La maggior parte delle decisioni politiche viene presa a partire da rilevanti considerazioni su dati spaziali, che costituiscono la base della conoscenza del territorio, del costruito e sono a supporto della pianificazione urbana e della progettazione ingegneristica.
Le attività antropiche richiedono poi di conoscere la propria posizione e poter navigare per acquisire dati 3D in maniera cinematica o solo per raggiungere una posizione o seguire una rotta. Anche nella vita di tutti i giorni, prodotti come Google Earth sono sempre più apprezzati e utilizzati in quanto consentono di pianificare e organizzare le nostre attività.
Le tecniche di acquisizione, elaborazione e rappresentazione dei dati spaziali hanno visto una grande evoluzione negli ultimi due decenni, grazie anche al crescente utilizzo di tecnologie derivanti dal settore ICT. Sono così migliorate le tecniche di acquisizione di dati 3D con strumentazione basata sull’uso di sistemi globali di posizionamento come il Global Navigation Satellite System (GNSS), in cui fa parte il sistema GPS, il LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), immagini digitali, sistemi inerziali. Inoltre nuove tecniche di elaborazione dati che permettono di integrare sensori in maniera ottimale, portano ad un miglioramento della rappresentazione del territorio e alla gestione di dati ad esso correlati attraverso strumenti GIS (Geographic Information System).
Il settore ICT si trova dunque a dover colloquiare con le professionalità di chi si occupa di georeferenziazione, elaborazione e restituzione di dati spaziali. Spesso occorre realizzare software o firmware che soddisfino le esigenze del posizionamento, della rappresentazione e della costruzione di data base con dati georeferenziati, o divenire utenti consapevoli di queste tecnologie
Il corso intende fornire i principi di base sulle tecniche di acquisizione elaborazione e restituzione di dati spaziali, per creare una figura del mondo ICT che sappia interfacciarsi con le professionalità degli operatori nel settore della geomatica, a supporto della conoscenza e controllo del territorio e del costruito.

Le lezioni vogliono fornire i principi teorici sulle diverse tecniche di misura e acquisizione di dati spaziali, la conoscenza delle tecniche di elaborazione statistica dei dati, le applicazioni delle tecniche geomatiche per il rilievo del territorio, di edifici e opere d’ingegneria, per la cartografia, per il monitoraggio e per la protezione del territorio.
Le esercitazioni vogliono sviluppare la capacità dello studente partendo dal sapere fino al saper fare e quindi ad eseguire misure spaziali con le più moderne tecniche di rilievo e ad avere la capacità di far interagire diverse tecniche di acquisizione di dati di posizione e a valutarne la robustezza in presenza di disturbi intenzionali e non intenzionali. Verranno sviluppate le capacità di elaborazione delle misure acquisite sul terreno. Saranno anche proposti problemi pratici nei quali è necessario lo sviluppo autonomo di procedure di calcolo per le applicazioni geomatiche finalizzate al controllo e alla rappresentazione del territorio e del costruito.Lo studente dovrà raggiungere la capacità di interfacciare le proprie competenze nel settore ICT con il mondo della misura della navigazione spaziale e del "mapping" e realizzare strumenti di calcolo, posizionamento, rappresentazione e visualizzazione di dati spaziali per la conoscenza e il monitoraggio del territorio e del costruito.

Signal processing, statistical data processing, software development

•Principio di funzionamento dei sistemi di posizionamento satellitari e terrestri.
• Descrizione dei sistemi per il calcolo della posizione, con particolare attenzione ai ricevitori GNSS. Analisi delle prestazioni di tali sistemi sia in ambiente statico che dinamico, tenendo conto del funzionamento sia in condizioni nominali che in presenza di disturbi esterni ed anomalie.
• Tecniche di georeferenziazione basate su misure GNSS, immagini digitali, LiDAR, iMU e loro integrazione
• Tecniche di elaborazione e restituzione dei dati 3D.
• Il problema della rappresentazione, i Data Base topografici, i modelli digitali del terreno e i Sistemi Informativi Territoriali.
• Tecniche di misura, elaborazione e restituzione apprese nelle esercitazioni sul campo e presso i LAIB.

Il corso si baserà su lezioni frontali e su esercitazioni pratiche di misura e acquisizione statica e cinematica di dati geomatici, trattamento delle osservazioni, restituzione delle misure 3D e relativa visualizzazione, gestione dei dati spaziali. Le esercitazioni saranno fatte sia in esterno con strumenti Geomatici e al LAIB, sia con software "commerciale" sia con software appositamente realizzato dallo studente.

Testi consigliati:
• Hofmann-Wellenhof et al (2008) – GNSS Global Navigation Satellite system. Springer – New York.
• Leick (2003) - Gps Satellite Surveying - J. Wiley – Canada. III Edizione.
• Misra P., Enge P. Global Positioning System: Signals, Measurements, and Performance, Ganga-Jamuna press
• Dovis F., Mulassano P., Dominici F., Overview of Global Navigation Satellite Systems, In: Handbook of Position Location: Theory, Practice and Advances, pp. 923-974, Wiley-IEEE press (USA), 2011, ISBN: 978-0-470-94342-7, doi: 10.1002/9781118104750.ch28
• Fantino M., Lo Presti L., Pini M. Digital signal processing in GNSS receivers, In: Handbook of Position Location: Theory, Practice, and Advances / Zekavat S.A., Buehrer R.M. (ed.) Wiley - IEEE Press, pp 48, pagine 975-1022, ISBN: 9780470943427

• Dispense e slides fornite durante il corso, reperibili sul sito della didattica.

Per approfondimenti
• Cina, A. (2014). Dal GPS al GNSS per la geomatica. CELID, Torino. ISBN 978-8867890200
• Cina, A. (2002). Trattamento delle misure topografiche. CELID, Torino. ISBN 88-7661-534-2
• Comoglio, G. (2008). Topografia e cartografia. CELID, Torino
• Global Navigation Satellite Systems: Signal, Theory and Applications, edited by Shuanggen Jin, ISBN 978-953-307-843-4, 438 pages, Publisher: InTech, (http://www.intechopen.com/books/global-navigation-satellite-systems-signal-theory-and-applications)
• Satellite Positioning - Methods, Models and Applications, Edited by Shuanggen Jin, ISBN 978-953-51-1738-4, 212 pages, Publisher: InTech, (http://www.intechopen.com/books/satellite-positioning-methods-models-and-applications
• Fabio Dovis (ed), "GNSS Interference Threats and Countermeasures", Artech House, 2014, ISBN: 978-1-60807-810-3

L’esame consiste in una discussione su gli argomenti delle lezioni frontali e di un elaborato proposto durante il corso, sviluppato nelle ore di esercitazione e autonomamente dallo studente.