RILIEVO DI PARTICOLARI TOPOGRAFICI I PARTICOLARI TOPOGRAFICI Nella topografia classica il territorio viene rappresentato in maniera discreta, considerando solo quei punti che ne descrivono la forma e le dimensioni in maniera sufficientemente corretta. I punti utilizzati nel rilievo sono detti caratteristici, o di dettaglio (topografia per punti). I punti di dettaglio vengono poi utilizzati nella costruzione delle mappe e delle carte per rappresentare graficamente il territorio e i suoi oggetti. Pertanto essi dovranno definire i particolari e gli elementi significativi del terreno e dei manufatti che comprende (per cui sono anche chiamati particolari topografici). La fedeltà rappresentativa del rilievo e le sue corrette implicazioni economiche dipendono dal numero e dal tipo di punti di dettaglio selezionati. Con un numero troppo limitato di punti verrebbero prodotte carte poco rappresentative del territorio. Con un numero troppo elevato di punti verrebbero prodotte carte inutilmente costose. Il rilievo dei punti di dettaglio deve sempre essere preceduto dalla realizzazione della rete di inquadramento, che fornirà l insieme dei punti noti da cui partire per rilevare i particolari del territorio 2
DALL INQUADRAMENTO AL DETTAGLIO Prima si effettua l inquadramentol inquadramento,, poi, partendo da questo, il dettaglio 3 LA NUMERAZIONE DEI PUNTI I punti di dettaglio costituiscono la grande maggioranza dei punti del rilievo (ma richiedono minore precisione rispetto a quelli di inquadramento). Essi vengono numerati progressivamente e sono riferiti ad uno o più punti della rete di inquadramento ed in seguito vengono riportati sulla carta fornendo la rappresentazione grafica del territorio. 4
IL RUOLO DELLA SCALA Nei punti di dettaglio (al contrario dei punti di inquadramento) la precisione dipende dagli aspetti grafici (errore di graficismo ¼ mm), quindi è direttamente condizionata dalla scala di rappresentazione Inoltre i particolari visibili su una carta (dunque quelli cha vanno rilevati) sono anch essi da mettere in relazione alla scala di rappresentazione (oltre che dagli scopi per cui viene realizzata la carta stessa), che, pertanto, condiziona direttamente anche il numero dei punti rilevati Esempio: fabbricato di larghezza 8m In scala 1:25.000 dovrebbe essere rappresentato con un segmento 0,32mm In scala 1:2.000 può essere rappresentato realmente con un segmento 4mm 5 NATURA DEI PUNTI DI DETTAGLIO ELEMENTI NATURALI 1. la morfologia (elementi salienti che nel loro insieme costituiscono le caratteristiche fisiche del territorio) 2. la vegetazione (singole essenze, filari o zone di copertura) 3. l'idrografia (corsi d'acqua, canali, fossati, linee di compluvio e displuvio ELEMENTI ARTIFICIALI 1. la rete viaria (cigli e assi di strade e ferrovie con i relativi manufatti come ponti, passi, aiuole, pedonali, svincoli) 2. insediamenti urbani (edifici, monumenti, elementi di arredo urbano e quant'altro concorra alla formazione del tessuto urbano) 3. reti tecnologiche (linee elettriche, telefoniche, fognature, ecc., con i loro manufatti quali pali, tralicci, pozzetti, caditoie) 4. Confini (possono essere sia di proprietà che di coltura) 6
