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Per migliorare l'utilizzo di Topografia.it proponiamo la risoluzione di alcune problematiche legate a dinamiche di calcolo topografico.
Le problematiche esposte hanno lo scopo di mostrare le potenzialità del software e allo stesso tempo ci auguriamo siano fonte di ispirazione per la risoluzione di problemi topografici.
Quelli che seguono rappresentano alcuni dei problemi topografici che ricorrono con maggior frequenza.
Di ciascuno viene data una illustrazione dettagliata con particolare riguardo agli aspetti operativi di archiviazione dati, codifica ed elaborazione.
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   RILIEVO CELERIMETRICO DA UNA SOLA STAZIONE

Si tratta del caso più semplice di rilievo celerimetrico, nel quale le battute verso i punti sono effettuate da un’unica stazione strumentale. In queste condizioni operative possono presentarsi alcune situazioni tipiche: stazione di coordinate note o meno, rilievo con orientamento, rilievo senza orientamento.

Stazione di coordinate note, orientata

Se la stazione (S) ha coordinate note è possibile inserire il rilievo in un sistema di coordinate prefissato orientando la stazione stessa verso un punto a sua volta pure di coordinate note. Per far ciò si deve procedere nel modo seguente:

·                  Inserire in Editor Punti le coordinate x,y,z della stazione (S) con la tipologia “isolati”.

·                  Inserire in Editor Punti le coordinate di un punto P di orientamento con la tipologia “isolati”.

·                  Fare in modo che nel Quaderno di campagna esista, fra i punti battuti, un punto P verso il quale sia stata effettuata un’osservazione azimutale (è sufficiente quella azimutale in quanto l’orientamento è esclusivamente planimetrico).

·                  Lanciando il modulo Calcolo à Celerimensura à Elabora si avrà il calcolo dei punti di dettaglio battuti dalla stazione (S) direttamente inseriti nel sistema di riferimento prefissato.

Stazione di coordinate note, non orientata

Se la stazione ha coordinate note ma non è stata orientata, ossia da essa non sono stati battuti punti di coordinate note, il rilevo non può essere inserito nel sistema di riferimento della stazione stessa.

Esso può essere ugualmente elaborato ma, in fase di elaborazione, mancando la direzione di orientamento, verrà assunto come asse Y/N del sistema di riferimento la direzione dello ‘zero’ azimutale.

Avremo quindi un calcolo in un sistema locale centrato sulla stazione di coordinate note e ruotato in modo casuale.

Stazione di coordinate note

Se la stazione non ha coordinate note si può eseguire l’elaborazione in un sistema locale scelto liberamente attribuendo alla stazione valori di coordinate (0,0,0); inoltre, come al punto precedente, il rilievo non sarà orientato e quindi l’elaborazione avverrà in un sistema locale il cui asse Y/N coinciderà con lo ‘zero’ azimutale.

Stazione di coordinate note/non note ed orientamento forzato

Se la stazione ha o meno coordinate note e si desidera che l’elaborazione avvenga in un sistema locale al quale si vuole imporre un orientamento particolare, ad esempio con l’asse Y/N sulla direzione di un generico punto P del rilievo, si procede in questo modo:

Utilizzando il comando orienta stazione presente nelle funzioni speciali dell’Editor Rilievo si crea automaticamente un punto fittizio di orientamento e lo posiziona in coda all’archivio dati di rilievo; inoltre aggiunge nei punti le coordinate della stazione e quelle del punto fittizio in modo tale che il rilievo risulti così orientato con la direzione dell’asse Y/N per il punto stesso.  La stazione viene scritta con i valori di coordinate  posti a 0,0 ed il punto fittizio con coordinate 0,10, tali da collocarlo sull’asse Y/N.

Si osserva in conclusione che il rilievo da una singola stazione è orientabile ed inseribile in un sistema di riferimento se e solo se esistono due punti, appartenenti al rilievo, che abbiano coordinate note; è il caso della stazione e di un punto di orientamento.

In tutti gli altri casi, stazione nota senza punto di orientamento o stazione non nota che batte un punto di orientamento di coordinate note o meno, il rilievo non si può orientare e l’elaborazione avviene in un sistema locale ad orientamento casuale.


