OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di fornire gli strumenti di base necessari alla conoscenza spaziale del territorio introducendo lo studente alle cosiddette tematiche topografiche espresse in ambito locale quali, a titolo di esempio, rilievi di dettaglio e posizionamento di reti tecnologiche, da effettuarsi con tecniche tradizionali e GPS/GNSS, al fine di fornire un primo contatto diretto con la realtà operativa.Le diverse fasi affrontate, che vanno dalla progettazione ed esecuzione del rilievo, alla sua elaborazione e rappresentazione di tipo cartografico, sono completate dall’applicazione di strumenti statistici necessari all'analisi critica delle campagne di misura effettuate. Il corso rappresenta un approccio formativo alle tematiche ingegneristiche in senso lato, partendo dagli aspetti organizzativi per giungere a quelli interpretativi dei risultati ottenuti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso fornisce gli strumenti di base del rilevamento del territorio in ambito locale e del trattamento delle osservazioni per l'analisi ed il controllo delle campagne di misura effettuate.

Sono esaminati, in modo descrittivo e sufficientemente generale, concetti basilari per qualsiasi procedura di rilevamento come la definizione dei sistemi di riferimento rispetto ai quali descrivere (o georiferire l’oggetto delle misure, oltre alla cartografia nella quale inquadrarle.
Elementi di trattamento delle osservazioni forniscono le basi per il controllo delle campagne effettuate e dei risultati ottenuti, individuando precisioni e schemi di misura piú opportuni nel rispetto delle precisioni richieste. Dovrà invece essere oggetto di approfondimenti futuri l’analisi delle principali problematiche relative al trattamento dei dati a referenza spaziale, utili tanto all’operatore quanto al tecnico che si debba rivolgere a figure professionali specialistiche.
Il corso rappresenta un approccio formativo alle tematiche ingegneristiche in senso lato, partendo dagli aspetti organizzativi per giungere a quelli interpretativi dei risultati ottenuti.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso comprende lezioni (circa 40 ore) ed esercitazioni (circa 20 ore) relative alle esperienze di rilevamento svolte sul campo, alle relative elaborazioni e all'inquadramento in cartografia.

Le esercitazioni strumentali, così come le esercitazioni numeriche, sono particolarmente utili all’apprendimento delle pratiche operative illustrate a lezione, all'elaborazione delle campagne di misura e all'acquisizione della necessaria sensibilità per le relative analisi; entrambe sono necessarie per la stesura della relazione tecnica, preparatoria allo svolgimento delle prove di verifica e parte integrante dell'esame orale.

Il corso è tenuto in italiano ma sono a disposizione riferimenti bibliografici in lingua inglese; la relazione tecnica e l'esame possono essere svolti in lingua inglese.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Principali metodologie di rilevamento oggi disponibili: analisi e caratteristiche (vantaggi e limiti) delle principali metodologie del rilevamento tradizionale, satellitare GNSS/GPS, fotogrammetrico, telerilevamento e laser a scansione.

Sistemi di riferimento e sistemi di coordinate: necessità dei sistemi di riferimento, definizioni, tipi di orientamento e possibili realizzazioni con particolare attenzione ai sistemi di riferimento di maggior interesse in Italia. Modelli e problematiche nelle trasformazioni tra diversi sistemi di coordinate e di riferimento.

Strumentazione topografica tradizionale

Livello: osservabile, parti costitutive e condizioni di rettifica, verifica ed eventuale rettifica dello strumento. Modalità operative e principali effetti nelle determinazioni dei dislivelli con livellazione geometrica dal mezzo e reciproca.

Stazione totale: osservabili (direzioni azimutali, angoli azimutali, azimut, angoli zenitali), parti costitutive e condizioni di rettifica, verifica ed eventuale rettifica dello strumento. Modalità operative e principali effetti nelle letture degli angoli azimutali e zenitali, misura di distanze ad angolo parallattico variabile e stadia orizzontale e ad angolo parallattico costante. Distanziometro elettronico: osservabili e principi di funzionamento, modalità operative.

Metodologia di rilievo satellitare GNSS/GPS: descrizione generale del sistema e principi di funzionamento, descrizione del segnale, osservabili ed equazioni di osservazione, pianificazione di una campagna di rilievo, metodologie di rilievo con cenno all'elaborazione dei dati per il post processamento, principi di rilevamento in tempo reale in appoggio a servizi di posizionamento satellitare per rilievo cosiddetto in Network Real Time Kinematic (NRTK), inserimento di un rilievo in un sistema di riferimento predefinito e inquadramento in cartografia.

Elementi di trattamento delle osservazioni: concetti di errore, variabile statistica e variabile casuale, concetto di media e di varianza e loro significato descrittivo. Trasformazione di variabili casuali: trasformazione approssimata di media e varianza per variabili a piú dimensioni, lineare e non. Concetti di ridondanza delle osservazioni e loro compensazione tramite criterio di stima dei minimi quadrati, richiami di algebra matriciale per la soluzione di sistemi lineari. Applicazioni ai principali problemi topografici con esercitazioni numeriche in aula ed in laboratorio di calcolo.

Tecniche di rilievo metrico del territorio: principali schemi di misure semplici e ridondanti per il rilievo plano/altimetrico del territorio e primi controlli di congruenza delle osservazioni. Precisioni ottenibili. Principali ambiti di lavoro e possibili approssimazioni.

Elementi di cartografia: principali rappresentazioni cartografiche e loro caratteristiche, la cartografica nazionale, la cartografia della Regione Liguria.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense e materiale del corso fornito agli studenti tramite AulaWeb.

Testi per la consultazione (in lingua italiana):
Albertella A., Brovelli M.A., Migliaccio F., Sona G.: Esercizi di trattamento statistico dei dati – vol. I (Probabilità, variabili casuali a una dimensione, variabili casuali bi-dimensionali, covarianza), Cittá Studi, Milano, 1997.
Barzaghi R., Pinto L.: Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. Ed. CittàStudi, Milano, 2014, ISBN 978-88-251-7390-1.
Bezoari G., Monti C., Selvini A.: Fondamenti di rilevamento generale, Hoepli, Milano 1984.
Biagi L.: I fondamentali del GPS. Geomatics Workbooks, Vol. 8, 2009, Geomatics Laboratory, Como, 2009, ISSN 1591-092X.
Cina A.: Dal GPS al GNSS (Global Navigation Satelite System) - Per la Geomatica. Ed. Celid, Collana Strumenti per l'Ingegneria, Torino, 2014, ISBN 978-88-6789-020-0.
Costa L.: Topografia parti speciali, Il Gabbiano, Genova, 1998.
Inghilleri G., Topografia generale, UTET, Torino, 1974.
Manzino A.M.: Lezioni di Topografia, Ed. Otto, Torino, 2001 (http://ebook.polito.it).
Monti C., Pinto L.: Trattamento dei dati topografici e cartografici, Libreria CLUP, Milano 1999.
Sansó F.: Quaderni di trattamento statistico dei dati vol. I (Elementi di teoria della probabilità), Cittá Studi, Milano, 1996.