Ripassino…..

•geodesia….

•cartografia….

Adozione del sistema WGS84/UTM per il riferimento dei dati geografici presso la Regione Piemonte

DGR n° 16-8136 del 30.12.2002

Datum è l’insieme dei parametri che individuano le caratteristiche dell’ellissoide e la sua posizione rispetto al geoide:•Roma40•ED50•WGS84•(…in tutto sono centinaia)

Proiezione

è il meccanismo che governa il trasferimento delle informazioni dall’ellissoide alla carta (es. UTM, Gauss-Boaga, Cassini-Soldner, Lambert,..)

TRASFORMAZIONE CARTOGRAFICA

Trasformazione analitica

X = f (, )

Y = g(, )

Qualsiasi trasformazione cartografica comporta

deformazioni

Trasformazione

geometrica

(proiezione)

• le trasformazioni di proiezione nell’ambito di uno stesso DATUM sono matematiche

• le trasformazioni nell’ambito di DATUM diversi implicano rideterminazioni nelle reti geodetiche (a ogni DATUM corrisponde una rete geodetica)

• le trasformazioni di proiezione nell’ambito di uno stesso DATUM sono matematiche

• le trasformazioni nell’ambito di DATUM diversi implicano rideterminazioni nelle reti geodetiche (a ogni DATUM corrisponde una rete geodetica)

ROMA40/Gauss-Boaga

sistema nazionale(vecchia rete geodetica)

ED50/UTM sistema europeo unificato (???)

BESSEL/Cassini-Soldner

sistema catastale(32 grandi zone, oltre 800 piccoli sistemi d’asse)

WGS84/UTM

sistema mondiale unificato (rete IGM95)

NN NN

1500 km1500 km

9°9°

2520 km2520 kmEEEE

15°15°

Fuso OvestFuso Ovest

660 0 - - 1212002727’’0808””,40,40

Fuso Est Fuso Est

121200 - - 1818003030’’

In particolare il territorio italiano è proiettato su due fusi

UTM-WGS84UTM-WGS84UTM-WGS84UTM-WGS84

Una terna cartesiana

Una sistema di proiezione cartografica

Una realizzazione

Un ellissoide

Nel 1988 il Servizio Internazionale per la Rotazione Terrestre (IERS) ha definito un nuovo sistema di riferimento convenzionale terrestre, denominato ITRS (IERS Terrestrial Reference System):

• origine delle coordinate coincidente con il centro di massa della Terra

• asse Z diretto verso il Polo Nord convenzionale (CTP-Conventional Terrestrial Pole) definito dal BIH (Bureau International de l’Heure) al 1984.0

• asse delle X è l’intersezione tra il meridiano zero definito dal BIH al 1984.0 (quello passante per Greenwich) con il piano equatoriale associato al CTP

• l’asse delle Y completa una terna ortogonale destrorsa e giace sul piano equatoriale

• la terna cartesiana è solidale con la Terra.

La terna cartesiana OXYZLa terna cartesiana OXYZ

Il DoD degli USA si è uniformato all’ellissoide biassiale dell’Unione Internazionale di Geodesia e Geofisica GRS80:

• a = 6 378 137

• f = 1/298.257223563

Stabiliti anche parametri meccanici (la costante gravitazionale GM, il coefficiente normalizzato zonale gravitazionale di secondo grado e la velocità angolare della Terra): ellissoide “medio” equipotenziale

L’ellissoideL’ellissoide

Realizzazione globaleRealizzazione globale

Rete di stazioni permanenti gestite dal DoD degli USA (ITRF..)

Costellazione satelliti GPS

Realizzazione europeaRealizzazione europea

Rete EUREF89 =ETRF89La Sottocommissione EUREF dell’IAG (Associazione Internazionale di Geodesia) responsabile della realizzazione del sistema di riferimento europeo ha definito, per il continente europeo, il sistema di riferimento terrestre europeo (ETRS - European Terrestial Reference System) e ne ha curato la realizzazione (ETRF - European Terrestial Reference Frame) nel 1989 e provvede ai suoi aggiornamenti annuali.

Nel sistema IERS il continente europeo mostra un movimento annuo di circa 3 cm in direzione Nord-Est: -> l’ETRS89 si muove insieme alla parte continentale stabile verso NE mantenendo fisse al valore 1989.0 le coordinate dei punti delle stazioni europee che contribuiscono all’IERS.

Realizzazione italianaRealizzazione italiana

Rete IGM95

La realizzazioneLa realizzazione

Al sistema WGS84 non è associato ufficialmente alcun sistema cartografico, anche se generalmente è frequente l’adozione, già attuata dall’I.G.M., della UTM (proiezione conforme di Gaussproiezione conforme di Gauss), in analogia all’UTM-ED50, denominato UTM-WGS84UTM-WGS84 o, più correttamente, UTM-ETRF89 UTM-ETRF89 ovvero UTM-WGS84UTM-WGS84(ETRF89)(ETRF89).

