SEM Corso SA Topografia, orientamento ed uso del GPS

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1 . Topografia, orientamento ed uso del GPS

2 Topografia Perche la cartografia? I contenuti e le finalità dell informazione geografica in un territorio montano L uomo ha sempre voluto conoscere l ambiente in cui vive per: trovare il cibo (e quindi mangiare) difendersi (dagli altri e dai fenomeni naturali) o attaccare lavorare e attivare il commercio divertirsi Quali sono i criteri di questa conoscenza? In funzione delle finalità che ci si propone si tratta di ricercare quelle informazioni che possono risultare significative Ogni informazione ha inoltre una importanza differente nel criterio di conoscenza in funzione della sua posizione Informazioni e posizioni non devono rimanere solo nella memoria dell uomo esploratore ma devono poter essere tramandate in famiglia, agli strateghi, agli amici,

3 Topografia Perche la cartografia? Come memorizzare le conoscenze? Oggi la risposta è semplice: posizione + informazione Nella storia il metodo di memorizzazione èsempre passato per disegni cartografici e per descrizioni scritte A secondo del fine, con evoluzione storica correlata alla tecnologia, la posizione è stata associata alla carta, l informazione al simbolo grafico e alle descrizioni Disegno o cartografia Il disegno ha come fine quello di trasferire l informazione senza voler associare alcun dato metrico. Non posso determinare distanze o dislivelli dal disegno La cartografia ha invece come primo obiettivo un contenuto metrico (funzione della scala) ed in un secondo tempo vuole trasferire l informazione con un simbolo, normalmente meno bello del disegno

4 Topografia Le curve di livello : isoipse Le carte topografiche Direttrici: segnate a tratto continuo e pesante, interrotte per portare l'indicazione della quota relativa (che è un multiplo dell'equidistanza); generalmente hanno equidistanza di 100 m.; Intermedie: sono comprese fra due curve direttrici e non portano l'indicazione di quota; generalmente equidistano 25 m.; Ausiliarie: hanno una equidistanza sottomultipla delle intermedie e vengono segnate con linea e trattini entro due curve intermedie successive; generalmente equidistanti 5 m..

5 Topografia Le carte topografiche La Scala di una carta: Una carta topografica e caratterizzata da una scala = La proporzione fra le realidimensionidel terreno e la sua rappresentazione grafica; definiremo pertanto la scala come il rapporto costante tra una distanza sulla carta (distanza grafica) e la sua corrispondente misurata sul terreno Sulla base della scala, dividiamo le carte topografiche in: geografiche (scale a denominatore molto grande, oltre ); corografiche (a scalaoltre ); topografiche (scale comprese fra e ); mappe (da a ). Quindi: Carta 1 : = 1 cm di carta nella realta corrisponde a m? 250 m Carta 1 : = 2 cm di carta nella realta corrispondono a m? 1000 m

6 L Orientamento Perche l orientamento? La guida, l espero, l istruttore, l amico che organizza la nostra gita I nostri strumenti di orientamento sul terreno più comuni... La segnaletica ufficiale della sentieristica Manufatti

7 L Orientamento Perche l orientamento? Un improvviso contrattempo impedisce all esperto di partecipare Ma cosa succede se... La segnaletica non è più poi così chiara Manufatti Non vi sono più manufatti o segnavia

8 L Orientamento Orientarsi Orientamento: Insieme delle conoscenze e delle capacita necessarie per individuare: La propria posizione La meta prestabilita Il percorso per raggiungerla Orientarsi significa saper rispondere alle seguenti domande: Dove sono? Dove vado? Dove sono stato? Dove andro? Determinazione di una posizione Determinazione di una direzione di marcia Stesura ed interpretazione di una relazione

9 L Orientamento Orientarsi Orientarsi significa conoscere lo spazio che ci circonda attraverso: la nostra vista, per individuare sul terreno dei punti di riferimento facilmente identificabili sulle carte (cime, rifugi, orografia, ecc.). la nostra vista, per individuare alcuni riferimenti nella volta celeste (sole, costellazioni) la topografia/cartografia, le relazioni e gli strumenti fondamentali (bussola, altimetro, GPS, ecc.)

