Cenni Di Cartografia 1z5158

cenni di cartografia

“Una carta geografica è un disegno in piano, che rappresenta la superficie terrestre o una parte di essa” Joseph-Louis Lagrange, Sur la construction des cartes géographiques, 1779

la Cartografia è “il complesso degli studi e delle operazioni scientifiche, artistiche e tecniche che si svolgono a partire dai risultati delle osservazioni dirette o dalla utilizzazione di una documentazione al fine di elaborare ed allestire carte, piante ed altri modi d’espressione atti a risvegliare l’immagine esatta della realtà” Associazione Internazionale di Cartografia, 1966

Dalla superficie terrestre alla carta Per produrre la rappresentazione sul piano di entità e fenomeni che giacciono sulla superficie terrestre la cartografia ha bisogno, in un rapporto di stretta interdipendenza, dell’ausilio di altre scienze:

• geodesia • topografia • fotogrammetria

Geodesia La parola geodesia deriva dal greco γη ("terra") e δαιζω (“dividere"). • Studia la forma e delle dimensioni della Terra • Sceglie i modelli semplificati della Terra • Valuta gli “scarti” esistenti tra forma approssimata e forma reale della Terra

1. Oceano 2. Ellissoide di riferimento 3. Filo a piombo locale 4. Continente 5. Geoide.

La forma della Terra deriva da molteplici forze (di attrazione gravitazionale, legate ai movimenti di rotazione e traslazione, ecc.) che agiscono sulle sue masse (in parte solide ed in parte fluide) ed ha quindi una forma irregolare. Il solido che descrive più fedelmente la forma della Terra è il geoide. Il geoide non ha forma descrivibile in termini geometrici ed è generalmente definito come superficie equipotenziale del campo gravitazionale terrestre, coincidente con il pelo libero delle acque, se i mari e gli oceani potessero are attraverso le terre emerse. La superficie geoidica è in ogni punto perpendicolare alla direzione della forza di gravità.

L'ellissoide di rotazione, con semiasse polare minore di quello equatoriale, è la superficie che meglio studia, approssima e rappresenta la superficie geoidica.

L’ellissoide di riferimento, in termini geometrici e matematici è la superficie che meglio approssima la forma reale della Terra, è un ellissoide di rotazione con semiasse polare minore di quello equatoriale.

Il progredire delle scienze e della tecnica ha, storicamente, fatto definire diversi tipi di ellissoide, poco differenziati gli uni dagli altri. L’ellissoide di Hayford è stato adottato, nel 1924, dall’Unione Geodetica e Geofisica Internazionale quale ellissoide internazionale.

Per localizzare in modo esatto un punto sulla superficie terrestre, ovvero la sua proiezione sull’ellissoide di riferimento, è necessario utilizzare un sistema di coordinate. In base ai sistemi di coordinate può essere stabilita una corrispondenza biunivoca tra i punti della superficie terrestre e i punti rappresentati sulla carta.

I meridiani sono le (infinite) semicirconferenze massime, anti per entrambi i poli.

I paralleli sono i circoli individuati sulla superficie sulla superficie terrestre da piani perpendicolari all’asse terrestre. Il parallelo massimo è l‘Equatore

I meridiani e i paralleli si intersecano ad angolo retto definendo una griglia detta reticolato geografico.

La posizione di un punto sulla superficie terrestre può essere definita mediante due valori angolari detti coordinate geografiche: latitudine e longitudine.

I valori delle coordinate che individuano la posizione di un punto sulla superficie terrestre non sono universalmente validi ma dipendono da determinati parametri quali tipo di ellissoide scelto come superficie di riferimento e posizionamento dell’ellissoide rispetto alla superficie geoidica. Il sistema di riferimento planimetrico o datum stabilisce l’insieme di misure e regole che consentono di determinare in maniera univoca la posizione di un punto sulla superficie terrestre. Esso è definito da: • ellissoide, definito univocamente dai suoi semiassi maggiore e minore, o da uno di essi e dallo schiacciamento, • definizione del posizionamento e dell’orientamento dell’ellissoide rispetto al geoide, • rete compensata di punti, estesa sull’area di interesse (rete geodetica).

L’ellissoide geocentrico è il miglior sistema di riferimento per l’intero pianeta in quanto orientamento geocentrico o globale. La cartografia prodotta proiettando sul piano tale superficie ellissoidica, a causa dei maggiori scarti esistenti tra la superficie ellissoidica e quella geoidica, risulterà relativamente meno precisa, ma sarà basata su un unico sistema di riferimento per l’intero pianeta.

