La carta è una rappresentazione grafica in piano di un territorio. E una rappresentazione ridotta, approssimata, simbolica.

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1 La carta geografica

2 Cartografia La carta è una rappresentazione grafica in piano di un territorio. E una rappresentazione ridotta, approssimata, simbolica. Ridotta: è impossibile mantenere nel disegno le distanze reali (concetto di scala). Approssimata: è impossibile sviluppare senza deformazioni ed errori una superficie sferica su di un piano (concetto di proiezione). Simbolica: ricorre a simboli o segni convenzionali per rappresentare i vari elementi geografici fisici, antropici e politici (legenda).

3 Concetto di scala È il rapporto tra il valore delle distanze misurate sulla carta e quelle reali. La scala è data da una frazione con al numeratore l unità e al denominatore un numero che esprime il valore della riduzione, cioè indica il numero di volte che si deve moltiplicare una distanza sulla carta per ottenere la distanza reale sulla superficie terrestre. Quanto più il denominatore è piccolo, tanto più la carta è meno rimpicciolita e più dettagliata: 1: >> 1cm sulla carta = cm (250m) sul terreno 1: >> 1cm sulla carta = cm (100m) sul terreno

4 d Calcolo della scala: D - sul terreno - 1 km d - sulla carta - 4 cm d : D = 1 : x X = D/d la scala della carta è 1/x 1 km = cm la scala della carta è 1: x = cm 4 cm =

5 Concetto di scala.

6 Scala: generalizzazione

7 è APPROSSIMATA Una superficie sferica non è sviluppabile su un piano a meno che essa non venga parzialmente deformata. Le proiezioni geografiche sono procedimenti geometrici attraverso i quali si provoca una deformazione nota alla posizione e alla forma degli oggetti geografici rappresentati sul piano. Proiezione conica centrale di Lambert Proiezione ortografica Prospettiche: ottenute per proiezione dei punti su un piano tangente alla sfera Per sviluppo: ottenute per proiezione dei punti sulla superficie di un solido ausiliario Proiezione cilindrica diretta Di Mercatore

8 SIMBOLICA: i singoli elementi raffigurati in una carta sono indicati attraverso simboli, riportati in un'apposita legenda. rappresentano tutti gli elementi, le informazioni e i dati che hanno una distribuzione territoriale. Contiene ideogrammi (la spiga indica le coltivazioni di grano, il chicco di caffè quello delle piantagioni di caffè ecc.), figure geometriche proporzionali al fenomeno da rappresentare (es. cerchi che indicano i centri abitati, il cui raggio è proporzionale al numero di abitanti), gradazioni di colore che indicano gli ambiti di variazione di determinati fenomeni (le fasce altimetriche per esempio sono individuate da diverse tonalità di marrone), lettere ed altro. Simboli topografici Simboli antropici

9 SIMBOLICA: i singoli elementi raffigurati in una carta sono indicati attraverso simboli, riportati in un'apposita legenda. Per motivi di scala gli oggetti geografici non possono essere rappresentati nella loro reale forma e dimensione, quindi è necessario utilizzare dei simboli lineari puntuali areali

10 Le carte geografiche possono essere classificate sia in base alla scala di riduzione sia in base al loro contenuto, sia in base al metodo. Rispetto alla scala si distinguono quattro gruppi di carte: Piante e mappe con scala minore di 1: Sono carte dettagliate, limitate alla rappresentazione di aree di estensione limitata. Le Piante rappresentano spesso la planimetria dei centri urbani, mentre le mappe sono utilizzate essenzialmente per rappresentare le proprietà rurali. Carte Topografiche con scala compresa tra 1: e 1: Sono carte comunque particolareggiate che evidenziano sia le fattezze naturali del territorio sia la presenza di opere antropiche.queste carte vengono rilevate nei vari paesi da enti, spesso, statali ed è per questo che vengono definite spesso cartografia ufficiale di base. Carte corografiche Carte corografiche con scala compresa tra 1: e 1: Sono carte mediamente particolareggiate con estensione spesso regionale che rappresentano specialmente le vie di comunicazione e le caratteristiche topografiche del territorio con scarsa precisione.

11 Carte Geografiche Carte Geografiche con scala minore di 1: Esse rappresentano aree molto estese della superficie terrestre come, ad esempio, uno o piu stati o addirittura un continente. A tale gruppo appartengono anche i mappamondi ed i planisferi.

