Il programma è distribuito tramite il file compresso TRASFO.zip contenente i file di programma strutturati in 4 cartelle:

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1 TRASFO V 1.0 Stefano Caldera stefano@geomatica.como.polimi.it M. Grazia Visconti grazia@geomatica.como.polimi.it Il programma è distribuito tramite il file compresso TRASFO.zip contenente i file di programma strutturati in 4 cartelle: \Trasfo cartella principale; \Trasfo\m_file cartella con i file di programma; \Trasfo\input cartella di default dove inserire i file di input; \Trasfo\output cartella di scrittura degli output del programma. In particolare le cartelle contengono i seguenti file: \Trasfo trasfo.m \Trasfo\m_file calcola.m CARTtoGEOG.m MinimiQuadrati.m rimuovi_outlier_fig.fig rimuovi_outlier_fig.m rimuovi_outlier_fig.mat scrivioutput.m trasformazione.fig trasformazione_fig.mat \Trasfo\input sample_rf1.txt sample_rf1_weight.txt sample_rf2.txt \Trasfo\output sample_output.out sample_output.par sample_output_weight.out sample_output_weight.par I file con estensione.m rappresentano le routine del programma; in particolare: trasfo.m è la routine che permette l esecuzione del programma, e si occupa di generare la finestra grafica principale; calcola.m è la routine principale di TRASFO, che si occupa di gestire il flusso logico del programma oltre che chiamare le sub-routine di utilità; CARTtoGEOG.m è la sub-routine di utilità che trasforma le coordinate geocentriche cartesiane in coordinate geografiche; - 1 -

2 MinimiQuadrati.m è la sub-routine che implementa lo stimatore dei Minimi Quadrati; rimuovi_outlier_fig.m è la sub-routine che genera la finestra grafica riguardante la gestione degli outlier; il suo funzionamento richiede la presenza dei file rimuovi_outlier_fig.mat e rimuovi_outlier_fig.fig. I file trasformazione.fig e trasformazione_fig.mat, creati direttamente dal programma Matlab durante la programmazione, contengono informazioni di carattere gestionale legate a trasfo.m. Il funzionamento del programma TRASFO è descritto dal diagramma di flusso rappresentato in figura: Immagine 1: diagramma di flusso del programma TRASFO - 2 -

3 Per eseguire il programma TRASFO occorre avere installato sul proprio PC il programma MATLAB ; la versione di MATLAB utilizzata per l implementazione di TRASFO è la 5.3. Per avviare TRASFO eseguire MATLAB è impostare come directory corrente la directory \Trasfo, utilizzando File Set Path Current Directory Immagine 2: scelta della directory di lavoro Prima di avviare il programma TRASFO è consigliabile effettuare una pulizia delle variabili utilizzando il comando >> clear all Per avviare TRASFO digitare sul prompt di MATLAB: >> trasfo Immagine 3: procedura di avvio di TRASFO - 3 -

4 In questo modo appare la finestra principale di TRASFO, dove occorre impostare i parametri di elaborazione: Immagine 4: interfaccia grafica della finestra principale di TRASFO I parametri di elaborazione sono: A Priori RMSs: permette di attribuire pesi diversi ai punti doppi. Nota: nel caso in cui si selezioni YES, tale selezione deve essere effettuata prima di caricare il file con le coordinate dei punti doppi nel Sistema di Riferimento RF1; RF1 Coordinates File: permette di selezionare il file contenente le coordinate dei punti doppi nel Sistema di Riferimento RF1. Come default TRASFO cerca tale file nella directory \Trasfo\input, ma tale path non è vincolante; è possibile scegliere un file localizzato in una qualsiasi directory del file system. Il file di input nel Sistema di Riferimento RF1 deve essere un file ASCII formattato come file di testo separato da tabulazione; in particolare deve contenere una riga per punto doppio con le seguenti informazioni: o una colonna con un identificativo alfanumerico del punto che non contenga spazi; o tre colonne con le coordinate geocentriche cartesiane (x,y,z) espresse in metri; o un ulteriore colonna con il valore del fattore di scala (ovvero l inverso del peso che si vuole attribuire a quel punto) solo nel caso in cui si voglia assegnare pesi differenti ai punti

