Roberto Rossi. Padova, 22 settembre 2008 Cenni di Geodesia e Cartografia

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1 Padova, 22 settembre 2008 Cenni di Geodesia e Cartografia Roberto Rossi Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-forestali Università di Padova roberto.rossi@unipd.it

2 Il problema cartografico Posizione sul terreno Posizione sull ellissoide Posizione su un piano cartesiano Quota s.l.m. (geoide)

3 Geodesia, Proiezioni e Sistemi di coordinate Si pensa alla terra Come una sfera In realtà è uno sferoide, leggermente più largo all equatore piuttosto che ai poli Equatore (0,0) Meridiano centrale Da: David Tarboton, 2000: Distributed Modeling in Hydrology using Digital Data and Geographic Information Systems

4 Sistema di coordinate sferico Greenwich meridian λ=0 Z N P Longitudine (Meridiani) Range: 180ºW - 0º - 180ºE Latitudine (Paralleli) Range: 90ºS - 0º - 90ºN W W N S N S E E X W λ=0-180 W O λ S ϕ ϕ Equator =0 R λ=0-180 E ϕ=0-90 S ϕ=0-90 N E Y φ e λ possono essere misurati in gradi, minuti, secondi (DMS) o in gradi decimali (DD) Come si effettua la conversione da DMS a DD?

5 Definizione di Latitudine, φ m P O q φ r n (1) Considerato un punto P sulla superficie dell ellissoide si definisce il piano tangente mn (2) Si definisce il segmento Pq normale al piano tangente mn (3) L angolo pqr che il segmento crea con il piano equatoriale è la latitudine φ del punto P (4) Si può definire la longitudine come l angolo formato dal piano contenente il punto P e l asse di rotazione terrestre ed il piano meridiano passante per Greenwich

6 Ellissoide o Sferoide $ Z! " # a b O a Y X Asse di rotazione

7 Ellissoidi Standard 1 /. 0 )*(&*&& )*')% #%( +,&- +,. )*(&*( )*')('* #%&'( Qual è la differenza tra Raggio equatoriale e Raggio polare?

8 Rappresentazione della terra Sea surface Ellipsoid Earth surface Geoid

9 Definizione di Quota (s.l.m.) La quota viene misurata sul geoide P Elevation Z z = z p z = 0 Livello del medio mare = Geoide Superficie terrestre

10 6 7 Datum Roma 40 E il sistema geodetico nazionale. E costituito dall ellissoide di Hayford (ellissoide Internazionale). L orientamento L dell ellissoide ellissoide è imposto sulla verticale del punto Roma Monte Mario identificato dai seguenti valori astronomici (definizione 1940): latitudine longitudine 0 ( Est da Greenwich) azimut su Monte Soratte Il sistema di coordinate Gauss Boaga,, impiegato nelle Cartografie Tecniche Regionali (CTR) utilizza questo Datum

11 Datum ED (European( Datum) ) 50 E il sistema geodetico europeo, introdotto negli anni 60 allo scopo di unificare la cartografia di tutto il continente. Anch esso, come Roma40, è costituito dall ellissoide di Hayford,, orientato in modo tale da costituire un buon riferimento per tutta l Europa l (orientamento medio europeo definizione 1950). Il punto di emanazione (coincidenza della normale all ellissoide e della verticale al geoide e coincidenza della quota ellissoidica e della quota geoidica) è posto presso Postdam (Germania) Il sistema di coordinate UTM impiegato dall IGM per la sua cartografia utilizza questo Datum

12 Datum WGS (World Geodetic System) 84 Sistema terrestre convenzionale (CTS) costituito da un sistema cartesiano geocentrico (O, X, Y, Z) con l origine l coincidente con il centro di massa della Terra, l asse l Z passante per il polo Nord, l asse l X passante per il meridiano di Greenwich.. Ad esso è associato l ellissoide l WGS84, caratterizzato dai seguenti parametri: semiasse maggiore a = schiacciamento f = 1/ Recentemente il Datum WGS84 è stato adottato per la realizzazione della nuova cartografia ufficiale al dell IGM (sostituirà ED 50).

13 Materializzazione di ellissoide e geoide Un Sistema geodetico viene realizzato,, cioè concretizzato con una serie di punti fisici realmente esistenti sul territorio. Su questi punti si appoggiano le attività di misura per realizzare rilievi e la cartografia. I punti devono essere facilmente individuabili, stabili e durevoli.

14 Da angoli a coordinate 0 #2 6 2 z z 6 2

15 Proiezioni Y X Curved Earth Geographic coordinates: φ, λ (Latitude & Longitude) (x Flat Map o,y o ) Cartesian coordinates: x,y (Easting & Northing)

16 Tipi di Proiezioni 1 86 " 1" 9 7: ; <", 6 1 ;

17 Azimutali (Lambert) Proiezioni Coniche (Albers, Lambert)

18 Proiezioni Cilindriche (Mercatore) Trasverse Oblique

19 Proiezione conforme di Gauss (o Cilindrica inversa di Mercatore)

20 Cilindro Secante $ = -%%%)8 > ---?

21 Universal Transverse Mercator 2 7: fascia 6A fuso 6A0 2 *** 7,

22 Anatomia di un fuso UTM aumenta 0 m Nord 80 Sud meridiano centrale m Est 84 Nord equatore m Nord diminuisce 6 B1 C '--D A B<C 2 A ----D diminuisce aumenta

23 Estensione dei fusi e Meridiani centrali + E F7:

24 Il Sistema di riferimento Gauss Boaga meridiano centrale meridiano centrale m Est m Est

25 Sistemi di coordinate utilizzati in Italia $ 1 : : + E F7: F7:

26 Sistemi di coordinate utilizzati in Italia $ 1 : : + E?- 0 / /. F7: 1$'- 0 / /. F7: G+,&? +,&-

27 Sistemi di coordinate utilizzati in Italia $ 1 : : + E?- 0 / /. 9 %@ 1 '@ '----- '---- F7: 1$'- 0 / /. F7: G+,&? +,&-

28 Sistemi di coordinate utilizzati in Italia $ 1 : : + E?- 0 / /. 9 %@ 1 '@ '----- '---- * ** F7: 1$'- 0 / /. %@ '@ '----- '----- * ** F7: G+,&? +,&- %@ '@ '----- '-----

29 Sistemi di coordinate utilizzati in Italia $ 1 : : + E?- 0 / /. 9 %@ 1 '@ -%%%) '----- '---- * ** F7: 1$'- 0 / /. %@ '@ -%%%) '----- '----- * ** F7: G+,&? +,&- %@ '@ -%%%) '----- '-----