È un insegnamento di base dell’ingegneria, nel quale si analizzano e si applicano le moderne tecniche del rilevamento e della sua rappresentazione metrica. Il rilevamento topografico e la rappresentazione cartografica sono strumenti essenziali per ogni intervento di progettazione, di conoscenza e pianificazione territoriale, di restauro e ristrutturazione in un contesto urbano, di monitoraggio dell’esistente, in quanto permettono di determinare, con requisiti di precisione controllati, la geometria degli edifici, delle infrastrutture e di tutte le altre entità presenti sul territorio.

Conoscenza dei principali sistemi di riferimento e di coordinate utilizzati in tutto il mondo per la descrizione e la rappresentazione della superficie terrestre, tecniche di misura per il rilevamento terrestre e metodi di calcolo per il trattamento delle stesse in modo statisticamente rigoroso. Lo studente sarà in grado di: - utilizzare le strumentazioni topografiche per operazioni di livellazione geometrica (i livelli) e per il rilievo di reti planimetriche e di dettaglio (stazioni totali), - effettuare i calcoli di compensazione delle reti , - analizzare in termini critici i risultati ottenuti. Le esercitazioni pratiche comportano una valutazione personale dell'intero processo di rilievo dalla misura alla rappresentazione permettendo autonome analisi critiche delle varie fasi. L’insegnamento comporta la definizione di un vocabolario sufficientemente completo per la trattazione di tematiche inerenti la Topografia, l'uso di queste conoscenze viene applicato sul campo mediante il lavoro di gruppo nell'esecuzione delle esercitazioni e nella stesura delle relazioni descrittive. Questo insegnamento costituisce la base per gli insegnamenti di Geomatica e per tutte le discipline che richiedono la conoscenza metrica del territorio e degli oggetti su di esso presenti, dalla Cartografia numerica al Telerilevamento, dai GIS alla Fotogrammetria digitale.

Conoscenze dei concetti delle analisi matematiche, fisica e geometria

Il programma dell'insegnamento prevede una serie di lezioni teoriche suddivise in 4 moduli e una serie di esercitazioni pratiche svolte presso il laboratorio di Geomatica del Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture (DIATI). MODULO 1: GEODESIA E SISTEMI DI RIFERIMENTO Sistemi di riferimento: definizione, realizzazione (Frame), sistemi ECEF. Procedura generale di rilievo di inquadramento e dettaglio. Superfici di riferimento: fisiche (Geoide) e matematiche (sferoide ellissoide), loro equazioni. Raggi di curvatura. Sistemi di coordinate geoidiche e geografiche. Ellissoidi geocentrici e a orientamento locale. Quote e ondulazione del geoide. Sistemi di coordinate relativi, campo geodetico e topografico. Definizione delle grandezze misurabili, geodetiche e loro equazioni. Geodesia operativa. Sistemi di riferimento ITRF, ETRF. Trasformazione tra sistemi di riferimento: di Helmert e continua (VERTO). Evoluzione dei sistemi di riferimento nazionali, reti classiche e GNSS, uso ed adozione del nuovo sistema di riferimento europeo (DPCM 2011). MODULO 2: CARTOGRAFIA Approccio cartografico e deformazioni lineari, angolari, areali. Proiezioni e rappresentazioni. Equazioni differenziali delle rappresentazioni cartografiche e delle deformazioni. Deformazione lineare ed ellissoide di Tissot. Carte conformi, equivalenti e afilattiche. Carta di Mercatore: deformazioni, paralleli isometrici. Carte Equivalenti di Samson Flamsted e Arno Peters. Carta di Gauss: equazioni, coordinate UTM, riduzione delle grandezze misurate e conseguenze nella progettazione ingegneristica. Carta catastale, cartografia IGM, CTR e a grande scala. Carta vettoriale e raster. Carta numerica e sistemi di codifica. Portali cartografici. Concetti di GIS. MODULO 3: TRATTAMENTO OSSERVAZIONI/STATISTI La misura di una grandezza, errori di misura, la misura come variabile casuale, la stima campionaria, il principio di massima verosimiglianza e il principio dei minimi quadrati. La misura diretta e indiretta di una e più grandezze mediante misure esuberanti, nel caso lineare e non lineare. Propagazione della varianza e covarianza Equazioni alle osservazioni topografiche, linearizzazione e compensazione minimi quadrati delle reti. Ellissi d’errore. Concetti di base di inferenza statistica: Pregi e difetti dei minimi quadrati. Compensazione delle misure rilevate in campo. MODULO 4: STRUMENTI E METODI DI MISURA La misura di angoli e distanze: stazioni totali, costruzione, precisioni e portate, condizioni operative e di rettifica, acquisizione dei dati in una campagna di rilievo. La misura dei dislivelli: livelli, stadie e loro principio di funzionamento, condizioni operative e di rettifica, battuta, linea e rete di livellazione e relative precisione. Principi di posizionamento GPS/GNSS con misure di codice e di fase, Posizionamento differenziale e precisioni. Campi di utilizzo delle misure nel campo dell’ingegneria. Rilievo di inquadramento e di dettaglio con riduzione delle grandezze al piano cartografico. Ogni modulo è composto da attività laboratoriali, svolte in campo o in aula, in cui alcuni argomenti trattati a lezione verranno svolti con attività pratiche quali, misure in campo (utilizzo di livelli, stazioni totali), esercizi di geodesia e cartografia, elaborazione dati e I risultati ottenuti verranno raccolti in un documento, che sarà oggetto di valutazione.

