Obiettivi formativi
L’insegnamento si propone di fornire conoscenze e abilità nel campo del rilievo topografico a scopo cartografico, di controllo e collaudo. A tale fine lo studente frequentante applicherà le conoscenze acquisite, singolarmente e in gruppo, sia attraverso esercitazioni numeriche sia svolgendo un rilievo topografico con total station in gruppo.
Al termine percorso ci si attende che lo studente:
conosca tipologie e caratteristiche degli errori di misura;
sappia valutare l’ordine di grandezza dei risultati di un calcolo in ambito topografico;
sappia calcolare la precisione di grandezze calcolate a partire da grandezze misurate;
conosca i fondamenti per la progettazione di una rete di controllo (dalla scelta della strumentazione alla simulazione della precisione attesa)
conosca e sappia applicare i metodi per la verifica delle tolleranze di un rilievo (in particolare delle reti di livellazione)
conosca e sappia applicare test statistici per la verifica di ipotesi sugli spostamenti nel tempo di punti controllati.
sappia svolgere attività in gruppo comprendenti sia la preparazione di fogli di calcolo, sia attività di rilievo strumentale in campagna con calcolo delle coordinate, compensazione delle misure, presentazione dei risultati in forma grafica e relazione tecnica riassuntiva
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il rilievo topografico determina le coordinate di punti (della superficie topografica, di un edificio, ecc.) in un dato sistema di riferimento, con precisione assegnata e controllata. Dai rilievi topografici deriva la cartografia tecnica, necessaria per la progettazione di infrastrutture e la pianificazione e gestione territoriale; con strumenti e metodi topografici si collaudano e controllano le grandi strutture civili come dighe e ponti e i movimenti del terreno come frane e subsidenze; si tracciano sul terreno le opere infrastrutturali progettate sulla carta.
Geodesia e sistemi di riferimento. Il rilevamento di punti sulla superficie terrestre. Geoide ed ellissoide. Sistemi di di coordinate e trasformazioni di coordinate. Sistemi di riferimento geodetici. Trasformazioni tra sistemi di riferimento geodetici. Elementi di geodesia geometrica.
Cartografia. Classificazione delle proiezioni cartografiche. Carta conforme di Gauss. Uso della rappresentazione di Gauss per i calcoli geodetici. Cartografia UTM. Cartografia italiana: carte IGM, Carte Tecniche Regionali; carte catastali. Cenni alla cartografia numerica e ai modelli digitali del terreno.
Trattamento delle osservazioni. Variabilità dei risultati di misura. Probabilità e variabili casuali. Legge di propagazione della covarianza. Ellisse d’errore. Inferenza statistica: test parametrici e intervallo fiduciario. Compensazione di osservazioni a minimi quadrati. Verifica di ipotesi per i minimi quadrati. Affidabilità di uno schema di osservazione.
Strumenti e metodi di misura. Strumenti e metodi per la misura di angoli azimutali, zenitali, distanze e dislivelli. Precisione e campi di applicazione dei diversi metodi.
Le reti. Schemi di rilievo ed equazioni di osservazione delle reti planimetriche e altimetriche. Simulazione e compensazione di una rete. Correzione delle osservazioni per la compensazione sul piano di Gauss. Inquadramento di una rete.
Posizionamento con GPS. Descrizione del sistema. Osservazioni di pseudo range e fase. Modellazione degli errori sistematici. Precisione del posizionamento assoluto, relativo e differenziale in modalità statica e cinematica. Progettazione di reti GPS. Inquadramento plano-altimetrico di reti GPS con VERTO. Reti di stazioni permanenti.
Operazioni topografiche per le opere di ingegneria civile. La cartografia come ausilio alla progettazione. Operazioni di tracciamento. Collaudo e controllo di strutture. Controllo di movimenti e deformazioni del terreno.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi consigliati
R. Barzaghi, L. Pinto, D. Pagliari. Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. CittàStudi, Milano, 2018. - Disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. Non esaurisce gli argomenti del corso.
C. Monti, L. Pinto - Trattamento dei dati topografici e cartografici, 2008. – Disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. - Non esaurisce gli argomenti del corso.
A. M. Manzino: Quaderni di Topografia, vol.1 e vol. 2, Levrotto e Bella, Torino, 2017. – Disponibili in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura- Non esauriscono gli argomenti del corso.
Testi di approfondimento Alberto Cina GPS: princìpi, modalità e tecniche di posizionamento, CELID, 2000 – Disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura. Utile per approfondimenti sul GPS e il trattamento statistico dei dati.
Materiale sulla piattaforma ELLY
Sono disponibili le diapositive dei ppt proiettate a lezione, una dispensa sul trattamento delle osservazioni, esercizi svolti sui principali argomenti e alcuni temi d’esame. Sono presenti inoltre materiali utili per lo svolgimento delle esercitazioni numeriche e di rilievo. Saranno depositati qui i link alle registrazioni delle lezioni a distanza.
Per accedere: insegnamento TOPOGRAFIA; è necessaria l’iscrizione.
Metodi didattici
Il metodo didattico prevalente è la lezione frontale, intervallata quando utile da interlocuzioni con gli allievi. L’esposizione teorica è però sempre seguita dallo svolgimento di esercizi numerici in aula. In qualche caso il docente illustra un esercizio campione e successivamente gli studenti lavorano in autonomia; in altri casi non vi sono esemplificazioni preliminari, per verificare la capacità immediata di applicare la conoscenza acquisita e la comprensione maturata individualmente dagli studenti.
La proporzione tra ore di lezione frontale e di esercitazione è indicativamente di 2:1, escludendo le ore dedicate alla illustrazione degli strumenti, fatta in squadre.
Il progetto della rete di controllo e il rilievo in campagna, effettuati in gruppi, sono preceduti da lezioni frontali che illustrano il contesto applicativo e le problematiche del tema da affrontare ovvero da dimostrazioni pratiche dell’uso degli strumenti. I gruppi lavorano poi in autonomia; possono interloquire col docente in caso di necessità; di norma il docente supervisiona le fasi iniziali del rilievo in campagna. La soluzione dei compiti numerici e delle domande è di norma illustrata in classe o attraverso la pubblicazione su Elly dell’esercizio risolto. I criteri di valutazione dei lavori in gruppo sono illustrati nella presentazione degli obiettivi; l’illustrazione al gruppo della valutazione delle relazioni e dei risultati dei lavori è incoraggiata ma effettuata a richiesta del singolo gruppo.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento può essere effettuata, a scelta dello studente, in alternativa tra prove in itinere o esame orale ed in una prova pratica di rilievo strumentale con total station di una piccola rete topografica, effettuato in gruppi, con elaborazione dei dati, rappresentazione dei risultati e relazione scritta.
Ciascuna delle verifiche viene valutata su una scala da 0 a 30. Per superare l’esame è necessario che, per tutte, la votazione sia almeno pari a 18/30.
Il voto finale è ottenuto calcolando la media pesata dei voti. Il voto finale viene comunicato al termine dell’appello d’esame.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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