La rappresentazione cartograficaLa rappresentazione cartografica

Le conversioni Le conversioni tra i formatitra i formati

Le conversioni Le conversioni tra i formatitra i formati

UTM-ED50UTM-ED50

Gauss-BoagaGauss-BoagaUTM-WGS84UTM-WGS84

Le trasformazioniLe trasformazionidi datumdi datum

Le trasformazioniLe trasformazionidi datumdi datum

asenaffazsensenyxh

senN

yxsen

sen

senaffazsenysenxsen

2)(coscoscos

"1cos

cos"

"1

2)(coscos("

NEtoGENEtoGE GEtoNEGEtoNEMolodenskyMolodensky

Metodi “storici”Metodi “storici”Roma40-ED50Roma40-ED50

Metodi “storici”Metodi “storici”Roma40-ED50Roma40-ED50

Tabelle delle differenze Tabelle delle differenze , , , , N, N, E al centro delle tavolette al 25.000E al centro delle tavolette al 25.000

, al centesimo di sec. sessages.

E, N al decimetro

Per il Piemonte:Per il Piemonte:N=+179…+182

E=-999.944…-999.947

Per il Piemonte:Per il Piemonte:N=+179…+182

E=-999.944…-999.947

FOGLIO N.001 FUSO 32LONG. 11.20.00 11.22.30 11.25.00 11.27.30 11.30.00 11.32.30 11.35.00 11.37.30 11.40.00LAT.

47.12.00 5229959 5230054 5230151 5230250 5230350 5230452 5230556 5230661 52307681676681 1679837 1682992 1686148 1689304 1692460 1695616 1698772 1701927

47.10.30 5227181 5227276 5227373 5227472 5227572 5227674 5227778 5227883 52279901676764 1679921 1683078 1686236 1689393 1692550 1695708 1698865 1702022

47.09.00 5224403 5224498 5224595 5224694 5224794 5224896 5225000 5225105 52252121676847 1680006 1683165 1686323 1689482 1692641 1695800 1698959 1702117

47.07.30 5221624 5221720 5221817 5221915 5222016 5222118 5222221 5222327 52224341676930 1680090 1683250 1686411 1689571 1692731 1695892 1699052 1702212

47.06.00 5218846 5218942 5219039 5219137 5219238 5219340 5219443 5219549 52196561677013 1680175 1683336 1686498 1689660 1692822 1695984 1699145 1702307

47.04.30 5216068 5216163 5216260 5216359 5216459 5216561 5216665 5216771 52168781677096 1680259 1683422 1686586 1689749 1692912 1696075 1699239 1702402

47.03.00 5213290 5213385 5213482 5213581 5213681 5213783 5213887 5213992 52141001677179 1680343 1683508 1686673 1689838 1693002 1696167 1699332 1702497

47.01.30 5210512 5210607 5210704 5210803 5210903 5211005 5211109 5211214 52113211677262 1680428 1683594 1686760 1689927 1693093 1696259 1699425 1702591

47.00.00 5207734 5207829 5207926 5208025 5208125 5208227 5208331 5208436 52085431677344 1680512 1683680 1686848 1690015 1693183 1696351 1699518 1702686

Coordinate Gauss-Boaga dei vertici della CTRCoordinate Gauss-Boaga dei vertici della CTR

• Coordinate espresse al metro

• I doppi valori piani nelle zone di sovrapposizione conducono a coordinate geografiche differenti

• Valori spesso in disaccordo con gli altri documenti “storici”

Formule polinomialiFormule polinomiali

1 2

3 5

4

67

8

Isotransitive (Isotransitive (Piero BenciniPiero Bencini)) La cartografia era “cartacea”, e quindi il tutto era ancorato all’errore di

graficismo

7 parametri di rototraslazione7 parametri di rototraslazione

calcolati con le relazioni di Helmert tramite le formule di Molodensky, associati ai vertici IGM95

• problemi di “stabilità” delle soluzioni (impostazione critica del problema): lavoriamo su un pezzettino di superficie fisica terreste e andiamo a cercare parametri al centro della terra!• ambiguità sui risultati al confine fra due zone (nella quasi totalità dei casi < di 20 cm)• ambiguità anche all’interno della monografia, in quanto applicando i 7 parametri alle WGS84 non si ottengono le Roma40: si è privilegiato l’intorno al punto

Metodi “storici”Metodi “storici”Roma40-WGS84Roma40-WGS84Metodi “storici”Metodi “storici”Roma40-WGS84Roma40-WGS84

Parametri di Parametri di rototraslazionerototraslazioneTx,Ty,Tz, Rx, Ry, Rz, KTx,Ty,Tz, Rx, Ry, Rz, K

CoordinateCoordinateWGS84WGS84

CoordinateCoordinateROMA40ROMA40

Monografia IGM95 (ante 2002)Monografia IGM95 (ante 2002)

… … e allora, per evitare gli “scalini”…e allora, per evitare gli “scalini”…

Ogni utente si calibra i propri 7 parametri, oppure fitting con un sw di CALGE, oppure rubber-sheeting, oppure…

Ognuno ha una sua soluzione, valida Ognuno ha una sua soluzione, valida per un determinato lavoro!per un determinato lavoro!