Il rilievo deve sempre essere preceduto da un attento sopralluogo durante il quale sarà verranno redatti gli eidotipi, perlopiù uno per ogni stazione di rilievo, sui quali andranno riportati, sotto forma di schizzo, tutti i particolari da rilevare. Su di esso verranno individuati i punti da rilevare a cui verrà poi assegnato un codice di identificazione, perlopiù di tipo numerico e progressivo (1, 2, 3, 4, 5..) nell ambito di tutto il rilievo o di ciascuna stazione di partenza (A1, A2, A4, A5,..). EIDOTIPO 7 METODI DI RILIEVO PLANIMETRICO DEI PARTICOLARI
METODI DI RILIEVO In passato i metodi di rilievo planimetrico dei particolari erano numerosi, perlopiù legati all impiego di strumenti molto semplici. La moderna tecnologia ha reso molti di questi metodi non più attuali mentre ha enfatizzato le caratteristiche di altri. Oggi il metodo che più degli altri beneficia delle opportunità fornite dalle moderne stazioni totali è il metodo per irradiamento, che dunque, è il più utilizzato. In alcuni contesti trova pure applicazione il metodo per allineamenti e squadri ; gli altri metodi, di fatto, sono ormai abbandonati. ALLINEAMENTI E SQUADRI IRRADIAMENTO A,B,C,D,E,. INQUADRAMENTO 9 METODO: IRRADIAMENTO Occorre fare stazione con un goniometro su un punto della rete di inquadramento (dunque di posizione nota). Dopo avere orientato correttamente il cerchio orizzontale, si collimano i punti di dettaglio misurando in corrispondenza di ciascuno l azimut azimut e la distanza dalla stazione (coordinate polari). L operazione di orientamento del cerchio orizzontale consiste nel far coincidere l origine del cerchio con la direzione passante per la stazione e parallela all asse delle ordinate. 10
METODO: IRRADIAMENTO In passato le distanze venivano misurate in modo diretto (quando il numero dei punti era modesto), o in modo indiretto collocando la stadia su ciascun punto di dettaglio. Dunque il campo d azioned della stazione era modesto ( 100-150m) Attualmente vengono utilizzate stazioni totali con le quali la distanza viene misurata in modo elettronico con grande rapidità, e dilatando significativamente il campo d azioned della stazione ( 1Km ostacoli permettendo) Da ciascuna stazione si rileveranno i punti da essa visibili e in posizione conveniente. Tuttavia è buona norma scegliere alcuni punti (2 o 3) da rilevare da due stazioni contigue; ciò permetterà di eseguire controlli 11 IL LIBRETTO DELLE MISURE Le misure eseguite venivano trascritte in un apposito libretto o registro delle misure, strutturato in modo da tener conto della strumentazione utilizzata Attualmente le misure non sono più trascritte manualmente, ma registrate automaticamente sui dispositivi di memorizzazione dello strumento RILIEVO: parcheggio pubblico sulla via Manzoni OP.: Geom. Rossi STAZIONE: S1 X = 51,360m Y = 38,482m ST.: GTS 6/B P.to AZIMUT DISTANZE DESCRIZIONE 1 317,1730 40,615 ciglio strada 2 346,0380 22,530 ciglio strada 3 374,5690 18,143 ciglio strada 4 49,2480 30,688 ciglio strada 5 346,8270 20,430 bordo ingresso del parcheggio 6 367,8965 17,102 bordo ingresso del parcheggio 7 335,1965 16,740 bordo ingresso del parcheggio 8 359,7760 12,460 bordo ingresso del parcheggio 9 327,2315 16,977 bordo ingresso del parcheggio 10 320,0660 20,388 bordo parcheggio... 12