Le esercitazioni verranno svolte in piccoli gruppi (max 3-4 persone) possibilmente legati a percorsi di studio differenti al fine di impostare un corretto approccio multidisciplinare.

Il programma dell'insegnamento prevede una serie di lezioni teoriche suddivise in 4 moduli e una serie di esercitazioni pratiche svolte presso il laboratorio di Geomatica del Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture (DIATI). L'insegnamento è composto da circa 40 ore di lezione e 20 di esercitazione, durante le quali gli studenti sono suddivisi in squadre, in cui si affrontano problemi pratici di rilievi topografici e calcolo, nel laboratorio di Topografia, in esterno e presso i laboratori informatici. Le esercitazioni vertono su strumenti topografici per la misura di angoli, distanze e dislivelli. Con realizzazione pratica e calcolo di compensazione di una rete altimetrica, planimetrica, rilievo di dettaglio e restituzione.

Si consigliano i seguenti libri di testo: • Manzino A. M. Quaderni di Topografia, (2017) Volume 1 Levrotto e Bella, ISBN 978-88-8218-194-9 • Manzino A. M. Quaderni di Topografia, (2019) Volume 2 Levrotto e Bella, ISBN 978-88-8218-202-1 • Manzino, A. M. Esercizi di Topografia svolti in MATLAB® (2013) Ebook Otto Ed. ISBN 9788895285443 • Cina, A. (2002). Trattamento delle misure topografiche. CELID, Torino. ISBN 88-7661-534-2 Per approfondimenti: • Cina, A. (2014) – Dal GPS al GNSS (Global Navigation Satellite System) per la Geomatica. Torino, CELID • Barzaghi, R. Pagliari, D. Pinto, L. (2022): elementi di Topografia e trattamento delle osservazioni. Milano, Città Studi. • Sansò, F., Betti, B. Albertella A. (2019): Positioning. Posizionamento classico e satellitare. Milano, Città Studi.

Slides; Dispense; Libro di testo; Esercizi;

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;

Exam: Compulsory oral exam;

... L'esame ha la finalità di verificare l'individuale raggiungimento dell'obiettivo fondamentale dell'insegnamento, la capacità di sviluppare un percorso di progettazione nel quale conoscenza e proposta progettuale siano collegate in ogni fase e la conoscenza del linguaggio tecnico. ELABORATO PROGETTO: tutti i gruppi dovranno caricare sul portale della didattica, secondo le modalità descritte in aula ed entro la data comunicata dal docente, l'elaborato di progetto. La consegna del report è obbligatoria per tutti e contribuirà al voto finale con un range da -2 a +2 punti. ESAME ORALE: l’esame consiste in un colloquio individuale con domande riguardanti l’intero programma svolto nelle lezioni e nelle esercitazioni. La prova orale inizia controllando il lavoro sviluppato durante le esercitazioni che viene verificato individualmente richiedendo un commento degli elaborati di rilievo. L'autonomia e la maturità dello studente/della studentessa sono verificate richiedendo di impostare soluzioni a problemi di rilevamento spiegati durante le lezioni o le esercitazioni. La valutazione finale terrà conto dell'effettiva conoscenza degli aspetti analitici e le modalità di elaborazione che regolano il processo di rilievo metrico (geodesia e cartografia, trattamento delle osservazioni). La prova verrà svolta in aula, avrà una durata di circa 30/40 minuti, solitamente in cui verranno discussi almeno 3 argomenti di tre moduli diversi dell'insegnamento. Durante la prova ci sarà anche una domanda riguardante uno degli argomenti presenti nel report finale. Il voto della prova orale terrà conto della conoscenza degli argomenti, la completezza e chiarezza nell'esposizione e la capacità dello studente/studentessa di dare una visione omogenea al problema affrontato. Il voto dell'orale sarà compreso da 18 a 30. Nel caso di orale insufficiente (<18) lo studente/la studentessa dovrà ripetere l'esame in un'altra sessione utile. Il voto finale verrà definito come somma algebrica del punteggio della prova orale e del punteggio del report. Assegnazione della lode: la lode sarà attribuita agli studenti/alle studentesse che conseguono un voto finale di 30 o superiore e dimostrano un’eccellente padronanza delle discipline e degli argomenti dell'insegnamento durante la prova orale. NOTE: Durante la prova verrà messo a disposizione un formulario e non potranno essere utilizzati dispense, libri e appunti inerenti agli argomenti dell'insegnamento, tranne in casi ove sia espressamente necessario l'utilizzo di materiale di supporto.

Gli studenti e le studentesse con disabilita o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.