10 L Orientamento osservando la volta celeste di notte Riconosciamo alcune costellazioni Stella polare Costellazione di Cassiopea Costellazione di Orione (mesi invernali). Cintura sorge a Est e tramonta a Ovest

11 L Orientamento osservando il cielo sereno di giorno Con l aiuto del sole Se l ora è nota è possibile creare una sorta di Rosa dei Venti sfruttando la nostra ombra Applicazione: orientare la carta

12 L Orientamento osservando il cielo sereno di giorno Con l aiuto del sole Lancetta delle ore indirizzata verso il sole Divido l ora per 2 Il valore che ottengo (ora) mi da la direzione del Nord Attenzione: le ore 6 p.m. vanno considerate le per questa applicazione, quindi il Nord si troverà nella direzione delle 09.00

13 L Orientamento e poi guardiamoci attorno Muschio si forma prevalentemente (umidità, ombra del sottobosco possono influire) sulla facciata rivolta a nord di alberi e rocce. Vegetazione A parità di quota, i boschi a latifoglie sono principalmente distribuiti sui versanti esposti a Sud, con maggior irraggiamento solare. Al contrario i boschi a sempreverdi sono distribuiti sui versanti con esposizione Nord Funghi di ghiaccio Sulla superficie di un ghiacciaio, le eventuali pietre presenti assieme al ghiaccio tendono a creare queste forme, con un orientamento ben definito dettato dall azione del sole Tracce nella neve Se lascio una traccia ben profonda del bastoncino sul manto nevoso, se il tempo volge al brutto posso sempre sperare di ritrovare le buchette lasciate lungo la traccia

14 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Carta Altimetro Bussola

15 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Le carte A casa per: Preparare la gita Progettare l itinerario Studiare la zona Sul posto per: Individuare l itinerario Riconoscere la zona Individuare alternative Supporto GPS

16 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento L altimetro: un falso storico Serve per: Rilevare la quota Misurare il dislivello Controllare l andamento della pressione atmosferica (meteo)

17 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento L altimetro: un falso storico Pressione: La pressione è una grandezza fisica, definita come il rapporto tra la forza agente ortogonalmente su una superficie e la superficie stessa (1013,25 hpa slm) Espressa in : atm, bar, mbar, mmhg, Pa, hpa,... Pressione nella libera atmosfera:

18 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Aumento di quota Abbassamento di pressione... e osserviamo se la quota varia nell arco della serata Rifugio Arrivati al rifugio prendiamo l abitudine di tarare la quota del nostro altimetro... Diminuzione di quota Aumento di pressione

19 L Orientamento La bussola Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Freccia di collimazione/direzione Ago magnetico e reticolo allineamento carta/bussola Cerchio graduato Righello

20 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento La bussola A cosa serve: Indicare il nord (Geografico o Magnetico?) Misurare degli angoli (Azimut) Mantenere/indicare la direzione di marcia E costituita da un ago magnetizzato libero di ruotare su un piano orizzontale, con una punta colorata che si orienta sempre a N e l altra punta che indica S. La freccia si dispone in direzione N S per effetto del campo magnetico terrestre IMPORTANTE: la bussola deve essere usata lontano da qualsiasi oggetto metallico, come auto, piccozza, moschettoni, chiodi

21 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento La bussola Come la uso: Collimo (cerco di tenere la bussola il più orizzontale possibile) Ruoto il cerchio Leggo l Azimut

22 L Orientamento La bussola Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Polo Nord Magnetico = Polo Nord Geografico? Il polo Nord Magnetico (indicato dalla bussola) non èun punto geograficamente fisso. A latitudini prossime al Circolo Polare Artico/Antartico diventa fondamentale correggere l errore dovuto alla declinazione magnetica Alle nostre latitudini e per fini escursionistici o alpinistici l errore indotto dalla declinazione magnetica e irrilevante

23 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento La bussola Curiosità: come si poteva avere la certezza di aver raggiunto il Polo Sud agli inizi del 900? Slittometro Sestante Teodolite

24 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Esercizio 1 Individuazione di un punto sul terreno (P) a partire dalla conoscenza del punto in cui vi trovate (O) e del punto P sulla carta

25 esercizio 1 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Siamo qui, e vogliamo individuare P dopo averlo individuato sulla carta P O

