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ECDL GIS MODULO 1

LA RAPPRESENTAZIONE CARTOGRAFICA1.1.1 Concetti generali

Dott. Ing. Antonio Barsottini

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Superficie terrestre

• La superficie terrestre o superficie fisica effettiva o reale terrestre è lo strato più esterno del pianeta Terra

• È caratterizzata dai rilievi naturali e dalle alterazioni di forma antropiche

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Datum geodetici

• Un datum geodetico è un sistema di riferimento solidale alla Terra rispetto al quale viene espressa la posizione dei punti caratteristici della superficie fisica terrestre e dei punti prossimi ad essa

• L’operazione mediante la quale si esprime la posizione di un puntoattraverso un insieme ordinato di numeri è detto georeferenziazione e tali numeri sono le coordinate del punto

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Datum geodetici

• La determinazione della posizione dei punti è stata tradizionalmente scissa in due componenti distinte:

• Planimetrica: posizionamento su una superficie di riferimento che modelli quella terrestre (ellissoide)

• Altimetrica: determinazione della quota dei punti riferita ad una superificie di riferimento (geode o ellissoide)

• Ciò ha comportato che venissero definiti due distinti sistemi di riferimento geodetico: un datum planimetrico ed un datum altimetrico

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Datum planimetrici - generalità

• Rispetto alla superficie di riferimento viene riferita la posizione planimetrica dei punti rappresentativi del territorio

• La superficie adottata è quella ellissoidica, che si ottiene ruotando un’ellisse attorno al suo asse minore

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Datum planimetrici – generalità e

posizionamento• Nel corso degli anni e ad opera di diversi studiosi, sono stati definiti numerosi ellissoidi che si differenziano tra loro per la forma e le dimensioni

• Per i nostri scopi è utile ricordare i seguenti

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ellissoide a (m) s

Hayford (1909) 6378388 1/297.0

Bessel (1841) 6377397 1/299.2

W.G.S.84 (1984) 6378137 1/298.3

• Il posizionamento dell’ellissoide rispetto alla superficie terrestre avviene in modo da approssimarne al meglio l’andamento nella zona in cui si intende operare

• Viene scelto un punto di emanazione, generalmente centrale rispetto alla zona d’interesse, in corrispondenza del quale si impone la tangenza delle due superfici. L’orientamento dell’ellissoide avviene ricorrendo a delle misurazioni astronomiche

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Datum planimetrici – posizionamento

• Allontanandosi dal punto di emanazione la precisione con la quale la superficie ellissoidica approssima (ai fini planimetrici) quella terrestre decade ed al di fuori di estensioni dell’ordine di grandezza di uno stato o di una porzione di continente, essa non è più accettabile

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Deviazione dalla verticale

•la deviazione dalla verticale è l’angolo formato tra la normale all’ellissoide nel

punto di emanazione e la verticale nello stesso punto

•Essa è:

•nulla nel punto di emanazione

•in generale non nulla in punti diversi

•Riassumendo:

•Per definire un datum planimetrico è necessario adottare un ellissoide di

rotazione, posizionarlo ed orientarlo rispetto ad un punto

•Esiste libertà nella scelta delle dimensioni e del posizionamento

dell’ellissoide rispetto alla superficie geoidica

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Campo geodetico

• È l’intorno, valutato ai fini planimetrici, del punto considerato avente raggio di circa 100 km, in cui è consentito approssimare la superficie ellissoidica con una superficie sferica detta sfera locale, in quanto l’errore insito nell’approssimazione è dello stesso ordine di grandezza di quelli di misura;

• Relativamente alle operazioni altimetriche per distanze superiori a 20 km occorre riferirsi all’ellissoide

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Campo topografico

• È l’intorno del punto considerato avente un raggio di 10-15 km in cui èpossibile sostituire, per fini planimetrici, alla sfera locale il piano tangente nel punto stesso;

• Ai fini altimetrici già per distanze dell’ordine delle centinaia di metri, l’errore che si commetterebbe assumendo il piano topografico quale superficie di riferimento sarebbe paragonabile alla sensibilità del metodo di misura dei dislivelli e non è quindi accettabile

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Datum planimetrici – realizzazione

• Ad ogni datum planimetrico è associata una rete geodetica che permette di attribuire le coordinate geografiche ad un insieme di vertici materializzati sulla Terra

• In tal modo viene diffuso sul territorio un insieme di punti aventi posizione nota, che sono detti capisaldi d’inquadramento, e che costituisce l’ossatura alla quale appoggiare le operazioni di rilievo.

• La definizione della rete si chiama realizzazione del datum e si attua mediante operazioni di rilievo e di calcolo

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Datum planimetrici utilizzati in Italia – Roma40

Datum Roma 40 (M. Mario 1940)

•È il vecchio sistema geodetico nazionale•Utilizza l’ellissoide di Hayford orientato a Roma secondo misure astronomiche del 1940 ed assume come meridiano fondamentale quello di M. Mario•La realizzazione del datum è la vecchia rete geodetica nazionale, attualmente priva di manutenzione• E’ il datum utilizzato per la cartografia nazionale IGM precedente alla serie DB; in riferimento a questo datum sono definite le coordinate piane (cartografiche) Gauss - Boaga

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Datum planimetrici utilizzati in Italia – ED50

Datum ED 50

•È il sistema geodetico europeo utilizzato per unificare la cartografia di tutto il continente•È utilizzato in Italia ai soli fini cartografici essendo riferito ad esso il taglio della maggior parte della cartografia prodotta.•Utilizza l’ellissoide di Hayford con centro di emanazione (unico per tutto il territorio) su Potsdam

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Osservatorio astronomico

Potsdam (Berlino)

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Datum planimetrici utilizzati in Italia – ED50

• L’orientamento su Postdam ha deviazione della verticale diversa da zero per minimizzare le deviazioni nella periferia del continente

• Assume quale meridiano centrale quello di Greenwich

• La realizzazione del datum è una rete composta da una selezione di punti delle reti del primo ordine dei singoli stati dell’Europa occidentale

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Trasformazione di coordinate – generalità

• La trasformazione da un sistema di riferimento geodetico ad un altro si basa sull’utilizzo di alcuni parametri determinati statisticamente a partire da una serie di punti doppi, ovvero di punti noti in entrambi i datum

• Per ottenere un risultato accurato ènecessario utilizzare punti doppi che:

• Siano situati nell’intorno della zona da trasformare

• Tali punti siano georiferiti nei due datum con adeguata accuratezza

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Punto doppio - esempio

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Trasformazione tra datum – trasformazione di

Helmert

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• Si opera sulle coordinate cartesiane ellissocentriche (XP, YP, ZP)

• Si tratta di una rototraslazione nello spazio con fattore di scala; quest’ultimo quantifica le deformazioni della superficie terrestre e gli errori di misura e calcolo delle reti