IRRADIAMENTO IN AMBITO CATASTALE Nel contesto dei rilievi catastali gli oggetti sono fabbricati e linee di confine. Il metodo di rilievo per irradiamento deve poi essere inserito nel contesto di una maglia triangolare di punti noti detti punti fiduciali collegati a mezzo di una serie di stazioni (dette stazioni celerimetriche) Le stazioni sono indicate con 100, 200, 300, ecc.. mentre i punti di dettaglio sono codificati in modo progressivo partendo dal numero che individua ciascuna stazione( es. 101, 102, 103, ecc. ; 501, 502, 503, ecc.) 13 METODO: ALLINEAMENTI E SQUADRI Occorre definire uno o più allineamenti principali, che non contengono punti da rilevare, ma che fungono da inquadramento alle successive operazioni. Vengono poi definiti gli allineamenti secondari, che iniziano da punti sugli allineamenti principali e a loro ortogonali (squadri realizzati con strumenti) facendoli passare per i punti da rilevare Infine si eseguono le misure delle distanze sia sugli allineamenti principali (X) che quelle sugli allineamenti secondari (Y) che permettono il posizionamento inequivocabile dei punti di dettaglio da rilevare ALLINEAMENTO SECONDARIO ALLINEAMENTO PRINCIPALE 90 14
METODO: ALLINEAMENTI E SQUADRI Gli allineamenti principali devono essere baricentrici rispetto ai particolari topografici da rilevare In generale gli estremi di questi allineamenti sono punti della rete di inquadramento rilevati in precedenza, in ogni caso essi devono essere ben definiti e facilmente ripristinabili ALLINEAMENTO SECONDARIO ALLINEAMENTO PRINCIPALE 15 LA CELERIMENSURA
I PROBLEMI CONNESSI AL RILIEVO DEI PARTICOLARI Nelle reti di inquadramento, che riguardano sempre pochi punti, il problema maggiore è la precisione da raggiungere nel posizionamento dei punti. Al contrario, nel rilievo dei particolari, la precisione è assai meno rilevante, mentre divengono importantissime la tecnica operativa e l organizzazione del rilievo, al fine di renderlo efficiente e rapido, considerando che esso deve sempre essere esteso a un cospicuo numero di punti. Nella prima metà dell 800, Ignazio Porro, teorizzò la razionalizzazione delle tecniche di rilievo dei particolari considerando contemporaneamente sia l aspetto planimetrico che quello altimetrico. Propose dunque una nuova tecnica operativa di rilievo di dettaglio che chiamò celerimensura, a mezzo della quale, venne eseguita buona parte dei lavori cartografici di piccole e grandi estensioni (in questo caso fino all avvento della fotogrammetria). 17 IL TACHEOMETRO Ignazio Porro, non circoscrisse il suo lavoro alla sola razionalizzazione e ottimizzazione della tecnica di rilevamento, ma concepì anche lo strumento da utilizzare nella nuova tecnica di rilievo. Tale strumento era il tacheometro, goniometro di modesta precisione ma, per l epoca, di facile e rapido impiego. (in effetti la celerimensura talvolta veniva chiamata tacheometria) Sotto l aspetto teorico il principio della celerimensura: è quello di abbinare contemporaneamente al rilievo planimetrico per irradiamento (coordinate polari), la livellazione tacheometrica, realizzando la sintesi dei due metodi di rilievo e ottenendo la posizione spaziale dei punti di dettaglio. 18