Per la determinazione delle quote sarà, poi, indispensabile studiare gli scarti tra ellissoide e geoide, le ondulazioni.

Sistemi di riferimento utilizzati in Italia • Sistema “Roma ante 1940” e catastale (ellissoide di Bessel, orientamento Genova, Roma, Castanea delle Furie) • Sistema nazionale Roma 1940 (ellissoide internazionale, orientamento forte Monte Mario) • Sistema europeo European Datum 1950 (ellissoide internazionale, orientamento debole Potsdam)

• Sistema globale World Geodetic System 1984 (ellissoide geocentrico) • Sistemi dinamici ITRS e ETRS (ellissoide geocentrico)

“Roma ante 40” Sistema catastale • Ellissoide di Bessel • Orientamento locale in tre punti diversi: • • •

Genova Roma Castanea delle Furie (ME)

• Rete di triangolazione compensata 1908- 1919 • Proiezione associata: SansonFlamsteed policentrica

Il sistema di riferimento catastale (orientamento a Genova, Istituto idrografico della Marina, def. 1902) utilizza questo datum

Roma40 • Ellissoide Internazionale di Hayford (Hayford 1909 / Internazionale 1924) • Orientamento in corrispondenza dell’Osservatorio Astronomico di Roma Monte Mario • Rete geodetica basata sulla compensazione 1908-1919 e successivamente trasformata • Proiezione associata: Gauss-Boaga (Mercatore trasversa in due fusi) ellissoide tangente al geoide in corrispondenza dell’osservatorio, ed attribuzione a tale punto delle coordinate geografiche ricavate da misure astronomiche; coincidenza nel punto di tangenza, o punto di emanazione, tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica, e conseguente minimizzazione tra le deviazioni della verticale e gli scarti tra superficie geoidica ed ellissoidica su tutto il territorio interessato.

European Datum 1950 (ED50) • Ellissoide Internazionale di Hayford (Hayford 1909 / Internazionale 1924) • Orientamento in corrispondenza dell’Osservatorio Astronomico di Potsdam (Berlino) • Proiezione associata: Universal Transverse Mercator (Mercatore traversa in 60 fusi)

ellissoide tangente al geoide in corrispondenza dell’osservatorio di Postdam, ed attribuzione a tale punto delle coordinate geografiche ricavate da misure astronomiche; deviazione della verticale, ovvero scarto tra la verticale geoidica e la verticale ellissoidica, media per tutto il territorio europeo.

Sistema di riferimento continentali

World Geodetic System (WGS84) • Ellissoide WGS84 • Geocentrico • Proiezione associata: Universal Transverse Mercator (Mercatore traversa in 60 fusi) • Discordanza tra quote geoidiche e quote ellissoidiche e relativa necessità di stimare gli scarti esistenti (ondulazioni)

Il sistema WGS 84 si basa su una terna cartesiana di coordinate XYZ: origine coincidente con il centro di massa della Terra, asse Z coincidente con l’asse di rotazione terrestre e asse X orientato sul meridiano di Greenwich.

Per esigenze cartografiche è necessario definire sulla superficie terrestre la posizione spaziale di un notevole numero di punti facilmente individuabili: i punti geodetici. L’insieme dei punti geodetici, individuati attraverso il metodo della triangolazione, costituisce la rete geodetica su cui si basa il disegno topografico. Per ciascun punto appartenente alle reti trigonometriche è disponibile una monografia che contiene coordinate, quota e tutti i riferimenti per una chiara individuazione del punto stesso.

Il sistema di riferimento altimetrico (datum verticale) permette la corretta determinazione delle quote. Elemento fondamentale è la determinazione della quota di base di riferimento che viene individuata nel livello medio del mare (in assenza di maree) misurato in un determinato punto (quote ortometriche). Nel sistema WGS84 le quote vengono definite come scarti rispetto alla superficie dell’ellissoide geocentrico (quote ellissoidiche).