RILIEVO CELERIMETRICO CON UNA POLIGONALE
 (APERTA O CHIUSA)

Un rilievo topografico ordinario è appoggiato normalmente a più stazioni strumentali, collegate fra loro a formare una poligonale. La poligonale può presentarsi con due modalità essenziali, aperta o chiusa; a sua volta la poligonale aperta può prestarsi ad essere compensata (poligonale aperta vincolata) o essere semplicemente aperta e mancare di misure sovrabbondanti che ne permettano la compensazione.

Suggeriamo ora alcune norme da seguire per non incontrare problemi nello sviluppo del rilievo; queste indicazioni sono generali e valgono per qualsiasi tipo di poligonale:

·                  Ogni vertice di poligonale deve essere ‘stazionato’, ossia da ogni vertice devono essere effettuate misure di angoli e distanze verso i vertici precedente e successivo. Di ogni lato di poligonale si avrà dunque la misura doppia in andata e ritorno sia per distanze che per dislivelli. Il software esegue automaticamente l’analisi degli strati indicando per ogni battuta il numero dello strato.

·                  La successione delle stazioni strumentali è libera; ciò significa che, data una sequenza di vertici, lo stazionamento può avvenire seguendo un ordine qualsiasi e quindi passare da un vertice all’altro senza seguire necessariamente la successione dettata dalla geometria della poligonale. E’ importante solo il fatto che quando si staziona su un vertice si effettuino le misure d’angolo e distanza verso il precedente ed il successivo in modo che, tolto lo strumento da un vertice, sia sempre calcolabile, con i dati su di esso acquisiti, l’angolo azimutale nel vertice stesso. Ciò vale evidentemente per i vertici intermedi ma, qualora la poligonale sia orientata, anche  per quelli estremi.

·                  In riferimento al punto precedente si rammenta che la corretta sequenza dei vertici della poligonale viene fornita nell’ambiente di Editor poligonali à Lista vertici, ed è in base a questa sequenza che viene elaborata la poligonale e non in base alla posizione che ogni stazione occupa nel Quaderno di campagna.

·                  Se la poligonale è aperta vincolata, ossia con i vertici estremi di coordinate note ed orientata su due punti ad esterni, essi pure di coordinate note, è necessario misurare gli angoli azimutali nei due vertici estremi: essi serviranno da orientamento della poligonale. In questo tipo di poligonale, pur aperta, su tutti i vertici stazionati avremo battute angolari all’indietro e in avanti; perciò in ogni vertice sarà calcolabile un angolo azimutale.


  RILIEVO CELERIMETRICO CON 2 O PIÙ POLIGONALI
 

Un rilievo topografico può essere appoggiato, a seconda della sua estensione o complessità, a più stazioni strumentali, collegate fra loro a formare 2 o più poligonali.

Le poligonale possono essere chiuse o aperte, libere e/o vincolate. Nel caso specifico che vogliamo esaminare ci poniamo il problema di un rilievo appoggiato ad una rete di poligonali variamente legate fra loro tali che, comunque, ogni vertice sia interessato da almeno una di esse.

Diciamo subito che il rilievo celerimetrico in se, ossia il rilievo dei punti di dettaglio, non presenta alcun problema concettuale, in quanto è noto che data un stazione ed un orientamento i punti da essa battuti sono calcolabili immediatamente. Vogliamo invece porre la nostra attenzione sulla struttura dei punti d’appoggio del rilievo stesso e quindi su come organizzare la rete di poligonali.

Suggeriamo ora alcune indicazioni che possono aiutare l’utente nello sviluppo del rilievo e successivamente dell’elaborazione:

·                  Assicurarsi che esistano nella zona del rilievo almeno 2 punti di coordinate note, tali da consentire l’elaborazione in un sistema di riferimento preesistente. Ciò non è ovviamente obbligatorio, salvo vincoli posti da capitolati o altro, ma può dare maggiore generalità ai risultati. Se i punti noti sono di precisione adeguata, e sono sufficientemente numerosi, è possibile effettuare una compensazione rigorosa della rete di poligonali sui punti stessi.

·                  Per il calcolo preliminare delle poligonali è necessario che, dalla rete di poligonali di rilievo, sia riconoscibile una gerarchia fra le poligonali stesse, ossia che possano essere stabilite delle priorità per l’elaborazione. Infatti  occorre tenere  presente che quando l’utente descrive le poligonali nell’ambiente Editor Poligonali e le elenca in una certa sequenza, stabilisce in quel modo e fissa una gerarchia che il software di elaborazione cercherà di  rispettare. L’esempio più semplice che si può fare si riferisce ad una poligonale base ed a poligonali secondarie (sbracci) che da essa si dipartono. E’ del tutto evidente che prima andrà inserita in editor (e quindi elaborata) la poligonale base e successivamente le poligonali secondarie ad essa collegate. La spiegazione di ciò sta nel fatto che una poligonale secondaria è elaborabile se e solo se il suo punto di aggancio (nodo) con quella principale è di coordinate note; ma ciò è vero solo se la poligonale principale è già stata elaborata. Da qui  la necessità di una gerarchia.



