31444 - TOPOGRAFIA T

Anno Accademico 2022/2023

  • Docente: Stefano Gandolfi
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: ICAR/06
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea in Ingegneria per l'ambiente e il territorio (cod. 9198)

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire gli elementi di base delle discipline geomatiche con particolare riferimento alla topografia piana, gli apparati di misura classici e satellitari e la cartografia nazionale. Uso degli strumenti topografici (apparati di misura, uso della cartografia IGM).

Contenuti

Conoscenze preliminari consigliate:

L’allievo che accede a questo insegnamento deve possedere nozioni di base sui seguenti argomenti:

  • Elementi di Trigonometria
  • Elementi di calcolo differenziale
  • Elementi di algebra
  • Basi di statistica

Tipicamente queste nozioni sono acquisite dal superamento delle materie di Analisi Matematica, geometria e Laboratorio di trattamento dati per l'Ingegneria ambientale, presenti ai primi anni delle lauree appartenenti alla classe di laurea L7 Ingegneria civile e Ambientale.

GEODESIA

Forma della terra. Problema del rilievo – Cenni sulla composizione e sul moto della terra – Sistema di coordinate geocentrico. Impostazione classica del rilievo – Campo gravitazionale – Geoide – Quote ortometriche – Sistema di coordinate naturali – Potenziale normale e perturbativo – Superfici di livello. Ellissoide di riferimento e suo orientamento – Coordinate ellissoidiche – Ondulazioni del geoide – Sistemi geodetici (Datum) – Osservabili classici: angoli, distanze, quote ortometriche

Geometria dell'ellissoide. Sezioni dell'ellissoide: normali, principali – Raggi di curvatura – Trasformazione tra sistema geografico e geocentrico – Sistema geodetico locale.

Posizionamento di punti. Geodetiche – Teoremi geodesia operativa – Sviluppi di Puiseux Weingarten – Superfici approssimate di riferimento: campo topografico e geodetico. Rete geodetica Italiana tradizionale.

TEORIA DEGLI ERRORI

Probabilità (Richiami): definizioni, eventi semplici e composti.

Variabili Casuali. (Richiami) Variabili continue e discrete – Funzione cumulativa e funzione densità di probabilità mono e bidimensionale – Probabilità associata ad un intervallo di valori: intervallo di confidenza – Parametri di una distribuzione (centralità e dispersione) – Variabile standardizzata – Covarianza e coefficiente di correlazione. Campione (Richiami). Stima di media e varianza campionaria –Caratteristiche di una stima – Criterio di rigetto di dati. Propagazione della media e della varianza. Casi lineare e non lineare, mono e pluridimensionale. Compensazione delle osservazioni. Tipi di errori – Vincoli tra le osservazioni – Ridondanza – Criterio dei Minimi Quadrati. Metodo delle osservazioni indirette. Modello funzionale e statistico – Osservabili con vincoli lineari – Soluzione e calcolo della stima delle incognite – Modelli non lineari e iterazioni – Proprietà statistiche delle stime – Linearizzazione delle equazioni all'angolo azimutale, di direzione e alla distanza – Equazioni al dislivello ed alla base GPS. Calcolo di una rete. Compensazione intrinseca – Analisi dei residui

RILIEVO

Reti trigonometriche. Reti nazionali altimetriche – planimetriche – GPS. Procedura del rilievo: dal generale al particolare – Reti – Inquadramento, appoggio e dettaglio.

Rilievo planimetrico. Riduzione delle misure alla superficie di riferimento – Schemi elementari di rilievo: intersezioni (in avanti, laterali, all'indietro), polari (irradiamento), rami di poligonale – Poligonali vincolate e chiuse – Rilievo di dettaglio.

Rilievo altimetrico. Tipi di quote e superfici di riferimento – Livellazione trigonometrica: schema, strumentazione necessaria, reciproca, da un estremo – Rifrazione – Precisioni raggiungibili – Livellazione geometrica: schema, strumentazione necessaria – Linea di livellazione: preparazione,esecuzione e controllo – Precisioni raggiungibili nella livellazione geometrica di precisione.

Misura di dislivello ellissoidico tramite GPS e ondulazione.

