I Sistemi Geodetici di Riferimento

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1 I Sistemi Geodetici di Riferimento e la Topografia di precisione per le grandi infrastrutture dell ingegneria civile Salerno, 4 marzo 2015 I Sistemi Geodetici di Riferimento Le problematiche derivanti dall uso di più Sistemi Renzo Maseroli Istituto Geografico Militare Renzo Maseroli 04/03/2015 1

2 In Italia sono stati adottati nel tempo vari Sistemi di Riferimento, senza mai abolire i precedenti Sistemi Locali: Bessel su Genova; Catastale; ROMA40; ED50 Sistemi Globali: ETRF89; ETRF2000 L utilizzo contemporaneo di più Sistemi di Riferimento può generare problemi non indifferenti Renzo Maseroli 04/03/2015 2

3 L approccio più generale al problema della trasformazione delle coordinate fra due Sistemi di Riferimento (es. un Globale: ETRF89; e un Locale: ROMA40) è quello di considerare una trasformazione fra i due sistemi cartesiani associati ai due riferimenti X X G E X Z ETRF89 E Z G Z G X L L E Y Y G Y Z L Y L ROMA40 2 N 1 e h sen Renzo Maseroli 04/03/2015 Funziona per Sistemi geometricamente corretti 3 X Y Z 3 traslazioni e 3 rotazioni: RIGIDA N h cos cos N h cos sen 3 traslazioni, 3 rotazioni, 1 fattore di scala: CONFORME 3 traslazioni e 3 rotazioni e più fattori di scala: AFFINE X Y Z 1 L 1 L 1 L X G Y ( 1 S) R( E,E,E ) Y Z L G L G L X Y Z X Z 1 G 1 G 1 G

4 Punti di 1 ordine Punti appositamente calcolati Area di utilizzazione ROMA40 ED50 Differenze in latitudine: D ordini 354 esteri appositamente 68 Usati complessiv Renzo Maseroli 04/03/2015 4

5 Punti coincidenti Punti di 1 ordine Punti appositamente calcolati Area di utilizzazione ROMA40 ERTF89 Coincidenti ordini 154 esteri apposit. 54 Usati complessivamente 829 Renzo Maseroli 04/03/2015 5

6 latitudine Curve generate fra due Sistemi ideali con geometrie non deformate localmente Le differenze sono dovute unicamente ai due diversi ellissoidi e alle differenti posizioni Curve di uguale differenza in longitudine: D longitudine Renzo Maseroli 04/03/2015 6

7 Latitudine [sessadecimali] ROMA40-ETRF89 Curve di uguale D (valori da 2.20 a 2.50 ) Longitudine [sessadecimali] Renzo Maseroli 04/03/2015 7

8 L IGM ha dato soluzione al problema nel 2002 ufficializzando il metodo: VERTO che considera i 4 Sistemi più utilizzati in Italia: ROMA40 ED50 ERTF89 ERTF2000 Il metodo si basa sulla presenza sul territorio di punti doppi Su ciascun punto doppio si può calcolare, ad esempio, la differenza in latitudine: D Renzo Maseroli 04/03/2015 8

9 Partendo dalle griglie irregolari dei valori: con un algoritmo di interpolazione sono state calcolate 7 griglie regolari a copertura dell intero territorio nazionale: D, D D ROMA40 - ED50 D ROMA40 - ED50 D ROMA40 - ETRF89 D ROMA40 - ETRF89 D ETRF89 ETRF2000 D ETRF89 - ETRF2000 Dh ETRF89 - ETRF Ogni griglia è composta da valori, e costituisce una matrice di 153 righe per 109 colonne Il passo delle griglie è 7 30 per 5 e coincide, con il taglio delle tavolette Renzo Maseroli 04/03/2015 9

10 Si assegna così a ciascun punto della griglia un valore di differenza univoco Per fogli al 50000: (600 km 2 ) 235.gk1 235.gk2 Per punti IGM95: (300 km 2 ) gk gk2 agli altri punti del territorio si assegna altresì un valore univoco tramite un algoritmo di interpolazione bilineare fra i valori dei 4 vertici della cella in cui ciascun punto ricade Esempio: D ED50 - ROMA40 Renzo Maseroli 04/03/

11 Renzo Maseroli 04/03/ Anno 2002 IGM GEOGRAFICO ISTITUTO MILITARE Verto1 versione marzo 2002 Sistemi: ROMA40, ED50, ETRF89 Solo coordinate geografiche Dati da tastiera Tratta file: ASII e xls Griglie: gr1 IGM GEOGRAFICO ISTITUTO MILITARE Coordinate geografiche e piane: GB, UTM, TM Verto2 versione marzo 2002

