cartografia Flashcards
SI ILLUSTRI IL PROCESSO CARTOGRAFICO E LE CARATTERISTICHE
PRINCIPALI DEL PRODOTTO DEL PROCESSO CARTOGRAFICO E LE
CARATTERISTICHE GENERALI DI UNA CARTA
Il processo cartografico si divide in tre fasi: acquisizione del dato, mediante
osservazioni dirette sul terreno o su immagini del terreno e bisogna archiviare
informazioni riguardo il posizionamento dei punti; scelta del sistema di riferimento,
quindi la scelta del sistema di coordinate e l’approssimazione della superficie
terrestre e del campo gravitazionale; scelta della rappresentazione cartografica,
cioè delle equazioni matematiche che consentono di “ proiettare “ la superficie
terrestre nel piano della carta. Generalmente il prodotto di un processo cartografico
è un disegno del territorio realizzato in un sistema di coordinate piane; i punti sono
in corrispondenza biunivoca con quelli della superficie fisica del territorio
rappresentato e la superficie fisica è approssimata con delle opportune superfici di
riferimento, per esempio un ellissoide. Per quanto riguarda le caratteristiche di una
carta, abbiamo la planimetria, cioè la proiezione nel piano del disegno di particolari
naturali ed artificiali; l’altimetria, fornita attraverso punti quotati e curve di livello; la
scala, grazie alla quale possiamo distinguere diversi tipi di carte. Maggiore è la
scala, maggiore sarà il numero di particolari rappresentati
SI SPECIFICHI PERCHE’ SI DEFINISCONO SISTEMI DI RIFERIMENTO
GEODETICI QUASI STATICI O VALIDI PER UN CERTO PERIODO DI TEMPO
E DINAMICI
Siccome le placche terrestri si muovono, anche se lentamente, non si ha mai un
sistema di riferimento geodetico fisso. In particolare, i primi vengono utilizzati per
scopi topo-cartografici, i secondi per studi sulla geodinamica e per il monitoraggio
di alta precisione
SI ILLUSTRINO LE TRE SUPERFICI NOTEVOLI IN AMBITO GEODETICO
Le tre superfici notevoli in ambito geodetico sono: quella reale della Terra (
superficie topografica ); una forma geometrica che l’approssima ( ellissoide di
rotazione ) ed è una superficie di cui è nota la geometria, quindi adatta ai calcoli
geodetici; una superficie equipotenziale del campo di gravità ( geoide ), riferimento
per la definizione delle quote. Le misure fatte sulla superficie terrestre vengono
riportate prima sull’ellissoide e poi dall’ellissoide sul piano
SI PARLI DEI MOTIVI DELL’INTRODUZIONE DI DIVERSI SISTEMI DI
RIFERIMENTO PER LA PLANIMETRIA E L’ALTIMETRIA
Il motivo è da ricondurre alla natura tridimensionale della Terra e alla necessità di
utilizzare approcci specifici per rappresentare le diverse dimensioni spaziali. La
planimetria descrive la posizione di punti sulla superficie terrestre in modo
bidimensionale, avvalendosi dell’ellissoide come sistema di riferimento, che prevede
solo equazioni geometriche e non dà informazioni altimetriche. Per l’altimetria si
introduce una terza dimensione avvalendosi del geoide come sistema di riferimento
che utilizza relazioni fisiche che possono risultare inutilmente complesse se utilizzate
per la planimetria. Utilizzare un unico sistema di riferimento, quindi, potrebbe
risultare inutilmente complesso e compromettere la precisione
SI DEFINISCA COME SI PUO’ INDICARE POSIZIONE DI UN PUNTO IN
RELAZIONE A UNA SUPERFICIE DI RIFERIMENTO E A UNA TERNA
CARTESIANA DESTRORSA OPPORTUNAMENTE CENTRATA
Data una terna cartesiana destrorsa centrata sull’ellissoide, le coordinate
geografiche, latitudine e longitudine, e le coordinate cartesiane, x, y e z, sono
legate da note relazioni: si può passare dalle une alle altre senza nessun problema
SI ILLUSTRINO LE COMPONENTI DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO
GEODETICO
Le componenti di un sistema di riferimento geodetico sono: ellissoide, che
approssima in una forma regolare la superficie terrestre; orientamento, il
posizionamento rispetto alla superficie terrestre; rete geodetica, una serie di punti
materializzati sul terreno collegati fra di loro attraverso misure di distanza e angoli a
formare una rete geodetica