12 Rispetto alla contenuto si distinguono tre gruppi di carte: Carte Generali.Sono carte che rappresentano solo le fattezze naturali e/o gli aspetti politici della distribuzione dei territori. Carte Speciali.Sono carte costruite per uno scopo preciso. Un esempio possono essere le carte idrografiche, quelle aeronautiche, quelle turistiche, etc.. Carte Tematiche.Sono carte che mettono in risalto solo alcuni aspetti fisici, biologici, antropici ed economici del territorio.ne sono un esempio le carte geomorfologiche, le carte climatiche, le carte della vegetazione e del suolo,etc.. Rispetto al metodo di costruzione si distinguono due gruppi di carte: Carte Rilevate Carte Derivate

13 Sistemi di riferimento

14 Le superfici di riferimento La Terra può essere rappresentata attraverso 3 superfici di riferimento: 1) Sfera. 2) Ellissoide di rotazione biassiale. 3) Geoide (superficie equipotenziale del campo della gravità, ortogonale in ogni punto alla direzione del filo a piombo). Sfera ed ellissoide (tra loro alternativi) sono matematicamente trattabili e sono utilizzati per il posizionamento planimetrico (orizzontale). Nella maggior parte delle applicazioni viene utilizzato l ellissoide. Il geoide è invece una superficie fisica non trattabile matematicamente se non per piccole aree

15 Le superfici di riferimento La posizione di un punto è definita attraverso una coppia di coordinate curvilinee (latitudine, longitudine) e l altezza sopra la superficie di riferimento. SFERA (COORDINATE SFERICHE) ELLISSOIDE (COORDINATE ELLISSOIDICHE o GEODETICHE) GEOIDE (COORDINATE GEOIDICHE o ASTRONOMICHE) In tutti questi casi si parla di coordinate geografiche

16 Cosa si rappresenta? Geoide: superficie perpendicolare in ogni suo punto alla direzione della forza di gravità (filo a piombo) e fisicamente coincidente con il livello marino supposto in perfetta quiete.

17 I sistemi di riferimento (ellissoide vs geoide)

18 La Terra come ellissoide L ellissoide è la forma che meglio approssima (matematicamente) la forma della Terra Newton (1670) scoprì, uno schiacciamento nel globo terrestre dovuto alla forza centrifuga generata dalla rotazione terrestre; Schiacciamento (f = flattening) = 1/300 (Newton); = 1/298 ca (secondo i calcoli odierni);

19 I SISTEMI DI RIFERIMENTO Una regione della Terra può essere associata ad un determinato Sistema di Riferimento (Datum) DATUM Planimetrico = Modello matematico della Terra che usiamo per calcolare le coordinate geografiche dei punti e che ha lo scopo di approssimare al meglio la reale forma della Terra. E costituito da un set di 8 parametri, 2 di forma dell ellissoide e 6 di posizione e di orientamento più una rete compensata di punti estesa sull area di interesse. Allo stato attuale esistono molti datum locali definiti con l intento di ottenere una buona approssimazione unicamente nelle aree di interesse.

20 I SISTEMI DI RIFERIMENTO I Sistemi di riferimento locali non sono geocentrici (il centro dell ellissoide è spostato rispetto al centro della Terra). L ellissoide locale è generalmente orientato rispetto alla forma del geoide nella zona di interesse. In uno stesso datum si possono usare molti sistemi di coordinate: le trasformazioni tra questi ultimi sono sempre puramente matematiche e non richiedono l'introduzione di misure. La trasformazione tra due datum può invece essere calcolata solo quando vi siano sufficienti misure che legano punti nei due sistemi.

21 Latitudine e longitudine Le distanze di un punto dalle linee di riferimento sono rappresentate da archi di circonferenza, rispettivamente un arco di meridiano e un arco di parallelo e i loro valori espressi in gradi e frazioni di gradi rappresentano le coordinate geografiche del punto (latitudine e longitudine). La latitudine è l angolo al centro che misura l ampiezza dell arco meridiano compreso tra l equatore e il parallelo passante per il punto da determinare. Si distingue una latitudine Nord da 0 a 90 N e una sud da 0 a 90 Sud.

22 Latitudine e longitudine La longitudine è l angolo al centro che misura l ampiezza dell arco di parallelo compreso tra il meridiano fondamentale e il meridiano passante per il punto da determinare. Il meridiano fondamentale con il suo antimeridiano divide la Terra in due emisferi. Fissato 0 il meridiano fondamentale e 180 l antimeridiano, si ottiene un intervallo di a est (Long Est) e a ovest (Long Ovest)

23 Longitudine e Latitudine Polo Nord P Equatore Asse di rotazione φ Equatore Polo Nord Polo Sud Latitudine φ Meridiano di Greenwich Longitudine λ

24 Lunghezza di un grado di latitudine geodetica (sull elissoide WGS 84) Latitudine Chilometri 0 110, , , , , , , , , ,69

25 Lunghezza di un grado di longitudine geodetica (sull elissoide WGS 84) Latitudine Chilometri 0 111, , , , , , , , , ,00

26 Proiezioni

27 Le proiezioni Problema: rappresentare un volume (Pianeta Terra) per mezzo di una superficie (carta); La Terra è assimilata ad un ellissoidedi rotazione con semiasse polare ridotto rispetto al semiasse equatoriale Le proiezioni consentono di ottenere, attraverso formule matematiche, una corrispondenza biunivoca tra i punti sulla superficie terrestre e quelli rappresentati in piano