26 esercizio 1 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Si rileva l azimut sulla carta per il punto (angolo con bussola o goniometro) P O

27 esercizio 1 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Attraverso la linea di mira della bussola si individua la direzione verso la quale guardare, il punto cercato èsicuramente sulla linea di mira (se non abbiamo cappellato) e le informazioni dalla carta (orografia, quota) che sappiamo oggi leggere permettono di individuare il punto cercato. Se così non fosse, sappiamo almeno la direzione da seguire per arrivarci

28 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Esercizio 2 Riconoscere un punto sul terreno attraverso la carta, partendo da una posizione nota

29 esercizio 2 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Lobbia Alta??? Lobbia Alta??? Lobbia Alta??? L escursionista si trova in un punto noto e non sa quale sia la giusta cima da salire

30 esercizio 2 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Con la bussola collimo verso la cima che credo essere quella corretta, e ricavo l Azimut della direzione collimata A collimazione avvenuta ruoto il cerchio della bussola a far combaciare la direzione del Nord con la direzione dell ago magnetico. Quindi leggo il valore dell Azimut ( = 85 ) 85

31 esercizio 2 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Riporto l Azimut con bussola o goniometro sulla carta e seguendo la linea di collimazione troverò conferma della mia cima P 85 O

32 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Esercizio 3 Calcolo su carta della posizione a partire da punti noti sul terreno

33 esercizio 3 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento P Q? L escursionista conosce le cime P e Q e basandosi su di queste vuole determinare la propria posizione

34 esercizio 3 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Con la bussola collimo verso il punto P, e mi scrivo l Azimut per quella direzione P Q Dopo sempre con la bussola collimo verso il punto Q, e mi scrivo l Azimut per quella direzione

35 esercizio 3 SEM Corso SA L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Si tracciano quindi sulla carta, a partire da ogni punto noto, le linee di mira secondo i valori di Azimut calcolati con la bussola. Il punto di intersezione tra le linee di mira corrisponde al punto di osservazione, cioè la nostra posizione

36 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Esercizio 4 Orientarsi con Azimut e Altimetro

37 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Anche nell individuazione del punto di stazione, conoscendo la quota con l altimetro ed un solo Azimut, il punto di stazione coincide con l intersezione della direzione dell Azimut con la curva di livello della quota

38 esercizio 5 SEM Corso SA L Orientamento Determinazione dell inclinazione Pendenza : rapporto tra dislivello (h) e distanza orizzontale proiettata (d) X 100 (espressa in %) 25/50 %= 0,5 X 100 = 50% Inclinazione: angolo compreso tra piano orizzontale e profilo del pendio tgα=h/d

39 esercizio 5 SEM Corso SA L Orientamento Determinazione dell inclinazione NON SONO UN INGEGNERE!!!!! Tabelle di conversione Regolo per la misura dell inclinazione:

40 esercizio 5 SEM Corso SA L Orientamento Determinazione dell inclinazione NON SONO UN INGEGNERE!!!!! E forse sono anche un pò pigro e pratico... Regolo per la misura dell inclinazione:

41 L Orientamento Errore di collimazione Avvertenza: Un errore di collimazione di qualche grado ha effetti diversi sulla distanza. 3 di errore dopo un percorso di 500 m comportano una differenza di posizione di 25 m, che diventano 150 m dopo 3 km di percorso P O 85

42 L Orientamento Compagni come riferimento Visibilità nulla: In caso di visibilità nulla bisognerà usare i propri compagni come riferimento. L ultimo della fila avrà in mano la bussola e con frequenti controlli indirizzerà i compagni nella giusta direzione. NON E FACILE!!

43 L Orientamento L errore indotto Errore indotto: Volendo raggiungere un punto in condizioni di scarsa visibilità è preferibile introdurre un errore voluto in modo da raggiungere la curva di livello del punto desiderato senz'altro a destra o a sinistra del punto stesso. Ora basta seguire la curva di livello nella direzione certa per centrare l obiettivo, senza perdere tempo in tentennamenti e ricerche frustranti