SI FORNISCONO LE DEFINIZIONI DI SISTEMI DI RIFERIMENTO LOCALI
E GLOBALI
I sistemi di riferimento geodetici si distinguono in locali e globali. I locali sono
centrati rispetto al territorio da servire, ed istituiti per essere utilizzati in ambito
nazionale. L’ellissoide è tangente al geoide nel punto di emanazione, situato
centralmente all’area da coprire; nel punto di emanazione, la normale ellissoidica
coincide con la verticale geoidica. Quanto più ci allontaniamo dal punto in cui le due
superfici coincidono, tanto maggiori diventano gli scostamenti; quelli globali, nati
con l’avvento delle tecniche satellitari di posizionamento, definiti dalla posizione di
una terna cartesiana geocentrica rispetto alla Terra e utilizzabili per tutti i
continenti. Si tratta di una terna di assi cartesiani, con origine nel centro di massa
convenzionale della Terra, con asse Z orientato al polo convenzionale terrestre ed
assi X e Y complanari con il piano equatoriale. Ha poi un ellissoide biassiale,
centrato su tale origine, i cui parametri sono tali da rendere minimi gli scostamenti
tra ellissoide e geoide
SI ILLUSTRINO I PRINCIPALI SISTEMI GEODETICI LOCALI IN USO IN
ITALIA
I principali sistemi geodetici locali in uso in Italia sono: ROMA40, il sistema
nazionale del 1940, l’ellissoide di rotazione scelto è quello internazionale ( Hayford )
e il punto di emanazione si trova a Roma Monte Mario; ED50, realizzato dopo la II
guerra mondiale dall’Army Map Service statunitense, unificando i sistemi geodetici
europei e minimizzando le deformazioni nelle zone periferiche del continente.
Anch’esso ha un ellissoide internazionale ( Hayford ), con un orientamento medioeuropeo ( Potsdam ); e poi ci sono 32 sistemi catastali di grande estensione e
moltissimi di piccola estensione
SI DEFINISCA COME SI REALIZZANO I SISTEMI DI RIFERIMENTO
GLOBALI, SPECIFICANDO COSA SI INTENDE PER TERRESTRIAL
REFERENCE SYSTEM ( TRS ) E PER TERRESTRIAL REFERENCE FRAME (
TRF )
Per realizzare i sistemi di riferimento globali, necessitiamo dei System e dei Frame.
I System sono convenzionali e contengono posizione ed orientamento della terna
cartesiana, velocità di rotazione della Terra, ellissoide, campo gravimetrico e
magnetico etc.; i Frame realizzano i Systems, per esempio con la materializzazione
dei punti. Il TRS è un sistema di riferimento co-rotante solidalmente con la Terra ed
è definito attraverso alcune grandezze fondamentali, quali, ad esempio, i parametri
dell’ellissoide terrestre e la velocità angolare di rotazione terrestre; il TRF è un
insieme di stazioni fisse di osservazione, con coordinate determinate con precisione
riferite ad un TRS. Quando i punti della rete o le metodologie di misura cambiano,
anche il frame cambia e quindi si crea un nuovo TRF
SI PARLI DEI SISTEMI GEODETICI ITRS, WGS84, ETRS89 E DELLE
REALIZZAZIONI ETRF IN ITALIA
L’ITRS ( International Terrestrial Reference System ) è un Sistema di riferimento
convenzionale, che descrive le procedure per la realizzazione di un sistema di
riferimento geocentrico utile per misure sopra o vicino alla superficie terrestre.
L’origine delle coordinate è coincidente con il centro di massa ed è rappresentato
da una terna cartesiana destrorsa solidale alla Terra; il WGS84 ( World Geodetic
System 1984 ) è un sistema di riferimento geofisico completo, costituito da una
terna cartesiana centrata nel centro di massa della Terra con asse Z orientato al
polo nord convenzionale; l’ETRS89 ( European Terrestrial Reference System 1989 )
presenta un ellissoide di riferimento proprio al sistema GRS80, solidale con parte
stabile della placca eurasiatica; per ITRS e le sue realizzazioni ITRF i punti della rete
posti in Europa si muovono, a causa dei movimenti della placca eurasiatica. Il
sistema di riferimento ETRF invece è come se fosse solidale con la placca, quindi
non risente di questo movimento. La rete IGM95 costituisce la componente italiana
del sistema di riferimento geodetico ETRF89; è affetta da incongruenze interne e
mancata stima del campo velocità. In seguito è stata realizzata ETRF2000, un
rifacimento di IGM95.