Cartografia • si avvale delle proiezioni cartografiche per – definire le regole matematiche per la proiezione della superficie terrestre (curva) su di un piano cartesiano – studiare e valutare le deformazioni introdotte dalla proiezione cartografica scelta

• utilizza una simbologia convenzionale • definisce un layout cartografico

Il trasferimento delle informazioni dalla superficie terrestre al piano della carta avviene secondo determinate regole geometriche dette: proiezioni geografiche

tuttavia il aggio dalla superficie sferica della Terra ad una sua rappresentazione nel piano comporta necessariamente una deformazione

La rappresentazione della superficie terrestre sul piano genera sempre delle deformazioni. Diverse proiezioni producono differenti rappresentazioni della medesima porzione della superficie terrestre. I Compiti della cartografia sono: • valutare le deformazioni indotte da ciascuna proiezione • scegliere la proiezione più adatta a rappresentare tutta o parte della superficie terrestre in modo da minimizzare le deformazioni e rispondere a determinati scopi

Le proiezioni possono mantenere inalterate determinate caratteristiche geometriche della superficie terrestre (angoli, aree, lunghezze) pertanto avremo: • proiezioni isogone • proiezioni equivalenti • proiezioni equidistanti • proiezioni afilattiche

le proiezioni isogone (o autogonali), quando sono mantenuti inalterati gli angoli nel aggio dalla superficie terrestre al piano. Tali proiezioni hanno nella maggior parte dei casi la caratteristica di preservare le forme (che è conseguenza della conservazione degli angoli). Sono dette pertanto anche conformi (o ortomorfe). proiezioni equivalenti (o equiareali o autaliche), quando sono mantenute inalterate le aree. La condizione di equivalenza non può coesistere con quella di conformità. proiezioni equidistanti (o lineari), quando vengono mantenuti i rapporti tra lunghezze omologhe (rapporto tra le lunghezze sul piano e sull'ellissoide costante lungo particolari direzioni). In nessuna proiezione possono realizzarsi contemporaneamente queste tre condizioni. le proiezioni afilattiche pur minimizzando i vari tipi di deformazione presentano, in misura limitata, tutte le diverse possibili deformazioni.

Le proiezioni possono essere classificate in rapporto ai principi in base ai quali sono costruite: • Superficie di proiezione (piane, coniche, cilindriche); • Orientamento della superficie di proiezione rispetto alla superficie terrestre (dirette, trasverse, oblique); • Posizione della superficie di proiezione rispetto alla superficie terrestre (tangenti, secanti, polisuperficiali); • Posizione dell’ipotetica sorgente luminosa che dà origine alla proiezione (punto di vista) rispetto al globo terrestre (centrografiche, stereografiche, scenografiche, ortografiche); • Metodo geometrico o matematico per la costruzione della proiezione (vere, modificate, convenzionali)

Le proiezioni piane: sono realizzate proiettando il reticolato geografico su un piano. Le proiezioni per sviluppo: sono realizzate proiettando il reticolato cartografico su una superficie tangente o secante il globo terrestre sviluppabile su un piano. Si distinguono in • cilindriche • coniche

proiezioni dirette o normali nel caso delle proiezioni piane, quando la superficie ausiliaria è parallela all’Equatore; nel caso delle proiezioni per sviluppo, quando l’asse del solido è parallelo all’asse terrestre; proiezioni trasverse o inverse nel caso delle proiezioni piane, quando la superficie ausiliaria è perpendicolare all’Equatore; nel caso delle proiezioni per sviluppo, quando l’asse del solido è perpendicolare all’asse terrestre; proiezioni oblique in tutti i casi quando la superficie ausiliaria non parallela né all’Equatore né all’asse terrestre.

dirette

trasverse

oblique

Le proiezioni cilindriche si ottengono dallo sviluppo in piano della superficie laterale di un cilindro retto tangente o secante la sfera. Le proiezioni cilindriche sono molto utilizzate, sia con cilindro con asse coincidente con l’asse terrestre, e quindi tangenza lungo l’equatore (cilindriche dirette), sia con cilindro orientato perpendicolarmente all’asse terrestre, e quindi tangenza lungo un meridiano (cilindriche trasverse).

La proiezione di Cassini è una proiezione afilattica ricavata dalla cilindrica inversa. • Messa a punto dai Cassini (Cassini I, II, III, IV), una famiglia di cartografi di origini italiane vissuti in Francia tra il ‘600 e l’800 che diressero l’Osservatorio astronomico di Parigi, realizzando la prima carta topografica di Francia • Modificata dal tedesco Soldner • Utilizzata nel sistema catastale italiano (Cassini-Soldner)

Per maggior parte del territorio italiano, le coordinate catastali hanno come origine (centro della proiezione) 31 diversi vertici (grandi origini), che danno quindi origine a 31 diversi sistemi di coordinate. Oltre ai 31 sistemi di grande estensione si hanno anche alcune centinaia di sistemi locali, spesso coincidenti con un singolo comune.