44 L Orientamento Gli strumenti fondamentali per l Orientamento Aggirare un ostacolo mantenendo la direzione di marcia Con visibilità es. grosso crepaccio si manda avanti un compagno ad aggirare l ostacolo fino che raggiunge il punto, oltre l ostacolo, che prosegue nella direzione seguita Senza visibilità girare di 90 verso destra o sinistra e contare i passi che ci consentono di deviare per il tratto necessario. Riprendere l Azimut precedente senza contare i passi fino a superare l ostacolo. Girare nuovamente di 90 ma nella direzione opposta a quanto fatto precedentemente, per un numero di passi uguale a quanto contato prima. Riprendere a questo punto l Azimut della direzione di marcia

45 Uso del GPS in Montagna Uso del GPS in montagna Utilizzo del GPS in montagna

46 Uso del GPS in Montagna Uso del GPS in montagna Indice: Definizione L impiego in montagna E bene sapere che Il file sharing Sviluppi futuri Conclusioni

47 Il GPS Definizione Uso del GPS in montagna G P lobal ositioning S ystem

48 Il GPS Definizione Uso del GPS in montagna I Segmenti GPS Segmento Spaziale 24 (31) Segmento Utente Segmento di Controllo Diego Garcia Ascension Is. Kwajalein Hawaii

49 Il GPS Definizione Uso del GPS in montagna Trilaterazione Una misura (lettura da un solo satellite) costringe la nostra posizione sulla superficie di una sfera Km Distanza =T x V Noi siamo da qualche parte sulla superficie di questa sfera.

50 Il GPS Definizione Uso del GPS in montagna Trilaterazione Una seconda misura restringe le possibilita all intersezione tra due sfere L intersezione di due sfere e un cerchio

51 Il GPS Definizione Uso del GPS in montagna Trilaterazione La terza misura riduce l incertezza a solo due punti Alcuni ricevitori cartografici sono già in grado di darci una posizione

52 Il GPS Definizione Uso del GPS in montagna Trilaterazione La quarta misura indica il punto corretto

53 Il GPS Uso del GPS in montagna Quanto èpreciso? Una domanda corretta?

54 Il GPS Uso del GPS in montagna Vasta gamma di applicazioni......

55 Il GPS Uso del GPS in montagna

56 GPS e attivita in montagna Uso del GPS in montagna Ma veniamo al dunque, il GPS impiegato in montagna... Articolo GPS Neve&Valanghe Letteratura GPS in montagna

57 GPS e carte Uso del GPS in montagna Cartografia per escursionismo. Vedere la propria posizione (cartografia GPS)

58 Uso del GPS in Montagna Visualizzazione della posizione e misura Uso del GPS in montagna Il GPS ci permette di: Vedere la nostra posizione (cartografia GPS)

59 Uso del GPS in Montagna Visualizzazione della posizione e misura Uso del GPS in montagna Il GPS ci permette di: Salvare waypoint di riferimento...quali: rifugi valichi segnaletica

60 Uso del GPS in Montagna Visualizzazione della posizione e misura Uso del GPS in montagna Il GPS ci permette di: Salvare tracciati e file sharing Acquisizione dei punti in continuo (spazio/tempo) Download e file sharing, ovvero condivisione dei dati (waypoint, tracce) con altri utenti GPS.

61 Uso del GPS in Montagna Navigazione Uso del GPS in montagna Il GPS ci permette di: navigare sui waypoint memorizzati.

62 Uso del GPS in Montagna Navigazione Uso del GPS in montagna Il GPS ci permette di: navigare sui tracciati memorizzati. Track Back, ovvero, tornare sui propri passi. Il sistema mi permette di navigare sulla traccia salvata verso il punto di partenza.

63 Uso del GPS in Montagna Navigazione Uso del GPS in montagna Creazione di percorsi e trasferimento su ricevitore GPS... per i più smanettoni... Comunicazion e dati

64 Uso del GPS in Montagna Verifica quote Uso del GPS in montagna Verifica della quota (funzione altimetro) Per l identificazione:. di un valico. di un rifugio. di un waypoint ma facendo attenzione!...

65 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna ±60m A volte il ricevitore ci fornisce delle precisioni poco accurate Oppure non èin grado si fornirci alcuna posizione Da cosa può dipendere? Questo problema dipende dalla costellazione dei satelliti (Disponibilità di SVs o valori di DOP).