12 Renzo Maseroli 04/03/ Anno 2006 Anno 2007 IGM GEOGRAFICO ISTITUTO MILITARE Verto2+ versione marzo 2006 Coordinate piane in fusi diversi da quello di appartenenza Griglie: gr1, gr2 IGM GEOGRAFICO ISTITUTO MILITARE Verto2mila versione marzo 2007 IG ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE M calcolo e applicazione di parametri di rototraslazione Tratta file: ASII e shapefile Verto3 versione gennaio 2006

13 Sistemi: ROMA40, ED50, ETRF89, ETRF2000 Griglie: gk1, gk2 IGM ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE Anno 2009 IGM ISTITUTO GEOGRAFICO MILITARE Verto2k versione 1.0 IGM GEOGRAFICO ISTITUTO MILITARE - gennaio 2006 Verto2ks versione ottobre 2007 Verto3 versione gennaio 2009 Renzo Maseroli 04/03/

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17 Renzo Maseroli 04/03/ Da novembre 2011 sono disponibili le stesse griglie nel formato NTv2 binario Contengono gli stessi valori e forniscono quindi gli stessi risultati, ma sono accettate da buona parte dei software GIS più diffusi, e consentiranno quindi una maggiore fruibilità dei dati L NTv2 (National Transformation Version 2) è un formato sviluppato dalla Geodetic Survey Division Geomatics Canada, per consentire le trasformazioni di coordinate fra alcuni sistemi di riferimento nordamericani (NAD27, NAD83). Negli ultimi anni il formato NTv2 si è diffuso a livello internazionale, fino a costituire oggi uno diffuso standard per la memorizzazione dei valori di passaggio fra sistemi realizzati mediante modelli a maglia regolare.

18 Renzo Maseroli 04/03/ Le griglie GR? e GK? Hanno un formato prestabilito: equivalente alla superficie di un foglio della carta d Italia alla scala 1: o ad un intorno dei punti IGM95 Nel formato NTv2 la griglia è posta in cessione per rettangoli geografici di estensione variabile, che l utente può definire, in base alle proprie esigenze, indicandone gli estremi geografici

19 Considerando 4 Sistemi le griglie possibili sono 12 Al fine di scoraggiare le trasformazioni verso i sistemi del passato, favorendo invece il passaggio all'etrf2000, come prevede il DPCM del 10/11/2011, per ciascuna richiesta verranno forniti soltanto 3 file con estensione GSB Esempio: File forniti sempre: _ _R40_F00.gsb _ _E50_F00.gsb _ _F89_F00.gsb File forniti su richiesta: _ _R40_E50.gsb _ _R40_F89.gsb _ _E50_F89.gsb Renzo Maseroli 04/03/

20 Renzo Maseroli 04/03/ Ciascuna griglia è georefenziata nel sistema di partenza, ed il segno delle differenze è tale da consentire la somma dei valori per passare dal primo sistema al secondo Alcuni software GIS consentono il corretto utilizzo anche in senso inverso, altri no File inversi forniti su richiesta: _ _F00_R40.gsb _ _F00_E50.gsb _ _F00_F89.gsb _ _E50_R40.gsb _ _F89_R40.gsb _ _F89_E50.gsb

21 La dimensione minima: 20 in longitudine per 12 in latitudine, corrispondente alla superficie di un foglio della carta d Italia alla scala 1: (circa 600 km 2 ) Le coordinate che determinano i limiti del rettangolo devono essere approssimate al primo sessagesimale. Il costo è di 0.06 Euro a km 2, conteggiando solo le aree ricadenti sulla terraferma, con un minimo di Euro viene fornito un file ASCII (ultime lettere del nome: REP) contenente un report della creazione delle griglie Su richiesta viene fornito un ulteriore file DXF, contenente il rettangolo richiesto, sullo sfondo dei fogli al Le griglie NTv2 non contengono valori altimetrici Renzo Maseroli 04/03/

22 Renzo Maseroli 04/03/ Sistemi Geodetici nei GIS La gran parte dei GIS, compresi gli open source, fa riferimento, per i Sistemi Geodetici, al Geodetic Parameter Dataset dell EPSG (European Petroleum Survey Group) appartenente all OGP (International Oil and Gas Producers Association) Il database EPSG contiene un gran numero di Sistemi di Riferimento ed i relativi sistemi proiettati Non sempre però, sia i parametri che le descrizioni dei Sistemi, risultano del tutto rigorose o complete, il che può indurre l utente a non individuare correttamente il Riferimento da assegnare ai propri dati L IGM ha quindi ritenuto opportuno fare il punto sui codici più opportuni da usare per i Sistemi in utilizzati in Italia: ETRF2000 ETRF89 ED50 ROMA40

