Cartografia Numerica

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CORSO DI

TOPOGRAFIA I

Docente

Prof.Ing. Fabio Radicioni

Cartografia Numerica

A.A 2002-2003

CARTOGRAFIA NUMERICA CARATTERISTICHE DELLE CARTE NUMERICHE:

- Rappresentazione grafico/numerica a video in UNITÀ DISEGNO (U.D.) normalmente 1 U.D. = 1 m - La scala perde significato nella consultazione a video (ZOOM) - viene comunque definita una

SCALA NOMINALE della carta per valutarne l’accuratezza metrica - Archiviazione su supporto INFORMATICO;

ü documento fondamentale: files della carta (file unico o files separati per planimetria, altimetria, “vestizione”, ...)

ü la maggior parte delle carte numeriche sono costituite da files TRIDIMENSIONALI - Vantaggio: notevole SICUREZZA di conservazione dei dati nel tempo

- Qualsiasi determinazione di coordinate o quote è univoca, non è influenzata dall’operatore

- I contenuti della carta (planimetria, altimetria, idrografia, edificato,...) possono essere visualizzati ed elaborati separatamente mediante la tecnica dei LAYER CODIFICATI

- Consultazione delle carte numeriche:

- A VIDEO GRAFICO preferibile perché ne sfrutta tutti i vantaggi

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CARTOGRAFIA NUMERICA PRODUZIONE DELLE CARTE NUMERICHE:

A. DIRETTAMENTE dalla RESTITUZIONE FOTOGRAMMETRICA, effettuata oggi con sistemi analitici o digitali che producono l’output a video grafico:

le carte attuali (dal 1980 circa) nascono come carte numeriche

B. INDIRETTAMENTE, per DIGITALIZZAZIONE delle carte tradizionali effettuata mediante SCANNER (files raster) o DIGITIZER (files vettoriali)

le “vecchie” carte possono essere convertite in numeriche

con alcune limitazioni (files bidimensionali, perdita di precisione, ecc...)

CARTOGRAFIA NUMERICA FORMATI DELLA CARTOGRAFIA NUMERICA:

Raster:

Costituiti da MATRICI DI PUNTI (PIXEL =

assegnato un valore di intensità luminosa o un colore;

Ogni pixel è individuato da n.riga, n.colonna (sistema di riferimento interno dell’immagine) e valore.

I formati raster presentano l’inconveniente di occupare molto spazio di memoria.

Formati più comuni delle immagini raster:

- Non compressi TIFF, BMP

- Compressi GIF, JPG (i formati compressi

comportano un certo degrado dell’immagine) Applicazioni dei formati raster nella cartografia:

- Scansione di carte tradizionali preesistenti

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CARTOGRAFIA NUMERICA

Contengono ENTITA’ GRAFICHE di vario tipo (punti, linee, “polilinee”, curve, aree, ...) descritte analiticamente mediante le coordinate (2D o 3D) dei vertici caratteristici;

Le dimensioni sono inferiori a quelle dei files raster e la descrizione geometrica analitica è univoca;

Sono georeferenziati “internamente” dal sistema di coordinate impiegato, che spesso coincide con un sistema cartografico.

Formati vettoriali più comuni:

DWG Software AutoCAD^®, formato binario

DXF Formato di scambio ASCII (Drawing eXchange Format) NTF Utilizzato dal Catasto Italiano (mappe digitalizzate)

Una caratteristica molto importante dei files vettoriali è quella di poter essere organizzati in LAYER (strati o livelli): nella cartografia, a ogni layer (identificato da un codice alfanumerico) viene associato un “livello informativo” (strade, fabbricati, idrografia, ...)

Applicazioni dei formati vettoriali nella cartografia:

- Digitalizzazione di carte tradizionali preesistenti (files 2D) CATASTO;

- Nuova cartografia da restituzione fotogrammetrica (“nasce” in formato vettoriale, georeferenziata nel datum/sistema cartografico in cui si esegue la restituzione), CARTE IGM, CARTE TECNICHE REGIONALI

**** la precisione resta quella corrispondente alla scala nominale! ****

L’impiego più vantaggioso delle carte numeriche vettoriali è quello A VIDEO GRAFICO, che sfrutta appieno le caratteristiche della carta. Appositi software applicativi permettono di calcolare analiticamente (=univocamente) volumi, aree, sezioni, profili, ...

Enti cartografici per applicazioni di tipo ingegneristico

Siti Internet di riferimento:

1. Regione:

http://www.umbriaterritorio.org 2. IGMI (Istituto Geografico Militare Italiano):

http://www.nettuno.it/fiera/igmi/igmit.htm 3. CATASTO

Intesa Stato-Regione-Enti Locali:

Indicazioni di inquadramento e riferimento per la realizzazione delle basi dati geografiche di interesse generale corrispondenti alle scale 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000/10.000; 1:25/50.000 e 1:250.000

Sito Internet di riferimento:

http://www.centrointerregionale.it ® (Documenti)

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CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

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CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

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CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

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CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

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CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

CONTENUTI E CODICI PER LA C.T.R.N.