La carta catastale adotta la proiezione di Cassini-Soldner, afilattica, che entro un raggio di circa 70 Km presenta una deformazione lineare massima del 0,006% nella direzione del meridiano, e nulla nella direzione del parallelo. Negli ambiti in cui è utilizzata è praticamente equivalente (caratteristica che la rende interessante per gli usi catastali).

La proiezione di Gauss è una cilindrica trasversa, cioè con il cilindro con asse perpendicolare all’asse di rotazione terrestre, secante lungo due meridiani, derivata dalla proiezione di Mercatore (proiezione di Mercatore trasversa). • Messa a punto dal matematico tedesco Karl Friederich Gauss (1777-1855) • Modificata da Krüger nel 1912 (proiezione di Gauss- Krüger) • Adottata in Italia dal Prof.Giovanni Boaga (proiezione GaussBoaga). • Adottata come proiezione standard per la cartografia a grande scala: Universal Transverse Mercator (UTM). Le distanze lungo il meridiano di riferimento sono proporzionali a quelle sferiche. Lungo i paralleli le deformazioni sono minime in prossimità del meridiano centrale, mentre allontanandosi da tale meridiano le distanze aumentano con la stessa legge con cui aumentano nella proiezione di Mercatore normale (allontanandosi dall’Equatore).

La proiezione di Gauss per le sue caratteristiche è molto usata nella produzione di cartografia a grande scala. Su di essa sono stati costruiti i sistemi cartografici di molti paesi (tra cui l’Italia, dove prende il nome di Gauss-Boaga) e un sistema cartografico mondiale (UTM – Universal Transverse Mercator). Caratteristiche dei sistemi di coordinate costruiti sulla proiezione di Gauss: • •

• •

utilizzo di fusi di 6°di longitudine di ampiezza fattore di scala, derivato dall’impiego di un cilindro secante come superficie di proiezione falsa origine delle coordinate piane convergenza dei meridiani

Per sfruttare la proiezione nella parte in cui presenta deformazioni trascurabili, ci si limita ad applicarla a fusi (cioè “spicchi”) di 6° di ampiezza centrati su di un meridiano, chiamato meridiano centrale o di riferimento. In pratica si utilizzano 60 cilindri, ruotati l’uno rispetto all’altro di 6°, per mappare spicchi della Terra di 6° ciascuno.

Si usa adottare un valore standard da sommare alle coordinate, detto falsa origine, nei sistemi di coordinate piane (proiettate) costruiti con la proiezione di Gauss al fine di evitare di avere coordinate Est negative, per tutti quei territori posti a ovest del meridiano centrale (asse ordinate nel sistema cartesiano). La falsa origine è scelta in modo da garantire che in tutto il campo di applicazione della proiezione (3°a ovest del meridiano di riferimento) non si ottenga mai una coordinata Est negativa.

Sistema Gauss-Boaga • •

•

proiezione di Gauss (traversa di Mercatore) diviso in due fusi (Est e Ovest) di ampiezza di circa 6°(con 30' di sovrapposizione): – da 6°a 12°27’08”, il fuso Ovest – da 11°57’08” a 18°30’, il fuso Est coordinate piane Gauss-Boaga con false origini di 2520 km (fuso E) e di 1500 Km (fuso O)

Sistema ED50 / UTM •

Sistema di Riferimento ED50

•

Proiezione di Gauss (UTM)

– ellissoide di Hayford orientato a Potsdam (Germania). – compensazione delle reti geodetiche europee. – tre fusi (32, 33, 34) di ampiezza di 6°(con 30' di sovrapposizione): • fuso 32 da λ=6°a λ =12°30’ • fuso 33 da λ=12°a λ=18°30’

• •

coordinate piane UTM-ED50 con false origini di 500 km. cilindro secante con fattore di contrazione dell’ellissoide di 0.9996

Sistema WGS84 / UTM •

Sistema di riferimento WGS84 – ellissoide WGS84 – sistema GPS (controllato da terra) – rete geodetica IGM95

•

Proiezione di Gauss (UTM) – tre fusi (32, 33, 34) di ampiezza di 6°(con 30' di sovrapposizione): • fuso 32 da λ=6°a λ =12°30’ • fuso 33 da λ=12°a λ=18°30’

– coordinate piane UTM-WGS84 con false origini di 500 km. – cilindro secante con fattore di contrazione dell’ellissoide di 0.9996

Universal Transverse Mercator Il sistema UTM è un sistema cartografico valido per tutta la superficie terrestre. Il globo è stato diviso in 60 fusi di 6° gradi di ampiezza ciascuno intorno ad un meridiano di riferimento. L’Italia è compresa nei fusi 32, 33, 34. Il pianeta è stato inoltre suddiviso (per comodità) da 80° nord a 80° sud in 20 fasce di 8° di latitudine, indicate con le lettere dell’alfabeto inglese da C. L’Italia è compresa nelle fasce T ed S.