LA CELERIMENSURA CLASSICA (Tacheometro e stadia) Lo strumento usato sia per la misura degli angoli, sia per la misura indiretta delle distanze (con stadia verticale), sia per la misura del dislivello, era, come detto, il tacheometro, il cui cerchio orizzontale veniva orientato, mediante l'apparato di ripetizione. l s l m l i Z ϕ P (X; Y; Q) AB Y h S S (X S ; Y S ; Q S ) ϑ X D EQUAZIONI DELLA CELERIMENSURA CLASSICA X = X S + KS sen 2 ϕ sen ϑ Y = Y S + KS sen 2 ϕ cos ϑ Q = Q S + KS sen ϕ cos ϕ + h S l m 19 LA CELERIMENSURA MODERNA (Stazione Totale) Lo strumento usato per la misura di angoli, distanze e dislivelli, è la stazione totale elettronica, con prisma riflettente collocato sui punti di dettaglio. Essa può anche fornire direttamente le coordinate dei punti rilevati dalla stazione. * h P Z ϕ P (X; Y; Q) AB Y h S S (X S ; Y S ; Q S ) ϑ X D EQUAZIONI DELLA CELERIMENSURA MODERNA Con stazione non configurata X = X S + D sen ϑ Y = Y S + D cos ϑ Q = Q S + * + h S h P 20
ORGANIZZAZIONE DEL RILIEVO DEI PARTICOLARI PICCOLE ESTENSIONI Si realizza una poligonale principale che interessa la globalità del territorio collocata in prossimità del confine. Su di essa viene poi eseguita una livellazione composta dal mezzo per la definizione precisa delle quote. Da essa, successivamente, si sviluppano le poligonali secondarie i cui vertici dovranno essere distribuiti realizzando la necessaria densità per rilevare i dettagli. 22
MEDIE E GRANDI ESTENSIONI In questo caso il compito delle poligonali, principali e secondarie, è quello di raffittimento finale. Il loro impiego deve essere preceduto dall esecuzione di una rete di livello superiore realizzata con triangolazioni (in passato) o con GPS (oggi) (NELLA CONCEZIONE CLASSICA) Quando poi l estensione diviene molto grande (intere regioni) oggi l unico modo di procedere per realizzare il rilievo dei particolari e produrre la carta del territorio, è quello fotogrammetrico 23 RILIEVO DEI PARTICOLARI ALTIMETRICI
LA QUOTA DEL PIANO DI MIRA Il piano di mira di un livello in una data stazione, è il piano orizzontale generato dalla rotazione della linea di mira del cannocchiale attorno all asse generale del livello (perfettamente rettificato e con bolla centrata). La quota del piano di mira è la quota comune a tutti i punti del piano orizzontale prima descritto. Essa trova convenienti applicazioni nel calcolo delle quote dei punti di dettaglio rilevati con il livello. Il suo valore si ottiene sommando la lettura l m al filo medio della stadia collocata su un punto C di quota nota, detto caposaldo, alla sua quota Q C : Q S l m Q + S = QC lm Q C C S 25 RILIEVO ALTIMETRICO LUNGO UNA LINEA
RILIEVO ALTIMETRICO DI UNA LINEA IN COSA CONSISTE: in una tecnica di rilievo di dettaglio, generalmente realizzata con il livello, usata per rilevare l andamento altimetrico del terreno secondo i lati di un percorso (linea con tratti rettilinei spezzati, ma anche con tratti curvilinei) che si sviluppa nello spazio. (es. asse di una strada costruita o da realizzare, di un canale, di una fognatura, di una linea elettrica ecc..). I PUNTI CARATTERISTICI: durante il sopralluogo sul terreno, percorrendo ciascuno lato della linea, vengono fissati i punti caratteristici, in cui si avverte un cambiamento di pendenza del terreno (picchetti). Questi punti verranno poi utilizzati per realizzare la rappresentazione grafica del terreno. IL LORO NUMERO: dipende dalle particolarità e dalle irregolarità altimetriche presenti sulla linea da rilevare, oltre alla scala di rappresentazione. profilo del terreno 27 RILIEVO ALTIMETRICO DI UNA LINEA LE MISURE: le distanze parziali tra i punti caratteristici di dettaglio sulla linea possono essere misurate in modo diretto, mentre i dislivelli si misurano, perlopiù, nell ambito di una livellazione geometrica composta dal mezzo LA LIVELLAZIONE: alcuni opportuni punti caratteristici vengono utilizzati per sviluppare una livellazione geometrica composta dal mezzo (dunque determinati altimetricamente con buona precisione), mentre la posizione altimetrica degli altri punti (detti punti intermedi) viene rilevata con il metodo in prossimità di un estremo LA RAPPRESENTAZIONE GRAFICA: (profilo longitudinale) è costituita dal profilo del terreno secondo i lati della linea sviluppata su un piano verticale 28