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DA “CAPITOLATO SPECIALE D’APPALTO TIPO PER LA FORMAZIONE DI CARTA TECNICA REGIONALE NUMERICA A SCALA 1:5 000 E A SCALA 1:10 000

DA “CAPITOLATO SPECIALE D’APPALTO PER LE CARTE GENERALI ALLA SCALA 1:500 DI ZONE URBANE

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CARTOGRAFIA CATASTALE

TRASFORMAZIONE DI COORDINATE E/O DATUM

Software Cartlab1

Scaricabile gratuitamente da sito web:

http://www.sifet.it

(SIFET Società Italiana di Topografia e Fotogrammetria)

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ESERCITAZIONE: LETTURA DI UNA CARTA NUMERICA E TRASFORMAZIONE DI DATUM E/O COORDINATE

a. Selezionare un edificio a piacere (4-8 lati es. Fig.1).

b. Estrarre dal file numerico le seguenti informazioni relative all’edificio selezionato:

ü Layer d’appartenenza: 2010 Codifica: Edificio ü Coordinate dei vertici:

Sistema di riferimento (C.T.R.N. – Gauss Boaga):

Vertice 1. 2321930.31 E; 4745210.62 N; 540.10 quota ortometrica

Vertice 2. ………..……….……….

Vertice 3. ………..……….……….

Vertice 4. ………..……….……….

Vertice 5. ………..……….……….

Vertice 6. ………..……….……….

Vertice 7. ………..………..

Vertice 8. ………..………..

ü Distanza tra due punti: Vertici 8 - 1 = 8.86 m ü Perimetro: 71.06 m

ü Area: 225.09 mq

c. Indicare la scala grafica e salvare l’immagine.

d. Eseguire, utilizzano Cartlab1, le seguenti trasformazioni di Datum e/o coordinate di almeno 3 vertici.

Sistema di riferimento (geografiche Roma40):

Vertice 1. 42° 49’ 59.0207” f; 0° 07’ 27.5897” g

Vertice 2. ………..……….……….

..Sistema di riferimento (geografiche ED-50);

Sistema di riferimento (geografiche WGS84);

Sistema di riferimento (UTM-ED50);

Sistema di riferimento (UTM-WGS84);

Sistema di riferimento (cartesiane ellissocentriche Roma40);

Sistema di riferimento (cartesiane ellissocentriche ED-50);

Sistema di riferimento (cartesiane ellissocentriche WGS84);

Sistema di riferimento (catastale).

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Fig.1

ORTOFOTOPROIEZIONE

L’ortofotoproiezione rappresenta la proiezione da un centro improprio di una

porzione di superficie terrestre su una superficie di riferimento.

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MODELLI DIGITALI DEL TERRENO (vettoriali o raster)

Per MODELLO DIGITALE DEL TERRENO (DTM) si intende la descrizione della quota del terreno mediante una funzione che associa ad ogni coordinata X,Y un valore Z che approssima entro certi limiti la quota reale.

DTM Digital Terrain Model modello della superficie del terreno DEM Digital Elevation Model modello del terreno+fabbricati

Sono rappresentazioni puramente GEOMETRICHE della superficie del terreno, senza alcuna indicazione dei particolari topografici né della toponomastica

Dal punto di vista analitico-informatico sono TABELLE che associano alle coordinate planimetriche di una serie di punti il valore della relativa quota:

N E Q

4567890 1212340 324.54

4567900 1212340 320.78

4567910 1212340 387.21

... ... ...

I punti possono essere disposti su una griglia regolare (GRID) oppure sui vertici di una rete di triangoli (TIN).

ESEMPIO DI DTM

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FORMATI DEI DTM

2316000 2317000 2318000 2319000 2320000 2321000 2322000 4742000

4743000 4744000 4745000 4746000 4747000

NCOLS 178 NROWS 148 CELLSIZE 40

XLLCENTER 2315440 YLLCENTER 4741280 NODATA_VALUE -9999

583.886 587.987 587.971 585.042 580.372 573.564 538.165 531.262 523.441 515.367...

574.039 579.105 581.132 580.562 578.140 573.786 542.186 535.172 527.019 501.720...

563.337 570.635 574.198 575.037 574.308 571.696 544.656 537.151 528.238 483.656...

551.416 557.068 562.260 564.350 565.522 566.092 547.141 538.260 526.370 477.767...

509.462 512.042 517.742 525.610 534.792 545.574 566.392 556.814 542.645 526.671 502.749 507.388 514.100 521.510 528.602 538.323 560.756 555.785 545.795 533.193 499.345 503.572 509.573 515.193 519.768 527.858 553.933 553.442 546.682 535.505 ...

...

...

X Y Z

2315440.00 4747160.00 583.88 2315480.00 4747160.00 587.98 2315520.00 4747160.00 587.97 2315560.00 4747160.00 585.04 2315760.00 4747160.00 544.46 2315800.00 4747160.00 538.16 2315840.00 4747160.00 531.26 2315880.00 4747160.00 523.44 2315920.00 4747160.00 515.36 2315960.00 4747160.00 506.64 2316000.00 4747160.00 497.65 2316040.00 4747160.00 485.95

Formato RASTER Formato RASTER Formato ASCII

Formato ASCII

Formato ASCII

Formato ASCII

Grid

• Vantaggi:

– Maglia regolare permette facile elaborazione per derivare altre informazioni

• Svantaggi:

– La maglia ha una dimensione costante qualunque sia la

morfologia e può essere inadeguata

– File molto “pesanti”

– Le quote dei nodi sono tutte

TIN

• Vantaggi:

– Le dimensioni e la forma della maglia possono variare in funzione della densità dei punti e della

morfologia del terreno

– Le quote dei nodi non sono interpolate ma il dato originale

• Svantaggi:

– Maggiore complessità per la

realizzazione di software che derivi informazioni dal modello

CARATTERISTICHE DI GRID E TIN

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IMMAGINI DA SATELLITE AD ALTA RISOLUZIONE

Modello tridimensionale navigabile e metricamente corretto di una scena

QuickBird (Risoluzione al suolo 0.61m) relativo alla località di Pozzuolo –

Castiglione del Lago – Pg.