Trasformazioni di coordinate La trasformazione di coordinate piane nelle coordinate geografiche riferite allo stesso datum (ad esempio coordinate piane Gauss-Boaga in coordinate geografiche ROMA40) è una semplice operazione matematica. Si tratta in pratica di compiere l’operazione inversa a quella effettuata con la proiezione. Le due famiglie di coordinate sono legate da regole matematiche. La trasformazione di coordinate, piane o geografiche, riferite a due diversi datum richiede complesse operazioni matematiche (traslazione, rotazione, scalatura) e comporta necessariamente l’introduzione di alcuni errori. Esistono specifici software per effettuare trasformazioni di coordinate.

la riduzione delle dimensioni comporta una generalizzazione della rappresentazione rispetto alla realtà attraverso: • la selezione di molti elementi reali della superficie terrestre • una semplificazione di particolari di essi Il grado di semplificazione dipende dalla scala della carta o da una selezione tematica degli elementi rappresentati.

La cartografia si avvale di una rappresentazione convenzionale in quanto gli oggetti ed i fenomeni reali sono rappresentati per mezzo di segni grafici dal valore semantico prestabilito ovvero i simboli o segni convenzionali

Rappresentazioni «ideogrammatiche»

Scala della carta La scala di una carta definisce il grado di riduzione delle dimensioni lineari di una carta rispetto alla realtà. E’ il rapporto tra le lunghezze sulla carta (distanze grafiche) e le corrispondenti lunghezze reali, quali risultano in proiezione sul piano orizzontale (distanze naturali). La scala di una carta può essere espressa in due modi: scala numerica e scala grafica.

Scala numerica E’ rappresentata da una frazione che indica il rapporto di riduzione. La scala numerica di una carta (S) è il rapporto tra le distanze grafiche sulla carta (d) e le corrispondenti distanze naturali (D) espressa in forma di frazione con numeratore sempre pari all’unità: il numeratore indica le distanze sulla carta, il denominatore le distanze reali. S = d/ D oppure in forma di proporzione d : D = 1 : n

A titolo di esempio: d = 4 cm, D = 1 km, S= 1 : 25.000 scala 1:10.000, cioè 1 unità di distanza sulla carta corrisponde a 10000 unità di distanza sulla superficie terrestre (1 cm corrisponde a 100 m)

Scala grafica E’ detto scala grafica il segmento graduato con l’indicazione del valore delle distanze reali in corrispondenza dei segni di divisione.

Pertanto, nella Scala 1:250.000 avremo che: 1 km = 4 mm 2 km = 8 mm 10 km = 4 cm

E’ possibile, in generale, classificare le carte a seconda della scala: Piante, mappe, carte tecniche (grandissima scala) 1:500/1:1.000 – 1:10.000 Carte topografiche (grande scala) 1:10.000 – 1:100.000/1:200.000 Carte corografiche (media scala) 1:200.000 – 1:1.000.000 Carte generali o geografiche (piccola scala) 1:1.000.000 – 1:5.000.000 Carte geografiche, mappamondi, planisferi (piccolissima scala) 1:5.000.000 – 1:100.000.000

Il grado di risoluzione è la dimensione lineare del particolare più piccolo rappresentabile. E’ dato dal minimo spessore del tratto grafico con cui la carta viene disegnata, e viene assunto, convenzionalmente, uguale a 0,2 mm sulla carta (errore di graficismo). Al di sotto di questi valori si ricorrerà a simboli convenzionali. Ad esempio la quantità di 2 metri per una carta in scala 1:10.000.

L’errore massimo di posizionamento di un punto, tipicamente di 0,5 mm sulla carta, rappresenta il diametro del cerchio al cui interno il punto stesso è sicuramente contenuto e corrisponde all’incertezza con cui è rappresentata la sua posizione. Ad esempio 5 metri per una carta in scala 1:10.000.