28 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) Il processo MATEMATICO attraverso il quale una zona dell ellissoide terrestre viene visualizzata sulla superficie piana (carta o monitor) viene definito proiezione (rappresentazione cartografica). Le proiezioni geografiche permettono di costruire sul piano la rete dei meridiani e dei paralleli. Il ricorso alle proiezioni genera distorsioni

29 Distanze su carte proiettate

30 Distanze su carte proiettate la distanza tra New York e Mosca Mosca New York N E N W Cos (D) = (Sin a Sin b) + (Cos a Cos b Cos c ) Sin a = Sin (40.5) = Sin b = Sin (55.5) = Cos a = Cos (40.5) = Cos b = Cos (55.5) = Cos c = Cos ( ) = Cos (D) = = D = gradi 1 grado = km, => D = km

31 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) La rappresentazione della superficie terrestre sul piano genera sempre delle deformazioni. Anche i più accurati sistemi di proiezione comportano distorsioni di almeno una delle caratteristiche geografiche: forma, area, direzione, distanza. Le proiezioni geografiche si distinguono in base al loro comportamento rispetto a queste deformazioni: Proiezioni equidistanti: mantengono inalterato il valore delle distanze espresso dalla scala Proiezioni equivalenti: mantengono inalterato il rapporto, espresso dalla scala, fra l estensione rappresentata dalla carta e quella reale. Proiezioni isogone: mantengono inalterati gli angoli che una qualsiasi retta fa con i meridiani e i paralleli. Proiezioni conformi: hanno le caratteristiche delle equidistanti e delle isogone (su aree limitate). Non esiste un sistema di proiezione preferibile in assoluto. L adozione di un sistema piuttosto che un altro dipende dall'uso cui è destinata la cartografia e dalla zona da rappresentare.

32 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) Le proiezioni si suddividono in Vere e Convenzionali. Proiezioni Vere: fondate su principi geometrici e matematici. Proiezioni Convenzionali: il metodo di proiezione non si basa su un principio geometrico ma su procedimenti empirici, applicati per ottenere determinati risultati. Sono usate per rappresentare l intera superficie terrestre. Le proiezioni Vere si distinguono in Prospettiche e di Sviluppo.

33 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) Le proiezioni prospettiche La rappresentazione su carta è l immagine di un emisfero ottenuta da un determinato punto di vista e proiettata su un piano tangente al centro della zona che si vuol rappresentare.

34 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) Le proiezioni di Sviluppo (coniche) La rappresentazione su carta è ottenuta proiettando la superficie terrestre o parte di essa su un altra superficie curva (cilindro o cono), sviluppabile su di un piano

35 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) Le proiezioni di Sviluppo (cilindriche)

36 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) Le proiezioni di Sviluppo (cilindriche)

37 Concetto di proiezione (visione approssimata della Terra) In generale si può dire che le proiezioni cilindriche sono efficaci per rappresentare le zone comprese tra i tropici, le coniche per le latitudini medie, le prospettiche per le latitudini alte.

38 Proiezione conforme Conserva le direzioni (es. Mercatore) Proiezione Equal area Conserva le aree (es: Alber s equal area)

39 La carta di Mercatore distorce le latitudini più alte e fa apparire insignificanti alcune zone non europee.

40 La proiezione di Robinson mitiga la dimensione esagerata della Groenlandia di Mercatore ma riduce ulteriormente l Africa.

41 Le proiezioni di Peters e di Gall, non molto diffusa in occidente, è una proiezione ad aree egualitarie che non esagera alcuna parte del globo

42 Sistemi di coordinate Forniscono un sistema di riferimento spaziale per localizzare i punti sulla superficie terrestre. Sistema di coordinate sferico La posizione di un punto è definita da latitudine e longitudine (sfera) Sistema di coordinate piano La posizione di un punto è definita da una coppia di coordinate X, Y su uno spazio cartesiano 2D

43 I sistemi di riferimento: Lat, Lonvs x, y

44 Sistema di coordinate piano Griglia rettangolare con assi X e Y X: est Y: nord Ogni punto è definito da una coppia di coordinate X e Y

45 RETICOLATO GEOGRAFICO E CARTESIANO Il RETICOLATO GEOGRAFICO su carta è composto da paralleli e meridiani. E stato il primo reticolato utilizzato per definire la posizione di un punto sulla carta. La latitudine e la longitudine hanno, tuttavia, dimensioni diverse (gradi, minuti, secondi) rispetto alle misure lineari (metri). Incrementi uguali di longitudine diminuiscono nella misura lineare allontanandosi dall equatore mentre incrementi uguali di latitudine sono quasi costanti lungo un meridiano. Questa difformità rende più complesso il posizionamento dei punti sulla superficie terrestre. Il reticolato geografico può essere sostituito da un RETICOLATO CARTESIANO (O CARTOGRAFICO) composto da rette ugualmente spaziate. Per ogni proiezione e riferimento viene definito un sistema di coordinate cartesiano (X,Y in metri) ed esiste un sistema di formule matematiche, dette equazioni della carta, che fanno corrispondere le coordinate geografiche di un punto della superficie terrestre alla posizione stabilita dagli assi cartesiani della carta.