  RILEVO PER INTERSEZIONE IN AVANTI (O DIRETTA)

Il problema dell’intersezione in avanti (o diretta) si presenta quando si vogliono definire le  coordinate di un nuovo punto di stazione senza che sul punto stesso sia possibile stazionare con lo strumento topografico. Si avranno quindi direzioni uscenti da stazioni di posizione nota che si intersecheranno sul punto da definire.

Per quanto riguarda l’organizzazione del rilievo è necessario predisporre i dati in modo che per ogni punto incognito ci sia una coppia di direzioni uscenti da una stazione strumentale: tale coppia sarà formata da una direzione al punto incognito e da una direzione di orientamento verso un punto noto.

E’ evidente che il numero minimo di osservazioni per definire una nuova stazione è due; in questo caso non si hanno controlli sulla qualità dell’intersezione stessa. Qualora possibile è sempre consigliabile utilizzare più  di due direzioni verso il punto incognito: in questo caso il risultato dell’elaborazione sarà una coppia di coordinate x,y compensate tenendo conto delle misure sovrabbondanti.


  RILIEVO PER INTERSEZIONE INVERSA

Si ricorre al rilievo per intersezione inversa quando si vogliono definire le coordinate di un punto operando con una sola stazione strumentale sul punto stesso.

Quando si lancia l’elaborazione di intersezioni inverse viene scandito il quaderno di campagna ed utilizzati ignorando quelli relativi ad altre problematiche topografiche. Rispetto a quanto già illustrato in altra parte del Manuale si danno qui alcune specificazioni operative:

·                  La determinazione della stazione può essere planimetrica o planialtimetrica;

·                  I punti d’appoggio di coordinate note possono essere due, tre o più di tre (10 al massimo); vediamo di illustrare in dettaglio la casistica che si può presentare. Se i punti sono due (2) sarà possibile solo l’intersezione inversa semplice se e solo se sono state misurate le due distanze ai punti noti; si avrà quindi un’intersezione inversa con distanze e non con angoli. Se i punti sono tre (3) possono bastare le tre direzioni ai punti noti e quindi i due angoli che risultano fra esse compresi: si tratta dello schema classico di intersezione inversa semplice angolare. Se si misurano anche le distanze si hanno misure sovrabbondanti.. Se i punti sono in numero maggiore di tre (3) si ha intersezione inversa multipla.

·                  In fase di predisposizione del Quaderno di campagna è necessario che i punti collimati dalla stazione strumentale siano posti in modo tale da susseguirsi in senso orario per chi li osserva stando sulla stazione stessa. Inoltre è opportuno che la sequenza stessa inizi dal punto che permette di avere, fra le coppie di direzioni adiacenti, angoli azimutali  minori di un angolo piatto.


  RILIEVO CATASTALE (PREGEO) CON POLIGONALE
 

Per predisporre e sviluppare un rilievo topografico finalizzato al trattamento dei dati con la procedura PREGEO si forniscono alcuni suggerimenti di tipo operativo, rimandando per le norme generali alla Circolare Ministeriale 2/1988 e successive.

·                  Innanzitutto si individuano i punti fiduciali interessati al rilievo e si caricano nell’Editor Punti Fiduciali. I punti vanno inseriti con le loro coordinate desunte dalle monografie e con il codice correttamente impostato.

·                  Si preparano i dati nel quaderno di campagna, osservando la normativa per quanto concerne la numerazione delle stazioni (100, 200, 300, ...) e dei punti da esse battuti (101, 101, 103,..., 201, 202, 203, ecc.).

·                  Si elaborano le poligonali e il dettaglio utilizzando le consuete procedure di calcolo topografico nell’ambiente di calcolo (Poligonali, Celerimensure).

·                  Operando in ambiente grafico, dopo aver visualizzato il rilievo elaborato, con le eventuali nuove linee dividenti, si prepara il file .DAT che conterrà le informazioni richieste dalla procedura PREGEO per la predisposizione dei tipi di frazionamento.