1:500

carta corografica

1:2.000

carta geografica

1:10.000

1:25.000

planisfero

Topografia • Localizza in maniera esatta le entità sulla superficie terrestre • Misura le posizioni relative tra le entità sulla superficie terrestre

La parola topografia deriva dal greco τόπος (“luogo”) e γράφειν (“scrivere”). E’ la scienza che si occupa di determinare con precisione la posizione di entità sulla superficie terrestre e successivamente di rappresentare tali entità sulla carta. Il principio su cui si basa la topografia di tipo tradizionale consiste nella rilevazione esatta della posizione di una serie di punti sulla superficie terrestre a partire da alcuni punti noti effettuando misure di angoli e di distanze ed eseguendo calcoli basati sulle regole della trigonometria (triangolazione). A seconda dell’ampiezza dell’area oggetto delle misure, degli scopi delle misure stesse e delle relative precisioni, si avranno:

•

rilievo topografico – distanze inferiori ai 10 km – trigonometria piana – misure relativamente meno accurate

•

rilievo geodetico – distanze superiori ai 10 km – trigonometria sferica – misure molto accurate

I punti geodetici costituiscono gli elementi di appoggio per i rilievi topografici attraverso i quali viene costruita la cartografia. Di essi sono note con estrema precisione le coordinate che sono riportate in apposite schede riassuntive dette monografie (che contengono anche gli elementi per una chiara identificazione dei punti sul terreno). I punti geodetici, detti anche vertici trigonometrici, sono scelti sul territorio, in modo da garantire un’elevata intervisibilità reciproca (es. cime di rilievi, campanili, torri, edifici elevati). I punti geodetici sono individuati sul terreno mediante segnali permanenti e riconoscibili (centrini metallici) e spesso protetti mediante appositi manufatti (pilastrini).

Il rilievo topografico (o di dettaglio) si opera in genere a partire da almeno due punti di coordinate note (il primo è sempre un vertice trigonometrico, mentre il secondo può essere scelto nella rete geodetica o misurato), misurando angoli e distanze allo scopo di calcolare per via trigonometrica la posizione del punto di cui interessano le coordinate e di riportare tali punti sulla carta. Un volta determinata la posizione di un punto, quest’ultimo potrà essere utilizzato come appoggio per il calcolo della posizione di un ulteriore punto.

Il rilievo altimetrico (o livellazione) prevede la determinazione delle differenze di quota a partire da un punto di riferimento di quota nota attraverso la misura di angoli verticali (zenitali). Oltre all’impiego di strumenti barometrici di misura delle quote, esistono due tecniche principali per la misura delle differenze di quota (dislivelli): • livellazione trigonometrica prevede la misura dell’angolo zenitale formato dalla congiungente tra un punto di quota nota e il punto da determinare e della distanza; • livellazione geometrica si basa sul calcolo dello scarto di quota rispetto alla direzione orizzontale lungo la congiungente tra il punto di quota nota e il punto da determinare. I punti di quota nota, equivalenti ai vertici trigonometrici, prendono il nome di capisaldi di livellazione.

La topografia si basa sull’utilizzo di strumenti in grado di misurare angoli (orizzontali e verticali) o distanze e di determinare la posizione in modo assoluto, oltre che di strumenti di ausilio per il disegno della cartografia: •

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• •

misure di angoli – teodolite/tacheometro – livello – stazione totale misure di distanze – rotella metrica – distanziometro – stazione totale – teodolite + stadia (misura indiretta) misure assolute di coordinate – GPS disegno metrico – tavoletta pretoriana

Il sistema GPS, acronimo di Global Positioning System, consente la localizzazione di entità sulla superficie terrestre, facendo riferimento alla posizione di satelliti in orbita intorno alla Terra. Introdotto dall’esercito americano per scopi militari, che tuttora lo gestisce, è, oggi, ampiamente utilizzato anche per scopi civili. Con il termine GPS si indica propriamente si indica soltanto il sistema di posizionamento americano, ma esiste anche un sistema di posizionamento satellitare russo (GLONASS). E’ in corso di realizzazione anche un sistema europeo, denominato GALILEO. Esiste inoltre un sistema cinese, anch’esso in corso di sviluppo (COM). L’insieme dei di diversi sistemi di posizionamento satellitare prende il nome di Global Navigation Satellite System (GNSS).

Rete IGM95 L’IGM ha costruito una nuova rete geodetica di inquadramento dei lavori topografici e cartografici, nel Datum WGS84, basata su misurazioni GPS di elevata precisione. Tali punti, di cui si possono acquistare le monografie, consentono di effettuare rilievi con DGPS per ottenere localizzazioni con elevata precisione. In corrispondenza di tali punti, che già appartenevano alla rete trigonometrica del Datum Roma40, vengono, inoltre, calcolati i coefficienti per trasformare le coordinate dal Datum Nazionale al Datum WGS84 e viceversa.