66 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna DOP scarsa DOP buona

67 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna Si dice che il GPS per le quote sia impreciso. Quanto èveraquesta affermazione? Dato planimetrico (Latitudine/Longitudine Nord/Est) già utilizzabile

68 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna Si dice che il GPS per le quote sia impreciso. Quanto èvera questa affermazione? Dato altimetrico, già utilizzabile?

69 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna Ellissoide: superficie matematica Ondulazione del Geoide

70 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna Il Geoide, superficie fisica di riferimento per le quote s.l.m. Superficie normale in ogni punto alla direzione della forza di gravità Superficie di riferimento per la determinazione delle quote

71 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna Il geoide ha una forma irregolare Dipende dalla distribuzione della densità della terra Si ingobba verso l alto in corrispondenza delle catene montuose Si ingobba verso il basso in corrispondenza dei mari

72 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna Quote: ortometrica (slm) ed ellissoidica Sino all avvento del GPS si èsempre determinata la quota ortometrica Con il GPS si misura la quota ellissoidica La differenza delle due quote si chiama ondulazione del geoide Il modello di ondulazione del geoide è noto alla decina di centimetri

73 53,0 SEM Corso SA Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna 52,0 Ondulazione del geoide tanto maggiore quanto più irregolare èla superficie del territorio 50,0 51,0

74 Uso del GPS in Montagna E bene sapere che Uso del GPS in montagna L ondulazione del geoide entro distanze contenute (10 Km) viene ritenuta costante. La calibrazione altimetrica delle quote consente di applicare il valore di ondulazione geoidica a tutti i nostri punti del percorso (waypoits, tracce..), per avere un dato altimetrico sufficientemente corretto GPS calcola una quota ellips. Confronto dei due valori = ondulazione del geoide Quota ortometrica impostata (s.l.m.)

75 Uso del GPS in Montagna il file sharing Uso del GPS in montagna

76 Uso del GPS in Montagna il file sharing Uso del GPS in montagna

77 Uso del GPS in Montagna il file sharing Uso del GPS in montagna

78 Uso del GPS in Montagna il file sharing Uso del GPS in montagna Fruizione dell ambiente di media alta montagna sempre più di massa Ambiente di media alta montagna soggetto (soprattutto oggi, anche in risposta al repentino cambiamento climatico globale) a modifiche nel medio (stagionale) e lungo (annuale) periodo N.B. Una traccia di percorso GPS valida/sicura per una determinata stagione/periodo, può non essere più sicura per quella/o immediatamente successiva/o

79 Uso del GPS in Montagna il file sharing Uso del GPS in montagna Da sito web specializzato nella divulgazione della conoscenza ed utilizzo del GPS in montagna nasce per favorire la conoscenza e l'utilizzo del navigatore satellitare nello sport a contatto con la natura dove fondamentale è la capacità di orientarsi. Le potenzialità delle macchine GPS sono talmente vasteche è relamente limitante pensarne l'utilizzo solo per destreggiarsi nel traffico cittadino. Sfruttiamo quindi questa tecnologia e i vantaggi che offre, e godiamoci la nostra oglia di avventura con più serenità! Quante volte ci siamo trovati in mountain bike ad un bivio incerti nella direzione da prendere? Qante volte la nostra gita sci alpinistica è stata rovinata dalla nebbia che ci ha costretti al ritorno non sapendo quale era la giusta via da salire? Allora da oggi qualsiasi sia il tuo sport, sfrutta la nuova opportunità che ti offriamo: scegli la tua meta, scarica la rotta per raggiungerla e vivi la tua avventura.

80 Uso del GPS in Montagna Consigli per gli acquisti Uso del GPS in montagna Consigli per gli acquisti Avere ben chiaro in mente il motivo per il quale voglio comprare un GPS cartografia spiccia (sub metrico)? navigatore da auto/ambiente (metrico)? rilievi ingegnieristici (sub centimetrico)? Avere ben chiaro in mente l utilizzo che ne farò uso in montagna? ingombro/peso alimentazione uso in mare? salsedine (IPX..)... uso in bici? resistenza a sollecitazioni...

81 Conclusioni Due parole sul GPS

82 Conclusioni Concludendo Nello zaino prima di tutto il buon senso supportato IN PRIMIS dalle nozioni classiche di orientamento, carta e bussola e perchè no, da un GPS cartografico.