- 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 ERRORIProbabilità (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 – Precisione di una rete. Inserimento in una rete preesistente: compensazione vincolata e trasformazione conforme.
RILIEVOReti 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 IMPIEGOMisura 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.
CARTOGRAFIALa 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 – Cartografia regionale – Cartografia numerica (cenni).
Testi/Bibliografia
Appunti del docente fruibili gratuitamente in AMS Campus Unibo
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
L'Esame consiste in un colloquio Orale tipicamente articolato in questo modo:
- dimostrazione o descrizione di una delle tecniche di rilievo
- definizione delle sistema di riferimento/superficie di riferimento idonea al rilievo in determinati contesti
- valutazione delle precisioni del sistema a partire dalle precisioni strumentali e concludendo con l'applicazione della propagazione della varianza
- valutazione, descrizione o lettura di una tavoletta 1:25.000 IGMI.
La votazione finale sarà una media tra le 3/4 domande poste al candidato. (prenotazione mediante almaesami unibo)
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