Ogni utente si calibra i propri 7 parametri, oppure fitting con un sw di CALGE, oppure rubber-sheeting, oppure…

Ognuno ha una sua soluzione, valida Ognuno ha una sua soluzione, valida per un determinato lavoro!per un determinato lavoro!

TORINO

MILANO

CAVToMi

• Tutti i valori, le tabelle e i software utilizzati per il passaggio fra sistemi forniscono risultati identici e consentono il ritorno in modo univoco

• Le differenze fra i sistemi variano in modo continuo • Lo ha messo a punto una specie di Autority (l’IGM),

oppure si utilizzano i suoi parametri!

Il nuovo metodoIl nuovo metododei gligliatidei gligliati

ED50-Roma40-WGS84ED50-Roma40-WGS84+altimetria+altimetria

Il nuovo metodoIl nuovo metododei gligliatidei gligliati

ED50-Roma40-WGS84ED50-Roma40-WGS84+altimetria+altimetria

Partendo dalla griglia irregolare dei punti doppi sono state calcolate 4 griglie regolari dei valori:

ED50 - ROMA40 WGS84 - ROMA40ED50 - ROMA40WGS84 - ROMA40

1 2 3 109

110219

16569 1666716568

5’0°.08333333

7’ 30’0°.125

• ogni griglia è costituita da 16677 valori, e costituisce una matrice di 153 righe per 109 colonne;

• il passo delle griglie è 7’30’’ per 5’ e coincide, con il taglio delle vecchie tavolette al 25000

• i sono espressi in secondi sessagesimali

• fornitura per intorni dell’IGM95 (~10 km) o per Fogli al 50.000 (36 incroci)

Matrici Matrici , , (GRIGLIATI) (GRIGLIATI)

ED50-ROMA40ED50-ROMA40

Punti di 1° ordine

Punti appositamente calcolati

Area di utilizzazione

1° ordini: 354

“esteri” apposit. calcolati: 68

Usati complessivamente: 422

6° 8° 10° 12° 14° 16° 18°

36°

38°

40°

42°

44°

46°

Punti noti

Area di utilizzazione

Curve di uguale Curve di uguale ””(valori da 5.45” a 6.50”)(valori da 5.45” a 6.50”)

Curve di uguale Curve di uguale ””(valori da 2.05” a 3.00”)(valori da 2.05” a 3.00”)

6° 8° 10° 12° 14° 16° 18°

36°

38°

40°

42°

44°

46°

Punti noti

Area di utilizzazione

ED50-ROMA40ED50-ROMA40

WGS84-ROMA40WGS84-ROMA40

Punti coincidenti

Punti di 1° ordine

Punti appositamente calcolati

Area di utilizzazione

Coincidenti: 621

1° ordini : 154

“esteri” apposit. calcolati: 54

Usati complessivamente: 829

WGS84-ROMA40WGS84-ROMA40

6 8 10 12 14 16 18

Longitud ine [sessadecim ali]

36

38

40

42

44

46

Latit

udin

e [s

essa

deci

mal

i]

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

Longitud ine [sessadecim ali]

36

38

40

42

44

46

Latit

udin

e [s

essa

deci

mal

i]

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

Longitud ine [sessadecim ali]

36

38

40

42

44

46

Latit

udin

e [s

essa

deci

mal

i]

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

Longitud ine [sessadecim ali]

36

38

40

42

44

46

Latit

udin

e [s

essa

deci

mal

i]

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

6 8 10 12 14 16 18

36

38

40

42

44

46

Curve di uguale Curve di uguale ””(valori da 2.20” a 2.50”)(valori da 2.20” a 2.50”)

Curve di uguale Curve di uguale ””(valori da -1.70” a 0.30”)(valori da -1.70” a 0.30”)

La nuova Monografia IGM95La nuova Monografia IGM95

Modificate le Modificate le Coordinate ROMA40Coordinate ROMA40

Quota geoidica ricalcolata Quota geoidica ricalcolata (per i 900) con ITALGEO99(per i 900) con ITALGEO99

• senza parametri senza parametri di rototraslazionedi rototraslazione• coordinate coordinate ROMA40 ROMA40 “coerenti”“coerenti”• quote ricalcolate quote ricalcolate con GEOIDE (per con GEOIDE (per i 900)i 900)

ITALGEO 99 del Politecnico di Milano (Prof. Barzaghi), con misure gravimetriche: N=h-H

2’

2’

Le trasformazioni altimetricheLe trasformazioni altimetriche

• il passo della griglia è 2’ per 2’

• fornitura per intorni dell’IGM95 (~10 km) o per Fogli al 50.000 (140 incroci)

Il software VERTO1Il software VERTO1

n. 106901

File File *.GR1 *.GR1 contenente contenente porzioni di porzioni di grigliato, grigliato, oppure ritagli oppure ritagli maggiori (…)maggiori (…)