Obiettivi formativi
L’insegnamento si propone di fornire conoscenze e abilità nel campo della geomatica a scopo di produzione cartografica, di controllo e collaudo. A tale fine lo studente frequentante applicherà le conoscenze acquisite, singolarmente e in gruppo, sia attraverso esercitazioni numeriche sia svolgendo una attività di rilievo integrata per tutto il corso del laboratorio.
Conoscenze e capacità di comprendere:
Al termine del laboratorio lo studente avrà integrato la sua conoscenza delle metodologie di rilievo strumentale e conoscerà tipologie e caratteristiche degli errori di misura. Avrà una panoramica completa relativamente agli ambiti applicativi, alle tecnologie utilizzate/utilizzabili in ambito geomatico e ai principali approcci nel campo del rilievo topografico a scopo cartografico, di controllo e collaudo. Avrà una conoscenza di base della fotogrammetria e del funzionamento e delle applicazioni di tecnologie laser scanner;
Competenze:
Al termine del laboratorio ci si attende che lo studente sappia valutare l’ordine di grandezza dei risultati di un calcolo in ambito topografico; conosca i fondamenti per la progettazione di una rete di misura o controllo e della scelta della strumentazione richiesta; conosca e sappia applicare i metodi per la verifica delle tolleranze di un rilievo; sappia svolgere attività di rilievo strumentale in campagna con calcolo delle coordinate, compensazione delle misure, presentazione dei risultati in forma grafica e relazione tecnica riassuntiva; abbia sviluppato la capacità di affrontare un semplice rilievo fotogrammetrico orientandone il blocco di immagini e restituendone i principali prodotti; conosca e sappia applicare il tracciamento di opere e infrastrutture.
Autonomia di giudizio:
Al superamento dell’esame lo studente dovrebbe aver sviluppato la capacità di valutare criticamente l’applicazione di diverse tecniche (eventualmente integrate) di rilievo ad un generico problema di tipo ingegneristico (rilievo territoriale, architettonico, monitoraggio, etc.) così come la capacità di interpretare e valutare la qualità di un rilievo.
Capacità comunicative:
L’impostazione del laboratorio e le attività laboratoriali di gruppo hanno lo scopo di permettere allo studente di maturare una buona capacità di interazione e di dialogo all’interno del team di lavoro e verso le diverse componenti coinvolte. Lo studente dovrà inoltre dimostrare la capacità di illustrare razionalmente e in maniera critica le diverse soluzioni progettuali e di aver maturato una sufficiente proprietà di linguaggio, quanto meno per quanto attiene la terminologia tecnica specifica dell’insegnamento.
Capacità di apprendimento:
Lo studente, al termine del laboratorio, dovrebbe aver maturato le conoscenze e competenze di base per affrontare, in futuro, un approfondimento autonomo dei diversi aspetti legati alla geomatica e della loro applicazione armonica in flussi di lavoro nell’ambito delle costruzioni civili.
Prerequisiti
Sono indispensabili per la comprensione del corso concetti di analisi matematica e geometria; per le esercitazioni e le prove in itinere occorrono abilità informatiche di base (in particolare uso di Excel o Matlab).
Contenuti dell'insegnamento
La geomatica si occupa dell’acquisizione, modellazione, elaborazione e analisi di dati spaziali. Si occupa, cioè, della determinazione di punti (della superficie topografica, di un edificio, ecc.) in un sistema di riferimento, effettuata con precisione assegnata e controllata. Dalle attività proprie della geomatica, fra le altre cose, deriva la cartografia tecnica necessaria per la progettazione di infrastrutture e la pianificazione e gestione territoriale; con strumenti e metodi geomatici si collaudano e controllano le grandi strutture e i movimenti del terreno, si tracciano sul terreno le opere progettate sulla carta.
Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente all’utilizzo di tecniche geomatiche. Verranno in particolare approfonditi, in un’ottica laboratoriale eminentemente pratica, i seguenti aspetti: richiami di geodesia e sistemi di riferimento; elementi di topografia e di trattamento delle osservazioni; posizionamento con GPS; cenni di fotogrammetria e laser scanning.
Programma esteso
Modulo didattico 1: Richiami di geodesia e sistemi di riferimento
Geodesia e sistemi di riferimento. Il rilevamento di punti sulla superficie terrestre. Sistemi di coordinate e trasformazioni di coordinate. Sistemi di riferimento geodetici. Trasformazioni tra sistemi di riferimento geodetici.
Modulo didattico 2: Elementi di topografia
Strumenti e metodi di misura: per la misura di angoli azimutali, zenitali, distanze e dislivelli. Precisione e campi di applicazione dei diversi metodi. Trattamento delle osservazioni. Variabilità dei risultati di misura. Probabilità e variabili casuali. Legge di propagazione della covarianza. Ellisse d’errore. Compensazione di osservazioni a minimi quadrati. Le reti. Correzione delle osservazioni per la compensazione sul piano di Gauss.
Modulo didattico 3: 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. Inquadramento plano-altimetrico di reti GPS con VERTO. Reti di stazioni permanenti.
Modulo didattico 4: Fotogrammetria e Laser scanner
Equazioni di collinearità; Restituzione stereo nel caso normale; Orientamento esterno a stelle proiettive; Orientamento diretto; Prodotti della fotogrammetria; Principi di funzionamento di un laser scanner e sue caratteristiche di funzionamento; Registrazione di nuvole di punti
Modulo didattico 5: Operazioni geomatiche 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.
Bibliografia
Testi consigliati
R. Barzaghi, L. Pinto, D. Pagliari. Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. CittàStudi, Milano, 2018. - Disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura.
C. Monti, L. Pinto - Trattamento dei dati topografici e cartografici, 2008. – Disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. –
A. M. Manzino: Quaderni di Topografia, vol.1 e vol. 2, Levrotto e Bella, Torino, 2017. – Disponibili in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura
A. Selvini, Elementi di fotogrammetria
Città Studi
ISBN: 9788825171013
Testi di approfondimento:
Alberto Cina, GPS: princìpi, modalità e tecniche di posizionamento, CELID, 2000 – Disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. Utile per approfondimenti sul GPS e il trattamento statistico dei dati.
K. Kraus, Fotogrammetria Vol. 1,
Levrotto e Bella,
ISBN: 9788882180287
Ulteriore materiale didattico:
Slides del corso (DISPONIBILE SU PIATTAFORMA ELLY DEL CORSO)
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni numeriche, rilievo in campagna in gruppi, lavoro di gruppo per progetto rilievo, elaborazione dati e presentazione dei risultati.
Modalità verifica apprendimento
La verifica della preparazione consiste in una verifica orale e in una parte pratica consistente nella redazione, realizzazione e discussione di un progetto di rilievo in cui l’allievo è chiamato a rilevare, tramite le tecniche geomatiche affrontate nel corso, uno o più elementi costruiti.
Redazione di un progetto di rilievo e sua realizzazione 70% così suddiviso
Illustrazione degli aspetti teorici (conoscenza)
Applicazioni della teoria ad un caso reale (competenza)
Scelta autonoma delle modalità di rilievo (autonomia di giudizio)
Verifica orale 30% così suddiviso
Domande teoriche (conoscenza)
Applicazione della teoria - Esercizio (competenza)
Proprietà di esposizione (capacità comunicativa)
Altre informazioni
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