Fotogrammetria • Localizza le entità sulla superficie terrestre attraverso il rilevamento della loro posizione sulle immagini aerofotografiche

La fotogrammetria è la tecnica che consente la rilevazione di informazioni metriche (forma e dimensione) di oggetti tridimensionali a partire da immagini fotografiche. Per la produzione cartografica si utilizzano fotografie riprese da camere montate su aerei (fotogrammetria aerea). Il rilievo aerofotogrammetrico semplifica notevolmente la produzione di cartografia rispetto all’impiego del solo rilievo topografico.

L’insieme delle operazioni finalizzate a ricavare informazioni metriche a partire da riprese fotografiche effettuate tramite apposite camere montate su aerei e rivolte allo studio e alla rappresentazione sulla carta si chiama rilievo aerofotogrammetrico. Il processo è articolato in diverse fasi successive: • • • • • • •

Pianificazione della ripresa aerea Ripresa (presa) Individuazione di punti di riferimento a terra (appoggio) Ricostruzione della geometria dei fotogrammi (orientamento) e costruzione di un modello del terreno Derivazione di informazioni metriche dal modello Disegno delle entità (restituzione)

Le informazioni presenti in una fotografia aerea possono essere analizzate ed “estratte” per essere trasposte sulla carta con modalità differenti e finalizzate a scopi diversi: • fotogrammetria consente di derivare dai fotogrammi informazioni metriche sugli elementi presenti sulla superficie terrestre, finalizzate alla realizzazione di cartografia topografica

• fotointerpretazione riguarda l’estrazione di informazioni relative a determinati tematismi

Cartografica nazionale Gli Enti produttori ufficiali di cartografia sono:

• I.G.M.I. (scale 1:25000, 1:50000 e 1:100000); • Catasto (scale 1:2000, talvolta 1:500 e 1:4000); • Istituto Idrografico della Marina (rilevazione coste, profondita‘ fondali, carte finalizzate alla navigazione); • Servizio Geologico.

Altri produttori di cartografia: • • • • • • •

Istituto Geografico De Agostini; Touring Club Italiano; Automobil Club Italiano; Ditte produttrici per conto di: FF.SS.; E.N.E.L.; Regioni, Province, Comuni, Comprensori di Bonifica, ecc.

Carta IGM La Carta d’Italia è la carta topografica ufficiale italiana, prodotta in tre scale differenti: 1:100.000, 1:50.000, 1:25.000. E’ stata redatta in due serie (“vecchia” e “nuova”) con inquadramenti (taglio dei fogli cartografici) e caratteristiche diverse. La produzione della Carta d’Italia a partire dalla fondazione dell’Istituto geografico militare è stata affrontata a più riprese con aggiornamenti successivi, basati su diversi sistemi di riferimento e proiezioni: • fine Ottocento-primi Novecento , cosiddetta “prima levata” – – – –

fogli in scala 1:100.000 e quadranti o tavolette, intrapresa a fine Ottocento all’inizio della storia dell’IGM e rilevata esclusivamente per via topografica datum: ellissoide di Bessel, orientato a Genova, Roma, Castanea delle Furie proiezione: policentrica di Sanson-Flamsteed (solo reticolato geografico)

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realizzata per tutto il territorio italiano dopo la Seconda guerra mondiale prodotta su base aerofotogrammetrica (volo GAI 1954-55) datum: Roma40, proiezione: Gauss-Boaga

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completamento della produzione intrapresa nei decenni precedenti rilievo aerofotogrammetrico datum: ED50, proiezione: UTM

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nuova edizione basata su un diverso taglio dei fogli rilievo aerofotogrammetrico datum: ED50, proiezione: UTM

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Anni Cinquanta-Sessanta (serie25V, serie50V, serie100V)

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Anni Settanta (serie25V, serie50V, serie100V)

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Nuova serie (serie25, serie50)

Carta IGM – vecchia serie La vecchia serie della Carta d’Italia basata sul sistema di riferimento nazionale Roma40 e coordinate piane Gauss-Boaga, si divide in: • Fogli (serie 100V), in scala 1:100.000, con ampiezza di 30’ in longitudine e 20’ in latitudine (corrispondenti rispettivamente a circa 45-38 km e 37 km), numerati progressivamente da nord a sud e da ovest a est (totale 285 fogli, 325 prima della 2a Guerra Mondiale). • Quadranti (serie 50V), in scala 1:50.000, suddivisioni dei fogli, con ampiezza di 15’ in longitudine e 10’ in latitudine, identificati con numeri romani da I a IV in senso orario a partire da quello in alto a destra. • Tavolette (serie 25V), in scala 1:25.000, suddivisioni dei quadranti, con ampiezza di 7’30” in longitudine e 5’ in latitudine, identificate in base all’orientamento all’interno del quadrante (NE, NO, SE, SO).