SI SPECIFICHINO LE DIFFERENZE IN TERMINI DI VELOCITA’ PER
LE STAZIONI COMUNI ALLA RETE IGS E EPN ( PER ESEMPIO LA
STAZIONE DI GENOVA, DIAPOSITIVA 36 DEL FILE CARTOGRAFIA_2 )
- La rete IGS ha velocità: Vx = - 0,0139 Vy = + 0,0189 Vz = 0,0116
La rete EPN ha velocità: Vx = - 0,0012 Vy = - 0,0001 Vz = - 0,0010
SI PARLI DI COME E’ POSSIBILE EFFETTUARE CONVERSIONI FRA
COORDINATE DI PUNTI NEI VARI SISTEMI GEODETICI E CARTOGRAFICI
Per effettuare conversioni tra coordinate di punti nei vari sistemi geodetici e
cartografici in uso in Italia non esistono relazioni matematiche esatte valide su tutto
il territorio. Esistono però dei siti dove si possono effettuare delle conversioni di
coordinate. Per esempio “ igmi.org “, il geoportale nazionale ed infine “ epsg.io “
SI DEFINISCA COSA SONO I SISTEMI GNSS E SI ILLUSTRI
BREVEMENTE IL PROCEDIMENTO PER LA DETERMINAZIONE DELLA
POSIZIONE DI UN PUNTO CON UN RICEVITORE GPS, SI INDICHI CHE
COORDINATE VENGONO OTTENUTE E COSA INFLUENZA L’ACCURATEZZA
DELLA MISURA
I sistemi GNSS ( Global Navigation Satellite System ) sono sistemi che utilizzano i
satelliti attivi per la determinazione della posizione di un punto. Per la
determinazione della posizione di un punto con un ricevitore GPS, è necessario che
vari satelliti siano contemporaneamente visibili dal punto di cui si voglia conoscere
la posizione. Ci sono i ricevitori terrestri che captano i segnali trasmessi
dall’elemento spaziale, provvedono alla loro interpretazione e alla loro elaborazione
finale. La posizione dello strumento è all’intersezione delle tre sfere di raggio pari
alle distanze tra satelliti e ricevitore. Occorre conoscere, per ognuno di essi, la
posizione al tempo t e la distanza dal ricevitore allo stesso tempo t. La distanza
satellite-ricevitore è stimata misurando il tempo di volo degli impulsi
elettromagnetici emessi dai satelliti. Il satellite invia un segnale che contiene la
propria posizione e l’istante t della partenza; questo segnale raggiunge il ricevitore,
che misura l’istante t di ricezione e si ottiene la misura della distanza mediante una
misura di tempo. L’accuratezza della determinazione della posizione del ricevitore è
influenzata da: orbita dei satelliti, velocità del segnale, misura del tempo, percorso
del segnale. L’accuratezza di determinazione è legata anche alla modalità di misura.
Le coordinate che si ottengono sono comunque in termini di coordinate cartesiane
ortogonali X,Y,Z, riferite alla terna geocentrica del WGS84
SI ILLUSTRI COSA SI INTENDE PER DEFORMAZIONI LINEARI,
ANGOLARI E SUPERFICIALI E PER PROIEZIONI CONFORMI,
EQUIVALENTI, EQUIDISTANTI E AFILATTICHE
Il passaggio da ellissoide a piano implica sempre delle deformazioni, poiché
l’ellissoide ed il piano non sono superfici applicabili. Queste deformazioni si
suddividono in: lineari, quindi di lunghezze; angolari, quindi di angoli; superficiali,
quindi di aree. Abbiamo poi alcuni tipi di proiezioni: conforme, in cui si conservano
le direzioni uscenti da un punto. L’angolo tra due linee sull’ellissoide è uguale a
quello fra le trasformate delle stesse linee sulla carta; equivalente, si conserva
l’area di elementi superficiali e non la forma; equidistante, si conservano le distanze
lungo alcune linee; afilattica, non conserva rigorosamente nessuna di dette
proprietà, ma, entro un certo ambito spaziale, gli angoli e le aree delle geometrie
sull’ellissoide e i corrispondenti sulla carta possono essere ritenuti inalterati
SI DEFINISCONO LE CARATTERISTICHE ESSENZIALI DELLE
PROIEZIONI ANALITICHE DI MERCATORE E DI LAMBERT
La proiezione analitica di Mercatore è anche detta cilindrica diretta, poiché la forma
del reticolato geografico sul piano è simile a quella delle proiezioni cilindriche, con
asse del cilindro coincidente con quello terrestre; una retta tracciata sulla carta si
trasforma in una curva, detta lossodromica, che sulla superficie ellissoidica taglia i
meridiani con un azimut costante; i meridiani sono semirette parallele ed
equidistanti; i paralleli sono semirette parallele ma con distanza crescente verso i
poli; fra di esse formano un reticolato ortogonale.
La proiezione analitica di Lambert invece è detta conica, poiché genera un reticolato
geografico simile a quello delle proiezioni cilindriche dirette ed è impiegata in Italia
per la produzione di cartografia a piccola scala; i paralleli diventano archi di
circonferenza; i meridiani diventano semirette concorrenti all’origine, perpendicolari
ai primi