46 La costruzione della carta

47 M. Bisson - Unipi

48 M. Bisson - Unipi

49 La costruzione della carta Rilievo sul terreno in passato soprattutto: levata sul terreno; realizzazione di una rete geodetica i cui vertici servono da capisaldi e punti di riferimento per le acquisizioni successive; acquisizione delle coordinate plano-altimetriche dei punti della zona considerata a partire dai capisaldi, vertici di rete di triangoli Rilevamento possibile a partire da due capisaldi, per mezzo di uno strumento noto come teodolite al giorno d oggi: utilizzo soprattutto del GPS nel rilievo sul terreno e utilizzo del Telerilevamento (Remote Sensing) aerofotogrammetria rilevamento satellitare Redazione della carta Cartografia assistita computerizzata GIS

50 raccolta dei dati relativi al territorio: 1. rilevamenti topografici a terra = stabilire le precise coordinate geografiche di una fitta rete di punti (trigonometrici), che costituiscono i vertici di tanti triangoli ideali triangolazione: si fonda sul principio geometrico per il quale, quando di un triangolo siano note le misure di un lato e di due angoli a esso adiacenti, si possono ricavare per semplice calcolo i valori degli altri elementi. Tutti i punti di riferimento vengono quindi riportati sulla carta a scala topografica, rispettando i reciproci rapporti di distanza e di posizione. Si provvede poi a completare le carte con il disegno di tutti i particolari del terreno in esse compreso.

51 rilevamenti topografici a terra

52 V Hz Teodolite di Berge Teodolite di Bamberg Il teodolite è uno dei primi strumenti per la misura indiretta degli angoli.

53 Con l avvento dei moderni teodoliti elettronici le misure sono diventate di alta precisione.

54 Per misurare la distanza tra due punti abbiamo bisogno di un TACHEOMETRO e di un asta graduata definita STADIA

55 Una stazione totale è un congegno elettronico di alta tecnologia che riesce a mettere insieme le possibilità di un distanziometro elettronico e quelle di un teodolite di ultima generazione. Con l ausilio di software integrati nel sistema, permette la misura di angoli e distanze e l estrapolazione delle informazioni non rilevate.

56 Posizionare il prisma sul punto da misurare. Ruotare la stazione e puntare il centro del prisma con la crocetta bianca alla sommità dello stumento.

57 Tutte le informazioni che possiamo avere da una misura sono raccolte di seguito:

58 2. tecniche di ripresa di foto e immagini da parte di velivoli (aerofotogrammetria) e di satelliti (telerilevamento): letteralmente «rilevamento da lontano», come quello effettuato dai satelliti di tipo Landsat esame della superficie terrestre attraverso l'analisi delle radiazioni (infrarosse, visibili, ultraviolette ecc.) emesse dagli oggetti al suolo, per cui si parla di immagini da satellite e non di fotografie; attraverso successivi processi di elaborazione al computer (come l'uso di falsi colori) tali immagini assumono un aspetto leggibile

59 FOTO AEREE

60 FOTO AEREE

61 Simbologia altimetrica

62 Rappresentazione del rilievo Uno dei problemi fondamentali nella cartografia è quello di rappresentare in piano il senso tridimensionale della superficie terrestre. Nelle carte a grande scala il sistema maggiormente adottato è quello delle curve di livello (isoipse) nel caso delle terre emerse e isobate nel caso delle superfici sommerse.

63 Simbolismi altimetrici Per rappresentare l andamento dell altimetria nelle carte topografiche si utilizzano le curve di livello (o isoipse) sono linee continue che uniscono tutti i punti del terreno ad uguale quota rispetto al livello medio marino, e pertanto non si intersecano mai. si definisce equidistanza il dislivello fra due isoipse successive. Il valore della quota di un isoipsa sarà sempre un multiplo dell equidistanza a partire dal valore zero (livello del mare). in alcuni tipi di carte topografiche esiste una gerarchia fra le isoipse, evidenziata graficamente. Ad esempio nelle tavolette IGMI (scala 1:25.000) nome equidistanza simbolo direttrici 100 m tratto continuo e marcato intermedie 25 m tratto continuo e leggero ausiliarie 5 m tratteggiate

64 Curve di livello: Sono linee ideali che uniscono sulla carta tutti i punti del suolo situati alla medesima quota rispetto al livello medio del mare. Quanto più le isoipse sono ravvicinate tanto più il pendio è ripido e viceversa. La differenza di altitudine tra una linea è l altra è chiamata equidistanza. Le curve più marcate si chiamano direttrici (quote di 100 in 100 metri, oppure di 50 in 50, ecc.): separano le curve normali (intermedie). Rappresentazione del rilievo

65 Le curve di livello e i punti quotati

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68 Il profilo topografico o profilo altimetrico è una curva che rappresenta l andamento altimetrico del terreno lungo una traccia prescelta.

