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.

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.

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.

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, ...).

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).

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.

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.

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.