Fondamenti di Geodesia e Topografia: Strumenti e Metodologie

Geodesia

La geodesia è la scienza che studia la vera forma della Terra. Utilizza un modello matematico chiamato ellissoide di rivoluzione, considerando nelle sue misurazioni la sfericità terrestre. È applicata in grandi estensioni di terreno e in opere di ingegneria che richiedono alta precisione, come gallerie e dighe, offrendo una precisione superiore alla topografia.

Settori del lavoro geodetico

• Superficie: dove vengono effettuate le misurazioni.
• Superficie dell'ellissoide: esecuzione di calcoli matematici delle coordinate X e Y.
• Superficie del geoide: proiezione del livello del mare sui continenti; rappresenta il livello di elevazione che misura alture e depressioni. Il geoide è una massa amorfa.

Datum e tipi di dato

Il Datum è il punto in cui si intersecano le tre superfici della geodesia. Si distinguono due tipi di dato:

• Dato locale: (es. PSAD-56) con semiasse maggiore di 6.378.388 m e semiasse minore di 6.359.912 m.
• Dato globale: coordinate WGS-84, che coincidono con l'asse terrestre.

Topografia

La topografia è una branca della geometria descrittiva che permette di individuare punti sopra e sotto la superficie terrestre. Non considera la sfericità della Terra, lavorando su piccole estensioni di terreno considerate piane.

Tipologie di indagini

• Studio planimetrico: insieme di operazioni per ottenere la posizione di uno o più punti su un piano orizzontale (vista in pianta).
• Indagini altimetriche: operazioni per determinare l'altitudine di un punto rispetto a un piano di riferimento orizzontale (livello del mare o piano di riferimento locale).
• Rilievi tacheometrici: processo che combina planimetria e altimetria. Il rilievo del terreno è rappresentato tramite curve di livello (linee immaginarie che uniscono punti di uguale altezza).

Scala e Rappresentazione

La scala è il rapporto tra una misurazione sul piano e la misura corrispondente sul campo. Può essere espressa come:

• Rapporto o frazione (es. 1:100).
• Equivalenza (es. 1 cm = 10 m).
• Scala grafica (segmento graduato).

Il numeratore rappresenta il piano, il denominatore il campo. La scala grafica ha il vantaggio di mantenere la proporzione anche in caso di ingrandimento o riduzione del piano.

Strumentazione Topografica

Strumenti come livelli tecnici, tacheometri, teodoliti e stazioni totali condividono componenti fondamentali:

• Telescopio topografico: composto da oculare, reticolo (con fili orizzontali e verticali), obiettivo, vite di messa a fuoco e vite zoom.
• Livello sferico: per posizionare lo strumento su un piano orizzontale.
• Limbo graduato: per la registrazione degli angoli.
• Viti di livellamento e vite tangente: per movimenti precisi.
• Staffe (mire): utilizzate per le letture, possono essere tacheometriche o di livellamento.

Rilievi Altimetrici

Permettono di determinare l'altezza di un punto rispetto a un piano di riferimento. Esistono tre tipi di livellamento:

• Livellamento barometrico: utilizza il barometro per misurare le differenze di pressione atmosferica (in ettopascal).
• Livellamento geometrico: utilizza il livello da ingegnere o altimetro per letture di alta precisione (fino al millimetro).
• Livellamento trigonometrico: utilizza teodoliti o stazioni totali basandosi sulla risoluzione di triangoli e funzioni trigonometriche per determinare le quote di elementi distanti.