Cenni introduttivi di Topografia e Cartografia, preliminari ad un corso di GIS.

1. Elementi di Topografia e Cartografia Digitale Sara Zanni

3. Simbolica

4. In scala

5. In piano del mondo reale. In ogni tempo l'uomo ha tentato di rappresentare il mondo reale con strumenti e precisione che variavano a seconda delle conoscenze matematiche e geometriche possedute.

6. La forma della Terra La forma della Terra deriva dall'equilibrio dinamico delle forze di attrazione fra le masse e delle forze centrifughe operanti su ogni elemento della massa terrestre. Ma è soggetta anche a forze derivanti da un complesso movimento relativo rispetto agli altri corpi celesti (es.: la Luna). Dunque è un oggetto complesso da misurare e disegnare.

7. Posizionare un punto Per posizionare un punto, dovremo stabilirne: 1- la posizione planimetrica su una superficie di riferimento tramite una coppia di coordinate 2- la quota , ossia la distanza minima del punto dalla superficie di riferimento altimetrico

8. Posizionare un punto Ogni punto della superficie terrestre deve avere una posizione univoca. È quindi necessario definire un sistema di riferimento geodetico . Esso è composto da una superficie di riferimento : l'ideale sarebbe averne una sola sia per la posizione planimetrica che per la quota. Meglio se fosse una superficie fisica.

9. Posizionare un punto Il meglio non si può sempre avere. Si sono definite due superfici di riferimento: ELLISSOIDE BIASSIALE DI ROTAZIONE (posizione planimetrica) GEOIDE (quota)

10. Sistemi di riferimento geodetici DEFINIZIONE: Sistemi di riferimento basati su coordinate per descrivere in modo matematico una posizione geografica. Si tratta di modelli geometrici basati su ellissoidi di rotazione utilizzati per descrivere la forma della Terra e la posizione orizzontale ( φ, λ) su di essa. La posizione verticale si esprime invece tramite modelli basati sulla gravità detti geoidi . Ciascun sistema è identificato dal suo datum che identifica la forma, la posizione e l'orientamento del modello rispetto alla Terra e alla sua superficie .

11. Sistemi di riferimento geodetici Si compongono di: 1- un ellissoide biassiale di rotazione 2- il suo orientamento (punto di tangenza alla superficie terrestre, un azimut di orientamento angolare) 3- punti collocati saldamente

12. Sistemi di riferimento geodetici in uso in Italia ROMA 40 (sistema geodetico nazionale): Ellissoide di Hayford (Internazionale) semiasse maggiore: a = 6378388 m semiasse minore: b = 6356911 m Punto di emanazione a Roma (Monte Mario) Lat: 41°55’25.51’’ Long: 0° (12°27’08.40’’ da Greenwich) Azimut sul Monte Soratte

13. Sistemi di riferimento geodetici in uso in Italia ED50 (sistema geodetico europeo): Ellissoide di Hayford (Internazionale) semiasse maggiore: a = 6378388 m semiasse minore: b = 6356911 m Punto di emanazione a Potsdam Orientamento medio europeo Meridiano di riferimento: Greenwich

14. Sistemi di riferimento geodetici in uso in Italia WGS84 (sistema globale geocentrico): Ellissoide WGS84 semiasse maggiore: a = 6378137 m semiasse minore: b = 6356752,3142 m schiacciamento: f = 1/298,257223563 Terna cartesiana destrorsa con origine nel centro di massa della Terra Meridiano di riferimento: Greenwich

15. Sistema di riferimento altimetrico La quota è la distanza minima di un punto dalla superficie di riferimento. Quale superficie? La superficie equipotenziale al campo della gravità . Ossia il GEOIDE . Il geoide passa per il livello medio dei mari, misurato con i mareografi (in Italia: Genova, Catania, Cagliari).

16. Sistemi di riferimento cartografici Ad ogni sistema geodetico corrisponde un sistema di riferimento cartografico Occorre stabilire una relazione biunivoca fra la superficie ellissoidica e il piano della carta e passare da φ, λ a X, Y. Gauss: 2 superfici sono applicabili solo se hanno la stessa curvatura totale. Ossia si può passare da una all'altra senza deformazioni.

17. Sistemi di riferimento cartografici Il piano ha curvatura K = 0 come anche il cono o il cilindro... ma l'ellissoide no! Le deformazioni possono riguardare gli angoli, le superfici o le distanze. A seconda del parametro che si salvaguarda, avremo carte di diverso tipo: CONFORMI – mantengono inalterati gli angoli EQUIVALENTI – mantengono inalterate le superfici EQUIDISTANTI – mantengono intalterate le distanze Una carta AFILATTICA riduce al minimo le discrepanze, senza salvaguardare nessun parametro al 100%.

18. Sistemi di riferimento cartografici La proiezione Universale Trasversa di Mercatore (UTM) o “Proiezione Conforme di Gauss” è una proiezione derivata dalla proiezione di Mercatore della superficie terrestre su un piano. La Terra è divisa in 60 fusi di 6° di longitudine ciascuno. Il meridiano principale è il meridiano di Greenwich. L'Italia è compresa tra i fusi 32, 33 e 34.

19. Sistemi di riferimento cartografici in uso in Italia Roma 40 -> Gauss-Boaga (Carta d'Italia 1:25000) (EPSG: 3003, 3004) Adotta l'ellissoide di Hayford (Internazionale) 2 proiezioni distinte: Fuso Est e Fuso Ovest, ampi 6°, che differiscono per la scelta del meridiano di riferimento (9° e 15° E). Separati dal meridiano posto a 12°E. Le coordinate si esprimono in metri. Meridiano centrale Fuso Ovest = 150.000 m (falso est) Meridiano centrale Fuso Est = 250.000 m.

20. Sistemi di riferimento cartografici in uso in Italia ED50 -> UTM ED50 (EPSG: 23032, 23033, 23034) Il sistema geodetico di riferimento è ED50. Usa sempre la proiezione di Gauss con 60 fusi di riferimento ampi 6°. Il meridiano di riferimento è Greenwich. I fusi in cui ricade il territorio italiano sono il 32, 33 e 34 nella fascia Nord. La falsa origine per tutti i fusi è 500.000 m.

21. Sistemi di riferimento cartografici in uso in Italia WGS84 -> UTM WGS84 (EPSG: 32632, 32633, 32634) Il sistema geodetico di riferimento è WGS84. Usa sempre la proiezione di Gauss con 60 fusi di riferimento ampi 6°. Il meridiano di riferimento è Greenwich. I fusi in cui ricade il territorio italiano sono il 32, 33 e 34 nella fascia Nord. La falsa origine per tutti i fusi è 500.000 m.

22. Aiuto! Per creare un sistema GIS è FONDAMENTALE conoscere in quale sistema di riferimento sono i dati di partenza e in quale sistema di riferimento vogliamo lavorare! Come fare a non perdersi fra i parametri e le impostazioni?!

23. Aiuto! I codici EPSG possono venirci in soccorso: Il Dataset Geodetico Parametrico EPSG è un dataset strutturato di sistemi di riferimento geodetici e cartografici. Mira a coprire tutti i sistemi di riferimento nel mondo. È gestito dall'OGP Geomatics Committee e può essere facilmente consultato dal sito: Http://www.spatialreference.org