5 Immagine 5: esempio di file di input RF1 senza l attribuzione dei pesi ai punti Immagine 6: esempio di file di input RF1 con l attribuzione dei pesi ai punti: in questo caso il punto BagnoloMella viene pesato un terzo rispetto agli altri punti Una volta selezionato il file RF1, nelle textbox Baricenter Coordinates vengono visualizzate le coordinate ξ del baricentro RF1. RF2 Coordinates File: permette di selezionare il file contenente le coordinate dei punti doppi nel Sistema di Riferimento RF2. Il file è strutturato nello stesso modo del file RF1; il programma TRASFO non prevede l assegnazione dei pesi in questo file. Immagine 7: esempio di file di input RF2 Outlier Detection Threshold: permette di inserire il valore k da moltiplicare agli scarti normalizzati u i per definire gli errori grossolani. Si ricorda che gli scarti normalizzati sono dati dalla relazione: vi ui = σ i - 5 -

6 dove: se: v i è lo scarto di stima del punto i; σ i è il sigma di stima del punto i, calcolato come: σ i = 2 1 ( σ ( )) T 0 Q AN A ii u i > k il punto i viene indicato come errore grossolano; u i k il punto i non viene indicato come errore grossolano. Output File Name: permette di inserire il nome da assegnare ai file di output. Il programma TRASFO genera due file che vengono collocati nella directory \Trasfo\output: o outputfilename.out contiene il report di elaborazione; o outputfilename.par contiene il riepilogo dei parametri stimati. I file di output sono di tipo ASCII, quindi visualizzabili con Blocco note. Impostati i parametri di elaborazione è possibile avviare la procedura di stima dei parametri di trasformazione cliccando sul button Next. Immagine 8: esempio di impostazione dei parametri di elaborazione Premendo il button Next si avvia la stima ai minimi quadrati dei parametri; la sub-routine MinimiQuadrati.m calcola una prima stima dei sette parametri della trasformazione, dopodichè, basandosi su questa, ripete il processo stimando le correzioni da apportare ai - 6 -

7 parametri stimati la prima volta. MinimiQuadrati.m calcola anche le precisioni della stima, fornendo lo scarto quadratico medio e gli scarti normalizzati per ogni punto. Gli scarti normalizzati vengono confrontati con il valore k al fine di identificare gli errori grossolani. Se non vengono individuati errori grossolani la finestra principale di TRASFO si chiude e il programma produce i due file di output. Se al contrario vengono individuati errori grossolani viene visualizzata la finestra Outlier Detection che mostra l elenco dei medesimi oltre che alcune statistiche generali: Immagine 9: finestra di rimozione degli errori grossolani In particolare, nella finestra Outlier Detection vengono visualizzati: Adjustment numero dell iterazione corrente; # of points numero dei punti doppi utilizzati nell iterazione corrente; RMS (cm) scarto quadratico medio della stima corrente; # Outlier numero degli errori grossolani visualizzati nella finestra corrente. Ogni finestra mostra al massimo 10 punti. Nel caso il numero degli errori grossolani sia superiore a tale valore è possibile scorrere i rimanenti premendo il button Next. Per ogni errore grossolano identificato viene visualizzato: il nome del punto; vx, vy, vz scarti di stima nelle tre componenti cartesiane; u(x), u(y), u(z) scarti normalizzati nelle tre componenti cartesiane; Remove check box per l eliminazione del punto dall iterazione successiva. Selezionando il check box il punto corrispondente sarà eliminato dalla stima nell iterazione successiva. Nel caso non si voglia eliminare il punto occorre deselezionare la casella; si noti infatti che tutti i check box sono selezionati di default

8 Una volta che l utente ha effettuato le proprie scelte è possibile procedere con la seconda iterazione del processo di stima cliccando sul button Next. Il programma rieffettua la stima escludendo i punti che l utente ha deciso di eliminare e, eventualmente, presenta la nuova lista di errori grossolani. Il procedimento di esclusione dei punti e ristima viene eseguito in modo iterativo fino all assenza di errori grossolani o fino a quando l utente decide di non eliminarli; a questo punto il programma termina generando i file di output