INTRODUZIONE ALL ARCHEOASTRONOMIA PRATICA

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1 INTRODUZIONE ALL ARCHEOASTRONOMIA PRATICA Eugenio Realini Daniele Sampietro

2 DEFINIZIONE Archaeoastronomy (also spelled archeoastronomy) is the study of how peoples in the past "have understood the phenomena in the sky, how they used phenomena in the sky and what role the sky played in their cultures." Archaeoastronomy uses a variety of methods to uncover evidence of past practices including astronomy, surveying and positioning, statistics and probability, anthropology, and history as well as archaeology

3 OVVERO: Misurare direzioni di oggetti sulla Terra rispetto a quelle di eventi relativi corpi celesti e saperle interpretare. ALTRO Conoscenze locali, fortuna Per far questo è necessario disporre di: Sistemi di riferimento Osservazioni (Strumenti di misura)!! quello che misuro spesso non coincide con quello che mi interessa!! Conoscenza degli eventi celesti TECNICA Per saper interpretare i dati è necessario avere adeguate conoscenze storiche e/o antropologiche INTERPRETAZIONE

4 SISTEMI DI COORDINATE Coordinate cartesiane: - geocentriche ( X, Y, Z ) con origine nel centro della terra O - locali ( x, y, z ) con origine in un punto P Coordinate geodetiche:,, h LATITUDINE LONGITUDINE

5 SISTEMI DI RIFERIMENTO Origine nel centro di massa convenzionale della Terra. WGS84 La terna cartesiana associata (X, Y, Z) ha: asse Z per il centro di massa convenzionale terrestre e parallelo alla direzione del CTP definito dal BIH per l'epoca 1984 asse X intersezione del piano meridiano di riferimento, definito dal BIH-1984, e dal piano equatoriale ortogonale a Z asse Y completa una terna ortogonale destrorsa

6 E PROIEZIONI CARTOGRAFICHE Nel passaggio da superficie di riferimento a piano della rappresentazione cartografica si hanno sempre deformazioni: deformazioni di angoli fra direzioni deformazioni di aree deformazioni di distanze fra i punti

7 DEFORMAZIONI E NORD: Proiezione conica conforme di Lambert (J. H. Lambert, 1772 )

8 OSSERVAZIONI Angoli Distanze Coordinate di punti ( , ) ( , )!! quando pianifico/elaboro qualsiasi tipo di osservazione devo assolutamente sapere in quale sistema di riferimento sto lavorando!!

9 STRUMENTI DI MISURA Bussola Total station (+ collimazione astri) GPS Fotogrammetria Laser scanner immagini telerilevate (e.g. Google Earth )!! Siccome siamo interessati a orientamenti rispetto alla direzione del nord non ci si può basare solo su misure locali (è necessaria almeno una misura con )!!

10 BUSSOLA La bussola permette di determinare il polo nord magnetico Prezzo: ~10 Precisione: 1 Prezzo: ~1300 Precisione: 3 Prezzo: ~120 Precisione: 30

11 BUSSOLA Il polo nord magnetico non corrisponde al polo nord geografico: l angolo tra le due direzioni è detto declinazione magnetica. La declinazione magnetica dipende dal luogo e varia nel corso del tempo (a causa del moto del polo nord magnetico)

12 BUSSOLA L'eventuale presenza di forti campi magnetici esterni compromette la corretta rilevazione del nord terrestre mediante una bussola magnetica.!! Questo effetto non è facilmente identificabile (né quantificabile)!!

13 BUSSOLA Altre fonti d errore: collimazione va tenuta orizzontale! deve essere ferma! Tempi: è sicuramente molto veloce ottima per farsi un idea di massima

14 TOTAL STATION La total station permette di misurare angoli e distanze Prezzo: Precisione: 2-5mm+2ppm 1-5

15 TOTAL STATION!! Le osservazioni sono in un sistema di riferimento locale!!

16 TOTAL STATION Errori: -Errori sistematici -Inclinazione -Collimazione -Verticalità -Lettura Risultati corretti + Stime degli errori

17 TOTAL STATION Tempi: Variano molto a seconda dello schema di rete ~15 per ogni punto di stazione Anche i tempi per l elaborazione dei dati non sono trascurabili!! Spesso i software commerciali utilizzano proiezioni cartografiche!!

18 GPS Il sistema GPS permette di ottenere direttamente coordinate di punti in un sistema di riferimento globale. Prezzo: ~150 Precisione: 5-10 m Prezzo: ~2000 Precisione: m Prezzo: ~15000 Precisione: m

19 GPS Posizionamento assoluto Precisione non migliore del metro Posizionamento relativo Precisione fino al mm

20 GPS Il posizionamento di precisione mediante sistema GPS (<1m) richiede in generale la conoscenza e l applicazione di procedure complesse.!! Per l utilizzo in ambito archeoastronomico è anche necessaria un approfondita conoscenza dei sistemi di riferimento!!

21 GPS Procedura classica (cartografia, catasto, cantiere, ) Proiezioni cartografiche (non interessa il nord vero)!! Errore di convergenza!! Azimuth UTM Convergenza UTM Azimuth Corretto e siamo stati fortunati: la convergenza UTM può arrivare fino a 3!

22 GPS È necessaria una buona visibilità del cielo È necessario che il punto da misurare sia raggiungibile

23 FOTOGRAMMETRIA Prezzo: Risoluzione: 2 Mega Pixel 40 Mega Pixel

24 FOTOGRAMMETRIA

25 FOTOGRAMMETRIA Le fotografie vanno fatte bene: -La distanza dall oggetto fotografato deve essere all incirca costante per tutte le foto -Ogni superficie deve essere vista in almeno 2 foto (TETTI?) Persone o cose possono ostruire la vista Tempi: il rilievo dura pochi minuti ma l elaborazione dati è lunga (settimane), specialmente per oggetti complessi!

26 FOTOGRAMMETRIA Il modello è metricamente corretto (se conosco almeno una distanza) Per georiferirlo devo conoscere almeno 3 punti in un sistema di riferimento globale (GPS)

27 PORTA TORRE

28 PORTA TORRE Modello locale Coordinate globali di almeno 3 punti Modello georiferito

29 LASER SCANNER Il laser scanner permette di misurare distanze e genera una nuvola di punti tridimensionale Veloce: Scan Rate Up to point/second Preciso: 6mm Prezzo: ~

30 LASER SCANNER Ottengo nuvole di punti in coordinate locali nuovamente devo utilizzare anche altre informazioni se voglio trovare la direzione del nord! Per ogni punto conosco le tre coordinate (x,y,z)

31 LASER SCANNER

32 budget\precisione PRECISIONE vs BUDGET vs TEMPO!! Bisogna tener conto anche della complessità del rilievo (numero di punti)!! tempo