ESEMPIO DI RILIEVO DI UNA LINEA Facciamo riferimento alla linea A-E che si sviluppa nello spazio. Su di essa sono stati definiti i punti su cui eseguire la livellazione geometrica composta dal mezzo (A, B, C, D, E), e quelli intermedi di dettaglio definiti con una livellazione il prossimità di un estremo (1, 2, 3, 4, 5, ecc.. ). Il rilievo altimetrico della linea inizia con la scelta del caposaldo di riferimento, che immaginiamo situato in prossimità del primo punto A (e sarà il primo punto collimato), e si sviluppa poi con le stazioni del livello per rilevare i punti di dettaglio sulla linea Caposaldo Q=40m S 3 D 9 7 8 10 11 E A S 1 5 C 6 S 4 1 2 3 B 4 S 2 battute su punti intermedi battute su punti della livellazione composta 29 LA 1 A STAZIONE S 1 Da essa si collima, per prima cosa, la stadia collocata sul caposaldo per determinare la quota del piano di mira del livello in S 1. Essa verrà utilizzata nel calcolo delle quote dei punti rilevati dalla stessa stazione Q S = 40 + 2,264 42, 264m 1 = l=2,264 Q S = 42,264 1 Q=40m S 1 Caposaldo 30
LA 1 A STAZIONE S 1 Dopo avere determinato la quota del piano di mira del livello in S 1, si collima la stadia collocata in A, 1, 2,.B (che costituiscono il primo lato della linea) La quota di ciascun punto collimato da S 1, viene ottenuto sottraendo la relativa lettura alla stadia alla quota del piano di mira della stazione Q A = 42,264 2,778 = 39, 486m Q = 42,264 2,055 40, 209m 1 = Q2 = 42,264 1,926 = 40, 338m Q = 42,264 1,522 40, 742m 3 = Q S = 42,264 1 l i A =2,778 l 1 =2,055 l 2 =1,926 l 3 =1,522 l a B =1,474 A 1 2 S 1 B 3 Q B = 42,264 1,474 = 40, 790m 31 LA 2 A STAZIONE S 2 La quota di B permette di calcolare la quota del piano di mira del livello in S 2, eseguendo la battuta sulla stadia collocata in B, e sommandola alla stessa quota di B Successivamente si procede alla determinazione della quota di ciascun punto collimato da S 2 Q = 2 S = 40,790 + 2,612 43, 402m Q4 = 43,402 2,444 = 40, 958m Q = 43,402 2,362 41, 040m 5 = Q S = 43,402 2 Q S = 42,264 1 li B =2,612 l 4 =2,444 l 5 =2,362 l a C =2,008 B S 1 QB =40,790 4 S 2 C 5 Q C = 43,402 2,008 = 41, 394m 32
Q = 3 LA 3 A STAZIONE S 3 S = 41,394 + 1,321 42, 715m Q = 42,715 1,564 41, 151m 6 = Q7 = 42,715 1,615 = 41, 100m Q = 42,715 1,423 41, 292m 8 = Q S 2 = 43,402 Q S = 42,715 3 l i C =1,321 l 6 =1,564 l 7 =1,615 l 8 =1,423 l a D =1,297 S 2 C Q C =41,394 6 8 D 7 S 3 Q D = 42,715 1,297 = 41, 418m 33 Q = 4 LA 4 A STAZIONE S 4 S = 41,418 + 2,926 44, 344m Q9 = 44,344 2,805 = 41, 539m Q10 = 44,344 2,701 = 41, 643m Q = 44,344 2,687 41, 657m 11 = Q S = 44,344 4 Q S = 42,715 3 l i D =2,926 l 9 =2,805 l 10 =2,701 l 10 =2,687 l a E =2,435 S 4 10 11 E D S 3 QD =41,418 9 Q E = 44,344 2,435 = 41, 909m 34