Carta IGM – nuova serie La nuova serie della Carta d’Italia, basata e inquadrata sul sistema di riferimento ED50 (attualmente in corso di trasformazione in WGS84) e proiezione UTM, è suddivisa in: • Fogli (serie50), in scala 1:50.000, con ampiezza di 20’ in longitudine e 12’ in latitudine, numerati progressivamente da nord a sud e da ovest a est (totale 652 fogli). • Sezioni (serie25), in scala 1:25.000, suddivisioni dei fogli, con ampiezza di 10’ in longitudine e 6’ in latitudine, identificati con numeri romani da I a IV in senso orario a partire da quello in alto a destra.

Cartografia regionale La cartografia a grande scale prodotta delle regioni italiane, è inquadrata sulla base della nuova serie della Carta d’Italia IGM. La nuova carta tecnica della Regione Puglia è stata realizzata alla scala 1:5.000, nel sistema di riferimento UTM WGS84 - ETRS89 fuso 33N. La carta tecnica regionale è stata realizzata dal RTI Rilter/SIT/Telespazio e collaudata dall'Istituto Geografico Militare (IGM).

Inquadramento Ogni tavola della Carta tecnica regionale (CTR) è identificata dal toponimo della località principale e da un numero a sei cifre: le prime tre indicano il Foglio 1:50.000 di appartenenza, le successive tre individuano la sezione.

Carta Tecnica Regionale

Il cartiglio

La legenda

Nella produzione cartografica sono utilizzati simboli convenzionali per rappresentare in modo sintetico e chiaro fenomeni o elementi non rappresentabili perché astratti o perché dalle ridotte dimensioni. Un simbolo convenzionale è un segno grafico con valore semantico prestabilito e indicato nella legenda della carta. A seconda della natura del fenomeno o dell’oggetto da rappresentare (oltre che della scala) i simboli cartografici possono essere: • puntuali • lineari • areali Nella cartografia topografica, ad esempio, la simbologia è funzionale alla rappresentazione delle condizioni di fatto della superficie terrestre: • dimensioni e forme del terreno • oggetti concreti e durevoli (edifici, strade, vegetazione) • elementi immateriali (confini amministrativi, toponomastica) Nella cartografia tematica, invece, attraverso l’utilizzo della simbologia vengono rappresentati solo determinati aspetti o fenomeni della superficie terrestre, materiali o immateriali, naturali o antropici, attuali o trascorsi.

Cartografia Numerica GIS-Oriented L’evoluzione della cartografia numerica ha condotto alla definizione di un modello più articolato, che prevede: • Archivi organizzati per temi distinti • Organizzati in termini di primitive geometriche trattate dallo strumento GIS (poligoni, linee, punti, pixel, ecc.) • Dati: localizzazione (posizione nello spazio), attributi (caratteristiche), topologia (posizione in relazione agli altri elementi)

Bibliografia A. Sestini, Cartografia generale, Bologna, Patron, 1981 S. Perego, Appunti di cartografia ad uso degli Studenti di Scienze Geologiche e Scienze Naturali, Parma, Santa Croce, 1999 E. Lavagna, G. Lucarno, Geocartografia. Guida alla lettura delle carte geotopografiche, Bologna, Zanichelli, 2007 J.Campbell, Introduzione alla cartografia, Bologna, Zanichelli, 1989 S. Perego, Appunti di cartografia ad uso degli Studenti di Scienze Geologiche e Scienze Naturali, Parma, Santa Croce, 1999 L. Surace, La georeferenziazione delle informazioni territoriali, in «L’evoluzione della geografia dalla carta geografica al digitale in nove i descritti dai maggiori esperti del settore», Roma, MondoGIS, 2004 A. Cina, GPS. Principi, modalità e tecniche di posizionamento, Torino, Celid, 2000 Istituto Geografico Militare Italiano, La produzione IGM L. Rignanese (a cura di), Atlante Cartografico della Puglia, Firenze, Allinea, 2006

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Sitografia