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PORTALE DELLA DIDATTICA

Cartografia numerica e GIS

02AHENB, 04AHENF

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Edile - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 40
Esercitazioni in aula 40
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Lingua Andrea Maria Professore Ordinario ICAR/06 40 0 0 0 10
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/06
ICAR/06
3
5
F - Altre attività (art. 10)
C - Affini o integrative
Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro
A12
Valutazione CPD 2020/21
2020/21
Questo insegnamento di specializzazione è rivolto agli allievi che manifestino un particolare interesse per lo studio del territorio finalizzato all'inserimento delle opere edilizie e infrastrutturali, alla pianificazione urbana, all’utilizzazione delle risorse naturali e allo studio di fenomeni ambientali. L’insegnamento si propone di descrivere le caratteristiche della cartografia numerica come componente essenziale di un Sistema Informativo Territoriale (GIS Geographical Information System), lo strumento ideale per una corretta descrizione e gestione del territorio. Una particolare attenzione viene posta nella descrizione delle tecniche fotogrammetriche per l’acquisizione dei dati necessari.
This course is designed for students who present a particular interest in the study of the territory relative to building and infrastructure construction, urban planning, use of natural resources and analysis of environmental phenomena. The course aims to describe the characteristics of digital mapping as an essential component of a Geographic Information System (GIS), the ideal tool for a correct representation of land for his planning and management. Particular attention is paid to the description of the photogrammetric techniques for the acquisition of the primary data.
Gli studenti acquisiranno dimestichezza con la cartografia numerica, i data base, i sistemi informativi territoriali (Geographic Information System, GIS), quali caratteristiche hanno, come vengono progettati e prodotti, come si acquisiscono i dati che contengono. Conosceranno inoltre le tecniche di acquisizione dei dati che costituiscono il cuore dei GIS con particolare riguardo nei confronti della fotogrammetria digitale. Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di progettare un SIT, definire le tecniche più efficaci per l'acquisizione dei dati e costruire un prototipo del SIT con software commerciale (ArcView) od open source (GVSIG, QGIS...). L’impostazione dell’insegnamento stimola la autonomia di giudizio formando gli studenti alla lettura dei capitolati speciali d'appalto per la produzione di cartografia numerica per comprenderne in modo approfondito i contenuti e analizzarne criticamente l'efficacia. Lo svolgimento delle esercitazioni mediante lavoro di gruppo incoraggia l'interazione con i colleghi e lo scambio di informazioni, costringendo gli studenti ad acquisire proprietà di linguaggio e chiarezza espositiva. Dal punto di vista della capacità di apprendimento, lo studente, al termine dell'insegnamento, sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite ad altri casi applicativi, eventualmente utilizzando altri software commerciali, svolgendo le fasi progettuali descritte nell'insegnamento.
Students will become familiar with digital map, database, Geographic Information System (GIS): which are their characteristics, how they are designed and produced, as you acquire the data they contain and so on. Students also learn the techniques of data acquisition that are the heart of GIS with particular regard for digital photogrammetry approch. At the end of the course, students will be able to design a GIS, define the most effective techniques for data acquisition and build a prototype of the GIS with commercial software (ArcGIS) or open source (gvSIG , QGIS ... ) . The course stimulates students to form independent judgment to the reading of special specifications for tenders for the production of digital map to understand the content and critically analyze its effectiveness. The conduct of exercises through working group encourages interaction with colleagues and exchange of information, forcing students to acquire properties of language and clarity. From the point of view of learning ability, the student, at the end of the course, will be able to apply the acquired knowledge to other application cases, possibly using other commercial software, carrying out the design steps described in the course.
Sono richieste le nozioni di base sui principali sistemi di riferimento terrestri usati in Italia e nel mondo e sulle rappresentazioni cartografiche associate e le basi del trattamento delle osservazioni (minimi quadrati) e del calcolo matriciale.
It requires the basics on the main terrestrial reference systems used in Italy and in the world and cartographic representations associated and the basic on measurements statistical processing (least Squares) and on matrix algebra.