IL REGISTRO DELLE MISURE Le misure del rilievo altimetrico della linea ABCDE vengono raccolti in un registro che può presentare la seguente forma: Staz. S 1 S 2 S 3 S 4 Punti CAP. A 1 2 3 B B 4 5 C C 6 7 8 D D 3 4 5 E Dist. Prog. 0,00 16,30 36,40 48,10 62,56 87,90 100,40 112,70 132,60 155,70 175,90 187,00 205,20 237,90 260,40 282,70 Letture filo medio della stadia Indietro Intermedio Avanti 2,778 2,264 2,055 1,926 1,522 1,474 2,612 2,444 2,362 2,008 1,321 1,564 1,615 1,423 1,297 2,926 2,805 2,701 2,684 2,435 Quota P.M. Quote 42,264 40,000 39,486 40,209 40,338 40,742 40,790 43,402 40,958 41,040 41,394 42, 715 41,151 41,100 41,292 41,448 44,344 41,539 41,643 41,657 41,909 Σl ind = 9,637 Σl av = 7,214 AE = 9,637 7,214 = 2,423 35 IL PROFILO DELLA LINEA La rappresentazione grafica del rilevo altimetrico lungo una linea prende il nome di profilo longitudinale. Il profilo longitudinale è un diagramma sviluppato su un piano verticale in cui sull asse delle ascisse (X) vengono riportate le distanze progressive dei punti caratteristici (picchetti), mentre sull asse delle ordinate (Y) vengono riportate le quote degli stessi punti. QUOTE 1 2 3 4 5 6 7 8 DISTANZE I punti così ottenuti vengono successivamente uniti tra loro con segmenti rettilinei, dando luogo ad una spezzata, sviluppata sul piano verticale, che rappresenta il profilo del terreno lungo la linea considerata. 36
CONVENZIONI NELLA COSTRUZIONE DEL PROFILO DELLA LINEA Le distanze (in ascisse) sono riportate sul profilo, con la scala ritenuta più idonea (es 1:2.000), tenendo conto che lo sviluppo longitudinale della linea è sempre rilevante. Se poi si utilizzasse la stessa scala per riportare le quote in ordinate, si otterrebbe un profilo, non deformato, ma assai appiattito, e quindi poco chiaro. Per questo motivo, le quote (ordinate) vengono rappresentate con una scala maggiore, di solito 10 volte, rispetto a quella utilizzata per rappresentare le distanze. Un ulteriore accorgimento convenzionale, inoltre, è quello di riportare le quote facendo riferimento ad un piano orizzontale arbitrario (piano di paragone) di quota leggermente minore della quota minima dei picchetti presenti nel rilievo. 37 IL PROFILO Registro del profilo 38
RILIEVO ALTIMETRICO DI UNA FASCIA DI TERRENO RILIEVO PER SEZIONI RILIEVO PER SEZIONI Quando il territorio da rilevare si sviluppa molto in una direzione e poco nell altra, è il caso delle fasce di terreno destinate alla realizzazione di una strada o di un canale, esso viene rilevato per sezioni. In questo caso il terreno si rileva secondo tanti profili trasversali, detti sezioni, eseguiti con piani verticali normali rispetto ai punti intermedi dei lati di una linea poligonale, baricentrica rispetto alla fascia di terreno, rilevata in precedenza e rappresentata con un profilo longitudinale. 40
RILIEVO DI UNA SEZIONE Il rilievo delle sezioni viene perlopiù eseguito con il livello. La battuta l sul picchetto appartenente alla linea centrale fornisce la quota del piano di mira, le battute eseguite sui punti caratteristici forniscono l andamento trasversale Q = Q + l P l 1 l 2 l l 3 l 4 1 2 P 3 4 41 DISEGNO DI UNA SEZIONE Il disegno della sezione è limitato a piccole dimensioni trasversali (10-50m) dunque non è più necessario adottare diverse scale di rappresentazione, e tutto il profilo (ascisse e ordinate) viene rappresentato con un unica scala, perlopiù 1:100. SEZIONE - 3 Le sezioni, che spesso sono numerose, vengono poi raccolte e fascicolate in un elaborato chiamato quaderno delle sezioni 42