Obiettivi formativi
Lo studente acquisisce consapevolezza della presenza di errori nei metodi e negli strumenti di misura e dei loro effetti sui calcoli; impara a valutare l’ordine di grandezza dei risultati attesi sulla base di semplici regole pratiche; a scegliere la strumentazione più adatta agli scopi del rilievo. Effettua calcoli e simulazioni che, fondate sul bagaglio di conoscenze teoriche ed operative, lo abilitano alla progettazione, esecuzione e compensazione di rilievi topografici per aggiornamento di cartografia, controllo di spostamenti, collaudo di strutture, tracciamento di infrastrutture e opere civili.
Lo studente applica i metodi di calcolo, le tecniche di rilievo apprese e utilizza le nozioni di topografie e cartografia attraverso lo svolgimento di esercitazioni numeriche in aula dedicate a problematiche ingegneristiche, l’assegnazione di esercizi da svolgere in proprio e le attività di rilievo in gruppo in campagna.
Le lezioni educano ad un atteggiamento critico (nelle scelte del metodo di rilievo o nelle approssimazioni dei modelli matematici alla base del legame tra misure e coordinate); negli esercizi (in classe e a casa) non si ripropone il medesimo tipo di calcolo, ma si introducono varianti che richiedono allo studente capacità di sintesi e di rielaborazione propria.
Il corso richiede agli studenti di svolgere attività in gruppo che contribuiscono a sviluppare capacità comunicative e di confronto; inoltre viene richiesto di accompagnare gli esercizi con una relazione scritta di introduzione e commento ai risultati.
Prerequisiti
Sono indispensabili per la comprensione del corso concetti di analisi matematica e geometria (derivate, integrali, linearizzazione di funzioni, soluzione di sistemi non lineari, algebra delle matrici)
Contenuti dell'insegnamento
La topografia si occupa del rilevamento, cioè della determinazione di punti (della superficie topografica, di un edificio, ecc.) in un sistema di riferimento, effettuata con precisione assegnata e controllata. Dai rilievi topografici deriva la cartografia tecnica necessaria per la progettazione di infrastrutture e la pianificazione e gestione territoriale; con strumenti e metodi topografici si collaudano e controllano le grandi strutture e i movimenti del terreno, si tracciano sul terreno le opere progettate sulla carta.
Geodesia e sistemi di riferimento. Il rilevamento di punti sulla superficie terrestre. Geoide ed ellissoide. Sistemi di di coordinate e trasformazioni di coordinate. Sistemi di riferimento geodetici. Trasformazioni tra sistemi di riferimento geodetici. Elementi di geodesia geometrica.
Cartografia. Classificazione delle proiezioni cartografiche. Carta conforme di Gauss. Uso della rappresentazione di Gauss per i calcoli geodetici. Cartografia UTM. Cartografia italiana: carte IGM, Carte Tecniche Regionali; carte catastali. Cenni alla cartografia numerica e ai modelli digitali del terreno.
Trattamento delle osservazioni. Variabilità dei risultati di misura. Probabilità e variabili casuali. Legge di propagazione della covarianza. Ellisse d’errore. Inferenza statistica: test parametrici e intervallo fiduciario. Compensazione di osservazioni a minimi quadrati. Verifica di ipotesi per i minimi quadrati. Affidabilità di uno schema di osservazione.
Strumenti e metodi di misura. Strumenti e metodi per la misura di angoli azimutali, zenitali, distanze e dislivelli. Precisione e campi di applicazione dei diversi metodi.
Le reti. Schemi di rilievo ed equazioni di osservazione delle reti planimetriche e altimetriche. Simulazione e compensazione di una rete. Correzione delle osservazioni per la compensazione sul piano di Gauss. Inquadramento di una rete.
Posizionamento con GPS. Descrizione del sistema. Osservazioni di pseudo range e fase. Modellazione degli errori sistematici. Precisione del posizionamento assoluto, relativo e differenziale in modalità statica e cinematica. Progettazione di reti GPS. Inquadramento plano-altimetrico di reti GPS con VERTO. Reti di stazioni permanenti.
Operazioni topografiche per le opere di ingegneria civile. La cartografia come ausilio alla progettazione. Operazioni di tracciamento. Collaudo e controllo di strutture. Controllo di movimenti e deformazioni del terreno.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi consigliati
C. Monti, L. Pinto - Trattamento dei dati topografici e cartografici – disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. - Non esaurisce gli argomenti del corso.
A. Manzino: Lezioni di Topografia, ed. Otto, Torino, 2001. – Non disponibile in Biblioteca - Non esaurisce gli argomenti del corso.
Testi di approfondimento
L. Solaini, G. Inghilleri - Topografia – disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. – Utile per approfondimenti su geodesia, cartografia, reti, metodi di misura
Alberto Cina GPS : princìpi, modalità e tecniche di posizionamento – disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. – Utile per approfondimenti sul GPS e il trattamento statistico dei dati.
Slides del corso, dispense sul trattamento delle osservazioni, esercizi svolti e temi d’esame: disponibili sulla piattaforma LEA (http://elly.dicatea.unipr.it) sotto TOPOGRAFIA, accesso previa registrazione
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni numeriche, rilievo in campagna in gruppi,
lavoro di gruppo per elaborazione e presentazione dei risultati
Modalità verifica apprendimento
Alternativa tra prove scritte in itinere con esercizi numerici e domande
scritte ed esecuzione di un rilievo oppure esame orale.
Le prove in itinere comprendono almeno 2 prove in aula con domande
“vero o falso” ed esercizi numerici; le domande accertano il livello di
conoscenza e coprono circa il 20% del punteggio; gli esercizi accertano la
comprensione e la capacità di applicare conoscenza comprensione e
pesano per circa il 70%; il rilievo in campagna e il progetto di una rete, entrambi svolti in gruppo, accertano la capacità
di applicare conoscenza e comprensione, la capacità comunicativa e
pesano per circa il 10%.
La prova orale comprende un semplice esercizio con calcoli e almeno 3
domande su argomenti diversi. Il superamento dell’esercizio è
considerato condizione per proseguire l’esame. L’esercizio verifica le
conoscenze e capacità di applicare conoscenze di base e pesa per circa il
10% della valutazione. Le domande con la relativa discussione
riguardano aspetti teorici o metodologici oppure tematiche progettuali;
pesano ciascuna per circa il 30%; verificano conoscenza, comprensione e la
capacità di applicarle nonché la proprietà di espressione.
Altre informazioni
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