69 I Sistemi cartografici in Italia

70 Cartografia Per ogni proiezione e riferimento viene definito un sistema di coordinate cartesiano (X,Y in metri) ed esiste un sistema di formule matematiche, dette equazioni della carta, che fanno corrispondere le coordinate geografiche di un punto della superficie terrestre alla posizione stabilita dagli assi cartesiani della carta. Principali sistemi in uso in Italia: CASSINI-SOLDNER GAUSS-BOAGA ROMA 40 UTM ED 50 UTM WGS 84

71 Sistemi geodetico-cartografici utilizzati in Italia: IL SISTEMA CATASTALE La cartografia catastale italiana ha inizio con la legge n del 1 marzo 1886 per il riordinamento dell imposta fondiaria (Legge Messedaglia). Viene usualmente realizzata per giurisdizioni amministrative comunali, suddividendo i territori interessati in sezioni censuarie. L oggetto della rappresentazione è la particella catastale, cioè una ben delimitata porzione continua di terreno, situata in un unico comune, appartenente ad un unico possessore, assoggettata ad un unica specie di coltura, con uniforme grado di opportunità, oppure, se non soggetta a coltura, riservata ad un unica destinazione d uso. Le carte catastali vengono in generale redatte alla scala 1:2000 e prendono il nome di mappe. Esistono anche gli allegati (1:1000) per zone urbane ed alcune cartografie 1:500 e 1:4000. Datum: Ellissoide di Bessel (1841) orientato a Genova. Rappresentazione cartografica: Proiezione Cassini-Soldner. Si tratta di una rappresentazione POLICENTRICA: esistono molte origini delle coordinate (circa 30 le principali). Prevede la scelta di un centro di sviluppo baricentrico rispetto alla zona da cartografare. Per evitare eccessive deformazioni, ogni centro di sviluppo copre una zona contenuta in un campo di 100 Km di raggio. In Italia esistono sistemi estesi come in Toscana (Siena) o in Calabria (M. Bruto) ma anche sviluppi assai limitati per cui oltre alla ventina di sistemi estesi, ci sono molte centinaia di piccoli sistemi.

72 Sistemi geodetico-cartografici utilizzati in Italia: IL SISTEMA CATASTALE Il Sistema catastale prevede la presenza di coordinate negative per ogni centro di sviluppo. Le coordinate X e Y sono invertite rispetto all uso comune. A partire dal 1942 iniziò la conversione della cartografia catastale con l adozione della rappresentazione conforme di Gauss-Boaga sull ellissoide internazionale. Purtroppo questa operazione non è ancora ultimata e quindi in alcuni casi vi possono essere problemi nell uso congiunto di carte catastali e regionali (queste ultime, più recenti, sono tutte nel sistema Gauss Boaga).

73 Sistemi geodetico-cartografici utilizzati in Italia: IL SISTEMA NAZIONALE (ROMA40 - GAUSS-BOAGA) Introdotto dal 1948 dall IGM. E il sistema nel quale sono calcolate le coordinate dei vertici della rete trigonometrica fondamentale dell IGM. Datum: Roma 1940, Ellissoide di Hayford (Internazionale) orientato a M. Mario Rappresentazione cartografica: Conforme di Gauss L Italia è divisa in due fusi (separati dal meridiano M. Mario) di ~ 6 30' di ampiezza, con meridiani centrali 9 e 15 ad Est di Greenwich: -- GAUSS-BOAGA FUSO OVEST -- GAUSS-BOAGA FUSO EST La coordinata Nord si misura a partire dal piano equatoriale. La coordinata Est ha false origini m (fuso Ovest) e (fuso Est) che permettono il riconoscimento del fuso attraverso la prima cifra della coordinata Est. Esempio: FUSO OVEST: , ; FUSO EST: , Con il termine Coordinate Gauss-Boaga si intendono le coordinate piane (cartografiche). Il Catasto Italiano ha adottato il Gauss-Boaga-Roma 1940 ma in pratica solo in alcune zone si è passati effettivamente a tale sistema.

74 N S La proiezione di Gauss, detta anche cilindrica trasversa di Mercatore, è una proiezione per sviluppo, in cui l asse terrestre è ortogonale a quello del cilindro che costituisce il solido ausiliario; quest ultimo inoltre è tangente alla sfera lungo un meridiano a scelta (meridiano centrale del fuso) Sviluppo della proiezione di Gauss L Italia nel sistema Gauss-Boaga

75 La rappresentazione di Gauss nella cartografia italiana I valori convenzionali per il Fuso Ovest e per il Fuso Est forniscono i seguenti vantaggi: nessuna delle ascisse trova corrispondente valore numerico nei due fusi, evitando qualsiasi possibilità di equivoco nel riferimento dei punti all uno o all altro fuso; la prima cifra del numero che designa le ascisse può servire ad indicare il fuso cui il punto appartiene, poiché, se è 1 trattasi del fuso Ovest, se è 2 di quello est; poiché avendo attribuito al meridiano centrale del fuso est il valore convenzionale di 2520 km (invece di 2500 km) le ascisse di un punto appartenente alla zona di sovrapposizione e riferite perciò ai due fusi, non solo risultano differenti nelle migliaia e nelle centinaia di chilometri, ma anche nelle decine.