Lezioni Sistemi di riferimento e sistemi di rappresentazione cartografica: la trasformazione tra loro, il metodo Verto proposto da IGM, alcuni software per l’esecuzione delle conversioni (Cartlab, Verto GIS,...). La cartografia numerica: il suo contenuto planimetrico e altimetrico, la scala nominale, la discretizzazione delle linee curve, i sistemi di codifica, la struttura geometrica e topologica, il problema dell'editing, le congruenze, il make-up. Le tecniche di produzione di cartografia numerica: prima generazione (il rilievo diretto a terra tramite stazione totale e ricevitori GPS), seconda generazione (la fotogrammetria per applicazioni cartografiche, la fotogrammetria diretta, caratteristiche dei voli fotogrammetrici alle varie scale, la restituzione, il telerilevamento), terza generazione (la digitalizzazione di cartografia esistente, il digitizer, lo scanner cartografico, l'orientamento della carta, l'inseguimento manuale e automatico di linee). I sistemi informativi territoriali, GIS: definizione e struttura di un GIS, il contesto organizzativo, la sua progettazione, storia dei DB, le fasi di progettazione, il modello concettuale (schema E/R), il modello logico (DB relazionale), il modello fisico, tipologie di dati utilizzabili (vettoriali, raster e alfanumerici), i software di gestione (commerciali, free, open source), alcuni esempi di progettazione di GIS, i DB spaziali, i GIS rivolti agli oggetti, la condivisione in internet/intranet (WebGIS). I modelli altimetrici: definizione, standard di qualità, contenuto informativo, verso i GIS 3D. I capitolati speciali d’appalto per la produzione di cartografia numerica. Esercitazioni I laboratori svolti al LAIB costituiscono circa la metà del corso e sono dedicati allo svolgimento di due temi principali: - Svolgimento pratico del processo fotogrammetrico (progetto del volo, orientamento interno, orientamento esterno, restituzione, editing) che conduce alla produzione di una carta numerica mediante fotogrammetria digitale. - Svolgimento pratico della progettazione di un SIT descrittivo o gestionale e la successiva implementazione mediante software commerciale (ArcGIS) o freeware (QGIS, GRASS, ...).
Lessons Geodetic reference systems and cartographic coordinate systems: the transformation between them, the method Verto proposed by IGM, some software for performing conversions ( Cartlab, Verto GIS , ...). The digital map: its 3D content (planimetric and height), the nominal scale, the discretization of curved lines, coding systems, the geometric and topological structure, the problem of editing, congruencies, the make-up. The production techniques of digital map: the first generation (the direct survey in the field using total station sand GPS receivers), second generation (photogrammetry for mapping applications, direct photogrammetry, characteristics of photogrammetric flights at different scales, stereo-plotting, remote sensing ), third generation (digitizing existing maps, the digitizer, the digital scanner, paper orientation, manual and automatic tracking of lines). The geographic information systems: GIS definition and structure of a GIS, the organizational context, its design, history of DB , the design stages , the conceptual model diagram ( Entity/Relation), the logical model (relational DB), the physical model, types of usable data (vector, raster and alphanumeric), the management software (commercial, free, open source), some design examples of GIS , spatial DBs , addressed to the GIS objects, sharing in internet/intranet ( WebGIS ) . The height models : definitions, standards of quality, informative content, the 3D GIS . The special specifications for tenders for the production of digital cartography. Exercises The practical laboratories took place at LAIB make up about half of the course and are dedicated to the realization of two main themes: - Development of practical photogrammetric process (design of flying, interior orientation, exterior orientation, restitution, editing) that leads to the production of a digital map using digital photogrammetry. - Carrying out practical design of a GIS descriptive or management and subsequent implementation by commercial software (ArcGIS) or freeware (QGIS, GRASS, ...).