23 Realizzazione ETRF2000 epoca I corretti codici da utilizzare sono: Name Identifier CRS kind CS Axes RDN geocentric X,Y, Z RDN D geographic,, h RDN D geographic, RDN2008/TM Projected Nord, Est RDN2008/TM Projected Nord, Est RDN2008/TM Projected Nord, Est RDN2008/Italy zone 6875 Projected Nord, Est RDN2008/Zone Projected Nord, Est implementati nell EPSG gennaio 2014 su richiesta dell IGM prevista a breve l'adozione nelle più diffuse librerie che ne consentiranno l impiego nei software GIS "Italy zone" è "Fuso Italia introdotto nel 2003 per evitare le discontinuità dei fusi tradizionali "Zone 12" è "Fuso 12 introdotto nel 2013 per le aree a cavallo fra i fusi 32 e 33 Renzo Maseroli 04/03/

24 Realizzazione ETRF89 I corretti codici da utilizzare sono: Attenzione alle note esplicative, presenti nella documentazione EPSG, che trattano delle differenze fra ETRS89 ed ETRF89, che risultano in realtà poco chiare Name Identifier CRS kind CS Axes ETRS geocentric X,Y, Z ETRS D geographic,, h ETRS D geographic, ETRS89/UTM zone 32N Projected Nord, Est ETRS89/UTM zone 33N Projected Nord, Est ETRS89/UTM zone 34N Projected Nord, Est ETRS89 / LAEA Europe 3035 Projected Nord, Est ETRS89 / LCC Europe 3034 Projected Nord, Est È invece sconsigliato l utilizzo del Sistema indicato come IGM95 con i seguenti indicatori: utilizza l ellissoide WGS84 al posto del GRS80 Name Identifier CRS kind CS Axes IGM geocentric X,Y, Z IGM D geographic,, h IGM D geographic, IGM95/UTM zone 32N 3064 Projected Nord, Est IGM95/UTM zone 33N 3065 Projected Nord, Est Renzo Maseroli 04/03/

25 Renzo Maseroli 04/03/ Sistema ED50 I corretti codici da utilizzare sono: Name Identifier CRS kind CS Axes ED D geographic, ED50/UTM zone 32N Projected Nord, Est ED50/UTM zone 33N Projected Nord, Est ED50/UTM zone 34N Projected Nord, Est

26 Sistema ROMA40, long. M. Mario Quando le long. sono correttamente espresse da M. Mario, i corretti codici da utilizzare sono: Name Identifier CRS kind CS Axes Monte Mario (Rome) D geographic, Monte Mario (Rome) / Italy zone Projected Nord, Est Monte Mario (Rome) / Italy zone Projected Nord, Est Si sconsiglia l utilizzo dei proiettati: anche se corretti sono deprecati In ROMA40 è divenuto comune, specialmente nei GIS, riferire le longitudini a Greenwich, attraverso la costante In questo caso i codici corretti sono: Name Identifier CRS kind CS Axes Monte Mario D geographic, Monte Mario / Italy zone Projected Nord, Est Monte Mario / Italy zone Projected Nord, Est I codici 3003 e 3004 possono essere usati al posto dei e Renzo Maseroli 04/03/

27 Renzo Maseroli 04/03/ Altri codici da non utilizzare Nel documento relativo alle regole tecniche per il Repertorio Nazionale dei dati territoriali del DM 10 novembre 2011 (par MD_ReferenceSystemCode Codici EPSG), sono citati i seguenti codici: Name Identifier CRS kind CS Axes WGS geocentric X,Y, Z WGS D geographic,, h WGS D geographic, WGS 84 / UTM zone 32N Projected Nord, Est WGS 84 / UTM zone 33N Projected Nord, Est WGS 84 / UTM zone 34N Projected Nord, Est Il sistema globale WGS84 è stato spesso confuso in Italia con l ETRF89 Questi codici non devono essere utilizzati in nessun caso in Italia, neanche quando i dati stessi riportano una generica indicazione al WGS84 Le uniche versioni del Sistema Globale adottate in Italia sono l ETRF89 e l ETRF2000

28 Renzo Maseroli 04/03/ Utilizzo dei file *.PRJ E sempre opportuno che un insieme di dati geografici sia accompagnato dall'indicazione del Sistema Geodetico a cui i dati stessi appartengono Quando i dati siano espressi nel formato shapefile, le informazioni relative al Sistema di Riferimento sono contenute in un file ausiliario con estensione prj Normalmente i software GIS producono tali file al momento del salvataggio degli shapefile Per sopperire alla loro eventuale mancanza, ad esempio nel caso di trasformazione del Sistema di Riferimento, l'igm ha compilato i file relativi ai Sistemi più utilizzati in Italia Tali file, insieme alle tabelle mostrate, sono scaricabili dal sito: - Servizio Geodetico - Annunci Scarica i file prj

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