76 Sistemi geodetico-cartografici utilizzati in Italia: IL SISTEMA UTM-ED50. Dopo la Seconda Guerra Mondiale, gli Stati europei cercarono di utilizzare un sistema cartografico uniforme derivante da una selezione delle reti geodetiche nazionali. Il sistema UTM è attualmente il più utilizzato in tutti i Paesi nelle cartografie a grande scala. E il reticolato attualmente disegnato sulle carte IGM. Datum: European Datum 1950, Ellissoide di Hayford (Internazionale) orientato a Potsdam (orientamento medio europeo per minimizzare le deformazioni delle regioni periferiche). Rappresentazione cartografica: Conforme di Gauss (Universale Trasversa Mercatore). Secondo tale sistema la superficie terrestre è divisa in 60 fusi di 6 di ampiezza, numerati da 1 a 60 partendo dall'antimeridiano di Greenwich e procedendo verso Est e in 20 fasce di 8 ciascuna in latitudine partendo da j = -80 fino a j = 80. Le fasce sono individuate da lettere dell'alfabeto dalla C fino alla X a partire da Sud, escludendo le lettere I e O. Le intersezioni tra fusi e fasce individuano le zone. L Italia è compresa in due fusi (separati dal meridiano M. Mario) di 6 di ampiezza con meridiani centrali a 9 e 15 di longitudine Est Greenwich (fusi 32 e 33 del sistema internazionale). Solo una parte della penisola salentina appartiene al fuso 34. La coordinata Nord si misura a partire dal piano equatoriale con falsa origine 0 metri nell emisfero Nord. In ogni fuso la coordinata Est ha falsa origine m nel meridiano centrale del fuso. I numeri delle coordinate non ci danno indicazione del fuso di appartenenza. Esempio: ,

77 Universale Trasversa di Mercatore UTM È il tipo di proiezione scelta in base ad accordi internazionali con l obiettivo di realizzare una cartografia omogenea per tutti i paesi del mondo. Il globo è stato suddiviso in: 60 fusi (6 ) 20 fasce (8 ) Fuso+fascia = zona (1200) Il sistema UTM Quadrati cento chilometrici del territorio italiano Le zone sono state suddivise in quadrati di lato pari a 100 km denominati con una coppia di lettere maiuscole Per ogni fuso è stata costruita una proiezione a se stante che utilizza un cilindro tangente al meridiano centrale del fuso

78

79 Fusi e Fasce

80 Cartografia

81 Sistema UTM Sistema Gauss-Boaga EQUATORE Origine ( ;0) EQUATORE Origine ( ;0) F. Ovest ( ;0) F. Est

82 Sistemi geodetico-cartografici: IL SISTEMA UTM-WGS84 Con i rilevamenti satellitari e le tecnologie informatiche, hanno preso campo sistemi di riferimento mondiale studiati in modo da ottenere una buona approssimazione media in ogni parte del globo. Il sistema mondiale attualmente riconosciuto è il WGS-84 (World Geodetic System) sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Tale sistema è definito geocentrico e solidale con la Terra: il centro dell ellissoide coincide con il centro di massa della Terra e si sposta con esso. Al sistema WGS-84 non è associato ufficialmente alcun sistema cartografico di proiezione anche se è sempre più frequente l adozione, già attuata dall IGM, della proiezione UTM con inquadramento WGS-84. Datum: WGS84 (World Geodetic System 1984), sistema geocentrico e solidale con la Terra. Rappresentazione cartografica: Conforme di Gauss (Universale Trasversa Mercatore). Le coordinate geografiche di un punto secondo il datum WGS84 differiscono anche di parecchie centinaia di metri rispetto agli altri datum. Il sistema WGS-84 è il sistema di riferimento adottato nel posizionamento GPS. La quasi totalità delle carte tuttora in circolazione sono riferite ai vecchi sistemi.

83 IL SISTEMA ETRF-2000 (2008.0) Nuovo sistema di riferimento (normato in Gazzetta Ufficiale nel febbraio 2012)

84 Coordinate UTM e coordinate GAUSS-BOAGA Con i termini di coordinate UTM e coordinate GAUSS-BOAGA si intendono solo quelle cartografiche piane (non geografiche). Uno stesso punto ha nel sistema UTM coordinate differenti (di decine o centinaia di metri, a parte le false origini) da quelle del sistema GAUSS-BOAGA. Questa differenza è dovuta al diverso datum geodetico utilizzato (diverso orientantamento dello stesso ellissoide) e alle diverse reti geodetiche scelte per la triangolazione. Il passaggio da coordinate UTM a GAUSS-BOAGA e viceversa è un operazione complessa eseguibile solo con calcoli derivanti da ricerche empiriche. In Italia le attuali cartografie IGM utilizzano il reticolato UTM mentre molte cartografie tecniche regionali utilizzano il reticolato GAUSS-BOAGA.