L’insegnamento prevede circa 40 ore di lezioni frontali e 40 ore dedicate all’illustrazione e allo svolgimento di due esercitazioni a carattere applicativo (processo fotogrammetrico) e progettuale (progetto GIS). I lavori vengono svolti in gruppo di 3-4 persone e al termine delle esercitazioni deve essere compilata una apposita relazione descrittiva che costituisce una parte del voto d’esame. Il corso sarà completamente fruibile in remoto richiedendo la dotazione di un elaboratore di buone prestazioni in cui sarà necessario preinstallare ArcGIS in licenza Campus di ateneo (con durata 1 anno a disposizione degli studenti https://www.areait.polito.it/supporto/risultato_serv.asp?serv=ESRI,Site,Licence&dettaglio=S&id_progetto_servizio=334) e un software di elaborazione fotogrammetrica nella logica Structure from Motion (commerciale Metashape Professionale Edition in versione Demo 30 giorni https://www.agisoft.com/downloads/installer/ o altro software freeware a vostra scelta MICMAC o OpenDRones).
The course will be fully usable remotely by requesting the provision of a good performance computer in which it will be necessary to pre-install ArcGIS under a University Campus license (with a duration of 1 year available to students https://www.areait.polito.it/supporto/ result_serv.asp? serv = ESRI, Site, License & detail = S & id_project_service = 334) and a photogrammetric processing software in the Structure from Motion logic (commercial Metashape Professional Edition in 30-day Demo version https://www.agisoft.com/downloads/installer / or other freeware software of your choice MICMAC or OpenDRones).
Il testo principale è costituito dagli appunti delle lezioni forniti dal docente e dalle slide proposte durante le lezioni. Si consigliano eventuali testi di approfondimento: - Cesare CAMBURSANO, Cartografia numerica, editrice Progetto Leonardo, Bologna. - Karl KRAUS, Fotogrammetria, Vol. 1. Teoria e applicazioni – traduzione e ampliamenti di Sergio Dequal, Libreria universitaria Levrotto & Bella; - Close Range Photogrammetry and 3D Imaging (Inglese), a cura di Thomas Luhmann, autori: Stuart Robson, Stephen Kyle, ed. De Gruyter Textbook.
The main text consists of the lecture notes provided by the lecturer and the slides presented during the lectures. We recommend any detailed text: • Cesare CAMBURSANO, Cartografia numerica, editrice Progetto Leonardo, Bologna. • Karl KRAUS, ggiuseppeFotogrammetria, Vol. 1. Teoria e applicazioni – traduzione e ampliamenti di Sergio Dequal, Libreria universitaria Levrotto & Bella; - Close Range Photogrammetry and 3D Imaging (Inglese), a cura di Thomas Luhmann, autori: Stuart Robson, Stephen Kyle, ed. De Gruyter Textbook.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;
L’esame si compone di 3 valutazioni tutte obbligatorie per il superamento dello stesso: - le 2 esercitazioni svolte durante i laboratori (la produzione di cartografia numerica mediante tecnica fotogrammetrica, la progettazione di un GIS e la sua realizzazione in forma di prototipo) vengono valutate mediante le 2 relazioni relative che devono essere consegnate (sul sito elaborati del corso) almeno una settimana prima dello svolgimento dell’esame. Il docente analizza le relazioni e propone una votazione in trentesimi; - La capacità di utilizzare praticamente gli strumenti GIS viene valutata mediante una prova orale su PC (Indicata nell'elenco precedente prova scritta su carta) inerente l’utilizzo del software GIS applicato durante le esercitazioni. Non è possibile utilizzare appunti o altre informazioni di dettaglio ma è possibile utilizzare l’help in linea del software stesso. Allo scopo, si utilizzeranno i dati inseriti in proprio dall’allievo nell’ambito delle esercitazioni. La prova potrà svolgersi interamente in remoto sul proprio PC mediante le piattaforme di ateneo. Al termine della prova il docente propone una votazione in trentesimi; - l’approfondimento degli aspetti teorici descritti durante il corso viene valutato mediante una prova scritta composta da tre domande (una sulla parte di fotogrammetria, un’altra sulla parte di cartografia, GIS, la terza su sistemi di riferimento e modelli altimetrici). La prova potrà svolgersi interamente in remoto mediante le piattaforme di ateneo. Al termine, il docente propone una votazione in trentesimi. Il voto finale è la media ponderata dei risultati delle 3 valutazioni precedenti.