Rilievo GPS. Preparazione e pianificazione – Sessioni e basi indipendenti – Compensazione delle basi – Trasformazione nel sistema nazionale

STRUMENTI E METODI OPERATIVI DI IMPIEGO

Misura di angoli. Teodoliti. Parti costitutive: assi, cannocchiale collimatore, cerchi graduati, apparati di lettura, livelle, sistemi pendolari – Messa in stazione – Metodo di lettura di angoli azimutali: regola di Bessel, strati – Lettura di angoli zenitali – Zenit strumentale.

Teodoliti elettronici. Misure automatiche e memorizzazione dati

Misura di distanze. Geodimetri. Principio di funzionamento – Equazione fondamentale – Precisioni strumentali, effetto ambiente.

Stazioni totali. Flusso misure – calcoli.

Misura di dislivelli. Livelli. Parti costitutive – Livello di precisione – Stadie invar – Livellazione dal mezzo – Precisione di una battuta e di una linea.

G.P.S. Principio di funzionamento del sistema – Segmenti spaziale, di contollo, utente – Il segnale GPS – Errori sistematici – Osservabile pseudo range e fase – Processamento delle basi: differenze di fase, interruzioni, ambiguità.

CARTOGRAFIA

La rappresentazione cartografica. Deformazione e moduli – Leggi della rappresentazione – Rappresentazioni conformi, equazione generale – Rappresentazione di Gauss – Uso geodetico della rappresentazione di Gauss. Il sistema cartografico Gauss Boaga – Il sistema cartografico UTM UPS – La cartografia dell'IGM

Testi/Bibliografia

Appunti del docente fruibili gratuitamente in virtuale.unibo.it

Metodi didattici

Il corso è organizzato con lezioni teoriche e alcune esercitazioni pratiche volte alla presa visione del funzionamento degli strumenti topografici classici di rilievo

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento del corso di Topografia e Cartografia avviene attraverso un esame finale unico, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta e orale senza l'aiuto di appunti o libri.

Al momento della prova gli studenti devono avere con sé un documento di riconoscimento (Carta d’Identità o Patente o Passaporto) o il badge, in modo da poterli mostrare ai Commissari.

Lo scritto è costituito da domande di varia natura (a risposta multipla, aperte, o semplici esercizi di base) che ricoprono tutto il programma dell’intero corso. Ad ogni domanda è associato, e dichiarato subito prima dell'esame, un punteggio il cui totale supera il massimo di 3 unità (33/30). La prova deve essere eseguita all'interno del range temporale indicato e generalmente non superiore all'ora.

L’orale si svolge dopo la prova scritta, ed ha lo scopo di integrare la prova scritta con alcune domande complementari che potranno incidere sul punteggio finale per non più di +/- 3 punti.

Al momento, l'esame avviene in presenza, salvo comprovate ed accettate richieste specifiche da avanzare con largo anticipo dai candidati (non generalmente legate a distanza della residenza dalla sede universitaria o a situazioni di malattia o Covid-19).

In caso di esame on-line, si farà uso della piattaforma EOL (eol.unibo.it) per l’erogazione dello scritto e applicativo ZOOM per la sorveglianza e l'integrazione orale.

In caso di svolgimento dell’esame in modalità online, è necessario avere tutti gli strumenti riportati qui di seguito:

  • una rete internet stabile
  • un PC fisso o portatile collegato alla rete elettrica e connesso a Internet
  • un dispositivo mobile (smartphone o tablet) collegato alla rete elettrica e connesso a Internet, dotato di videocamera, che sarà utilizzato come strumento di controllo da parte dei Commissari delle Aule Virtuali
  • sul pc e sul dispositivo mobile dovrà obbligatoriamente essere installata l’applicazione ZOOM che consenta la videoconferenza e l’accesso all’aula virtuale
  • la possibilità di utilizzare un ambiente della propria abitazione silenzioso, privo di altre persone e correttamente illuminato, nel quale allestire uno spazio con gli elementi sopra elencati.

Strumenti a supporto della didattica

Ai fini della comprensione di alcune parti del corso vengono pianificate esercitazioni pratiche di laboratorio (generalmente 6 ore) centrate sul principio di funzionamento di strumenti topografici classici.

In particolare

  • Teodolite
  • Stazione Totale
  • Autolivello analogico e digitale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefano Gandolfi