85 I codici EPSG (European Petroleum Survey Group, SISTEMA ROMA 40 GAUSS BOAGA 3003 (W), 3004 (E) CODICE EPSG ED 50 UTM (FUSO 32),23033 (FUSO 33) WGS 84 UTM (FUSO 32), (FUSO 33) ETRS89 UTM (FUSO 32), (FUSO 33) WGS 84 GEOGRAFICO 4326 ETRS89 GEOGRAFICO 4258 ETRS2000?? 85

86 Georeferenziazione La Georeferenziazione è il processo operativo che permette l assegnazione di coordinate cartografiche ai dati costituenti una immagine geografica. GEOREFERENZIARE un dato, sia di tipo vettoriale che raster, significa riferire quel dato al territorio Ogni punto all'interno dell'immagine viene pertanto definito da una coppia di coordinate facilmente ricavabili, corrispondente ad un punto sul sistema di riferimento geodetico e quindi sul terreno.

87 METODOLOGIA: Come vengono assegnate ad un IMMAGINE le coordinate del sistema di riferimento adottato Cartografia Raster - Individuazione dei punti di controllo (Ground Control Points, GCP) - Assegnazione delle coordinate reali a ciascun GCP (da tastiera o secondo punti ben individuabili da tema vettoriale)

88 La cartografia ufficiale in Italia

89 Organi cartografici ufficiali La legge n.68 del 2 febbraio 1969 (art.1) stabilisce che gli organi cartografici ufficiali dello stato sono: Istituto Geografico Militare (IGMI) Istituto Idrografico della Marina: si occupa di rilievi batimetrici e oceanici, rilievi geodetici lungo le coste, produce carte nautiche necessarie per la navigazione; Sezione Fotocarta dello Stato Maggiore dell'aeronautica, diventato Centro di Informazioni Geotopografiche dell'aeronautica (CIGA); Servizio Geologico, che così come il CIGA, non esegue rilievi topografici, e utilizza carte dell'igmi riportando su queste solo le informazioni relative al rilievo geologico e gravimetrico (o alla navigazione aerea); Amministrazione del Catasto e dei Servizi Tecnici Erariali (ora Dipartimento del Territorio), che rileva mappe alle scale da 1:5000 a 1:500 partendo dalla rete trigonometrica dell'igmi, per scopi fiscali (dipende dal Ministero delle Finanze). Cartografia Tecnica Regionale

90 Altre fonti cartografiche ISTAT Touring Club Italiano Istituto Geografico DeAgostini Automobil Club d Italia Per quanto riguarda altre fonti di cartografia digitale Teleatlas ( Navtech (

91 La cartografia IGMI L Istituto Geografico Militare Italiano, che ha sede a Firenze, è l organo cartografico ufficiale dello Stato Italiano, ha compiti di produzione della cartografia ufficiale e di controllo sull attività cartografica effettuata da altri enti. Vecchia serie Nuova serie foglio Quadrante 1: Tavoletta 1: foglio sezione

92 CARTOGRAFIA IGM Tavolette Sezioni Fogli 50 e 50/L Fogli 100/L e 100 v

93 Mosaicatura cartografia ufficiale Nuova Serie Vecchia Serie

94 La tavoletta Denominazione: 35INE Arco Taglio: ogni tavoletta ha le dimensioni di 7'30'' in longitudine e 5' in latitudine Proiezione e sistema di riferimento: E' inquadrata nella rappresentazione conforme di Gauss - Boaga, nel sistema geodetico nazionale (ellissoide internazionale con riferimento a Roma M. Mario ) La completa copertura del territorio italiano comprende 3545 tavolette, pubblicate a seconda delle aree in una sola delle tre versioni : a un solo colore (nero); a 3 colori (nero, bistro e azzurro); a 5 colori (nero, bistro, azzurro, verde e rosso). TACCA

95 foglio La sezione IV Denominazione: 273 IV Pisa I Taglio: ogni sezione ha le le dimensioni di 6 in latitudine e 10' in longitudine 273 III II sezione Proiezione e sistema di riferimento: è inquadrata nella rappresentazione conforme "Universale Trasversa di Mercatore" (UTM); il sistema di riferimenti geodetico è basato sull'ellissoide internazionale con orientamento medio europeo ED 1950 (serie 25), ovvero l ETRS89, basato sull ellisoide GRS80 (serie 25 DB) La longitudine è riferita al meridiano di Greenwich Il territorio italiano è coperto da 2298 sezioni, stampate a 4 colori La sezione abbraccia una zona di terreno pari circa 150 kmq contro i circa 100 kmq della " tavoletta".