Exam: Compulsory oral exam; Computer-based written test using the PoliTo platform; Group project;
The exam consists of 3 mandatory evaluations: - 2 exercises held during the workshops (the production of digital mapping by photogrammetric technique , the design of a GIS and its implementation in prototype form) are evaluated using the 2 reports on that must be delivered at least one week before the holding of ' examination. The teacher analyzes the reports and proposed a vote in the range 1-30; - The ability to use GIS tools is evaluated by a practical test inherent the GIS software used during the oral exam. The students can’t use notes or other detail information but you can use the online help of the software GIS. For this purpose, the data entered by the student in the exercises prototyping will be used. At the end of the test, the teacher proposes a vote in the range 1-30. - The theoretical aspects described throughout the course upon which the practical applications proposals is assessed by a written test composed by 3 questions (one on the topics of Photogrammetry, the second on GIS and mapping, the 3rd on reference system and elevation models). At the end of the test, the teacher proposes a vote in the range 1-30. The final grade is a weighted average of the results of these 3 ratings.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Accertamento (esame senza voto); Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;
L’esame si compone di 3 valutazioni tutte obbligatorie per il superamento dell’esame: - le 2 esercitazioni svolte durante i laboratori (la produzione di cartografia numerica mediante tecnica fotogrammetrica, la progettazione di un GIS e la sua realizzazione in forma di prototipo) vengono valutate mediante le 2 relazioni relative che devono essere consegnate (sul sito elaborati del corso) almeno una settimana prima dello svolgimento dell’esame. Il docente analizza le relazioni e propone una votazione in trentesimi; - La capacità di utilizzare praticamente gli strumenti GIS viene valutata mediante una prova orale su PC (Indicata nell'elenco precedente prova scritta su carta) inerente l’utilizzo del software GIS applicato durante le esercitazioni, Non è possibile utilizzare appunti o altre informazioni di dettaglio ma è possibile utilizzare l’help in linea del software stesso. Allo scopo, si utilizzeranno i dati inseriti in proprio dall’allievo nell’ambito delle esercitazioni. La prova potrà svolgersi interamente in remoto sul proprio PC mediante le piattaforme di ateneo. Al termine della prova il docente propone una votazione in trentesimi; - l’approfondimento degli aspetti teorici descritti durante il corso viene valutato mediante una prova scritta composta da tre domande (una sulla parte di fotogrammetria, un’altra sulla parte di cartografia, GIS, la terza su sistemi di riferimento e modelli altimetrici). La prova potrà svolgersi interamente in remoto mediante le piattaforme di ateneo. Al termine, il docente propone una votazione in trentesimi. Il voto finale è la media ponderata dei risultati delle 3 valutazioni precedenti.
Exam: Compulsory oral exam; Check; Computer-based written test using the PoliTo platform; Group project;
The exam consists of 3 mandatory evaluations: - 2 exercises held during the workshops (the production of digital mapping by photogrammetric technique , the design of a GIS and its implementation in prototype form) are evaluated using the 2 reports on that must be delivered at least one week before the holding of ' examination. The teacher analyzes the reports and proposed a vote in the range 1-30; - The ability to use GIS tools is evaluated by a practical test inherent the GIS software used during the oral exam. The students can’t use notes or other detail information but you can use the online help of the software GIS. For this purpose, the data entered by the student in the exercises prototyping will be used. The test can be entirely carried out via the remote platforms of Politecnico. At the end of the test, the teacher proposes a vote in the range 1-30. - The theoretical aspects described throughout the course upon which the practical applications proposals is assessed by a written test composed by 3 questions (one on the topics of Photogrammetry, the second on GIS and mapping, the 3rd on reference system and elevation models). The test can be carried out entirely remotely via the university platforms. At the end of the test, the teacher proposes a vote in the range 1-30. The final grade is a weighted average of the results of these 3 ratings.
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