore) Definizione della superficie di riferimento. Campo gravitazionale terrestre. Sferoidi ed ellissoidi terrestri. Geometria dell’ellissoide di rotazione. I fondamenti della geodesia operativa. Sezioni normali e linee geodetiche. Soluzioni approssimate per la superficie di riferimento nel rilievo planimetrico: piano tangente all’ellissoide e sfera locale. Calcolo delle coordinate curvilinee sull’ellissoide. Trasformazioni tra sistemi di coordinate. Rappresentazioni cartografiche (14 ore) Il problema generale delle trasformazioni cartografiche. Modulo di deformazione lineare, superficiale e angolare. Rappresentazioni equivalenti, conformi ed afilattiche. La proiezione conforme di Gauss: universale U.T.M. e nazionale Gauss-Boaga. La proiezione di Cassini-Soldner e la carta del Catasto. La carta tecnica regionale. La cartografia numerica. Trasformazioni di datum. Caratteristiche e uso delle carte (13 ore) Cenni sulle moderne tecniche di produzione cartografica. Cenni sui sistemi informativi geografici. Le carte prodotte dai principali enti cartografici italiani (IGMI, Regioni, Catasto): tipologia e caratteristiche. Lettura e uso delle carte, con esercitazioni pratiche su materiale cartografico di comune impiego in Italia. Esercitazioni in laboratorio di informatica su cartografia numerica e GIS. Strumentazione moderna per il rilevamento topografico (9 ore) Strumenti e tecniche per la misura di angoli azimutali e zenitali (teodoliti). Strumenti e tecniche moderne per la misura delle distanze (distanziometri a onde). Strumenti e tecniche per la misura dei dislivelli (livelli). Esercitazioni pratiche sull’impiego degli strumenti. Tecniche del rilevamento topografico (9 ore) Rilevamenti planimetrici classici: inquadramento, raffittimento e dettaglio. Rilevamenti altimetrici: livellazione trigonometrica e geometrica. Esercitazioni pratiche consistenti nell’esecuzione di rilievi del territorio e/o di manufatti. Tecniche del rilevamento GPS (9 ore) Posizionamento e navigazione con il GPS. Le tecniche topografiche satellitari. Posizionamento assoluto e relativo differenziale GPS. Il sistema WGS 84. Trasformazione diretta ed inversa tra coordinate cartesiane geocentriche ed ellissoidiche. Struttura del segnale. Le osservabili GPS: pseudorange e fase. Equazioni alle differenze singole, doppie e triple. Individuazione e correzione dei cycle-slips. Errori sistematici ed accidentali. Uso geodetico del sistema: GPS statico e cinematico. Il problema delle quote ortometriche. Reti GPS e problemi connessi con l’inserimento nei sistemi geodetici locali. Esercitazioni pratiche sull’utilizzo topografico del GPS. Trattamento delle osservazioni (18 ore) Considerazioni generali sulle misure. Elementi di calcolo delle probabilità. Variabili statistiche e variabili casuali discrete, continue, monodimensionali e pluridimensionali. Distribuzioni di probabilità notevoli. Concetti di precisione ed accuratezza. Intervalli di confidenza ed ellisse d’errore. Varianza, covarianza e correlazione. Legge di propagazione della covarianza (propagazione dell’errore). Matrici di covarianza, dei cofattori e dei pesi. Compensazione delle misure. Criterio dei minimi quadrati con osservazioni indirette. Osservabili topografiche: equazioni alle misure lineari e non lineari. Compensazione delle reti altimetriche e planimetriche. Inquadramento (Datum). Progettazione di una rete. PREREQUISITI: Analisi matematica Ia, Geometria. TESTI CONSIGLIATI: Folloni G., Principi di Topografia. Patron, Bologna 1978. Dispense ed altro materiale didattico disponibile a cura del docente sul sito Web: http://labtopo.ing.unipg.it MODALITÀ DI VERIFICA DEL PROFITTO: La verifica consiste in una prova scritta sul trattamento delle osservazioni e in una successiva prova orale/pratica sull’uso della strumentazione, sulla lettura/interpretazione delle carte topografiche e sui contenuti delle unità didattiche.