96 Cartografia IGM 1:25000 La sezione

97 Al sistema di riferimento fatto da meridiani e paralleli (reticolato geografico) si sovrappone un sistema di riferimento cartesiano, costituito da una rete di maglie quadrate il cui lato misura 1 km, detto reticolato chilometrico UTM, che è riferito al sistema geodetico europeo (ED 50)

98 Cartografia IGM 1:25000

99 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE (CTR) Regioni/Province (1:5000 o 1:10000) Province/Comuni (1:1000 o 1:2000) Viene prodotta dalle Regioni ed è un sottomultiplo della carta serie 50 dell I.G.M.. Ogni elemento cartografico 1: è suddiviso in sedici elementi 1: Gli elementi scala 1:10000 sono detti anche Sezioni (da non confondere con le Sezioni I.G.M. a scala 25000

100 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE (CTR) Non esiste una legislazione che stabilisca le modalità di produzione. Alcuni criteri tecnici di progettazione, esecuzione e collaudo sono stati proposti, prima del suo scioglimento, dalla Commissione Geodetica Italiana per assicurare che venga prodotta una cartografia omogenea.

101 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE (CTR)

102 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE (CTR) Regioni/Province (1:5000 o 1:10000) Province/Comuni (1:1000 o 1:2000) Negli ultimi anni gli elementi vengono prodotti in forma numerica. Carte tecniche a scala maggiore (1:2000) non hanno un taglio definito essendo realizzate principalmente per coprire i centri abitati e quindi si sviluppano in genere su aree di dimensioni variabili. Per la cartografia a queste scale i convenzionalismi sono quasi assenti, tutti i particolari, a differenza delle carte topografiche dell I.G.M., possono essere rappresentati in scala. Non esiste una legislazione specifica che stabilisca le modalità di produzione.

103 Cartografia catastale Dipende dal Dipartimento del Territorio: ha inizio nel 1886, con la Legge Messedaglia per il riordino dell imposta fondiaria. Il suo scopo è essenzialmente certificare la proprietà dei beni immobili, basandosi sulla rappresentazione della particella catastale: ben determinata porzione continua di terreno, situata in un unico Comune, appartenente a un unico possessore, assoggettata a un unica specie di coltura (o riservata a un unica destinazione d uso). La cartografia catastale è organizzata per giurisdizioni amministrative comunali, suddivise in sezioni censuarie. Sistema di riferimento: ellissoide di Bessel Rappresentazione: Cassini-Soldner Gauss Boaga fogli di mappa, normalmente alla scala 1:2.000 Territorio nazionale: oltre Oggetti rappresentati nella cartografia catastale: singole particelle viabilità, idrografia e altri particolari topografici di interesse confini amministrativo comunali, provinciali, regionali e statali limiti di sezioni e fogli punti trigonometrici, curve di livello e punti quotati (nelle mappe recenti e aggiornate)

104 Sistemi geodetico-cartografici utilizzati in Italia: IL SISTEMA CATASTALE Il Sistema catastale prevede la presenza di coordinate negative per ogni centro di sviluppo. Le coordinate X e Y sono invertite rispetto all uso comune. A partire dal 1942 iniziò la conversione della cartografia catastale con l adozione della rappresentazione conforme di Gauss-Boaga sull ellissoide internazionale. Purtroppo questa operazione non è ancora ultimata e quindi in alcuni casi vi possono essere problemi nell uso congiunto di carte catastali e regionali (queste ultime, più recenti, sono tutte nel sistema Gauss Boaga).

105 Mosaicatura cartografia ufficiale Nuova Serie Vecchia Serie

106 Cartografia tematica Possibili distinzioni in base a: categorie di temi antropico (densità demografica, caratteristiche socioeconomiche della popolazione, forme di utilizzo del suolo); fisico (fenomeni naturali: clima, geologia, vegetazione). modalità e tecniche di raffigurazione caratteristiche in base alla prevalenza di segni puntiformi, lineari, areali

107 Esempi di cartografia tematica Carte stradali o turistiche; Carte di uso del suolo; Carte della densità della popolazione; Carte del rischio idro-geologico; ecc.

108

109 Questo materiale è in parte inedito e in parte raccolto da varie fonti. Queste ultime, se conosciute, sono citate qui sotto. Ci scusiamo in anticipo se presenti altri autori non citati. Bibliografia è COSTA M., Geografia col PC, Nuova Italia Scientifica, Roma, è è è CUCCOLI L. -TORRESANI S., Introduzione alla cartografia e alle rappresentazioni grafiche, CLUEB, Bologna, DANA P. H., Coordinate Systems Overview, NCGIA Core Curriculum in GIScience, DANA P. H., The Geographer's Craft Project, Department of Geography, The University of Colorado at Boulder, è ROBINSON A. H. -MORRISON J. L. -MUEHRCKE P. C. -KIMERLING A. J. -GUPTILL S. C., Elements of Cartography, Wiley, New York, 1995.

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