·                  Se nel quaderno di campagna esistono stazioni ripetute, situazione non accettata dalla procedura PREGEO, queste vengono accorpate in modo che una stazione strumentale figuri nel file .DAT una sola volta. Fare attenzione che l’accorpamento avviene senza controllo dell’orientamento e pertanto è necessario che le stazioni ripetute, qualora il rilievo abbia fini catastali, abbiano lo stesso orientamento.

·                  Quando si è in presenza di letture coniugate (battute allo stesso vertice di poligonale con CS e CD), viene introdotta nel file .DAT una misura mediata sia per distanze che per letture azimutali. Non sono invece gestiti gli strati, ossia le misure ripetute dello stesso angolo azimutale (angolo fra due direzioni).

Si osserva che l’elaborazione delle poligonali all’interno del software avviene con compensazioni di tipo empirico, siano esse sul piano topografico che sul piano di Gauss.

Tenendo presente che la procedura PREGEO calcola le coordinate delle stazioni effettuando sempre una compensazione rigorosa delle misure sui punti fiduciali, si potranno avere delle discordanze fra le coordinate di prima elaborazione ottenute dal software e le coordinate delle stesse stazioni (e di conseguenza dei punti di dettaglio) ottenute attraverso l’elaborazione con PREGEO.

 



  GESTIONE CAVA
 

Si trattano le problematiche di computo movimenti terra e rappresentazione per cave e discariche, con studio su modelli matematici del terreno a falde triangolari e computi dei volumi relativi sia per confronto fra modelli che per sezioni ragguagliate.

Elaborazioni di volumi fra modelli

Per procedere correttamente nell’uso della procedura di computo dei volumi fra modelli si forniscono alcuni suggerimenti utili per aiutare l’utente a sfruttare al meglio le funzionalità del software. Si tratta di indicazioni che talvolta guidano l’utente passo-passo all’interno dei comandi e delle diverse modalità di elaborazione e che per una loro effettiva utilità vanno seguite in modo accurato.

·                  Devono esistere innanzitutto due lavori distinti che chiameremo Lavoro-Terreno e Lavoro-Progetto (o Avanzamento). I lavori devono trovarsi naturalmente inseriti nello stesso sistema di riferimento; se ciò non fosse verificato sarà necessario procedere ad una rototraslazione (attraverso punti in comune) tale da rendere i due sistemi concordanti.

·                  A questo punto è necessario predisporre i modelli (Terreno e Progetto) per accedere al modulo di elaborazione volumi.. Si ottiene ciò con il comando Topografia àCalcoloàVolumi  partendo da uno dei 2 lavori utilizzando “seleziona falde di terreno” o “seleziona falde di progetto”

Elaborazioni di volumi per sezioni ragguagliate

Qualora, per ragioni di controllo o diversa documentazione, si desiderasse il computo dei movimenti di terra effettuato per sezioni ragguagliate, e non per prismoidi, si potrà ricorrere opzionalmente alla seguente procedura.

·                  Posizionarsi sul lavoro Progetto

·                  Rinominare il layer falde come falde di progetto, ossia dal nome T_Falde_IN nel nome T_Falde_PRJx dove x è il numero dell’eventuale lotto.

·                            Esportare un blocco dal layer T_Falde_PRJ e memorizzarlo nella directory del lavoro Terreno.

·                            Posizionarsi sul lavoro Terreno

·                            Inserire nel disegno il blocco prima esportato (opzione esploso attivata) in coordinate 0,0.

·                            Sulle sezioni già impaginate (impaginarle se necessario) lanciare il comando Topografia à Sezioni à Progetto à Multimodello. Si seleziona il modello di progetto da elaborare e l’eventuale progetto da registrare. (Se non si registra il progetto non sarà possibile il computo dei volumi per sezioni ragguagliate ma solo la visualizzazione delle sezioni e la loro quotatura).

·                            Calcolo volumi per sezioni ragguagliate fra terreno e progetto/i. (Comando Topografia à Sezioni à Calcolo Volumi).


  GESTIONE PISTA CON PROFILI E SEZIONI
 

La gestione delle problematiche relative a Piste sa Sci (discesa, fondo, ecc.) avviene su modelli tridimensionali del terreno e, dato lo sviluppo prevalentemente unidirezionale del lavoro, si opera quasi esclusivamente con profili longitudinali e sezioni trasversali ad essi legate.

Le sezioni trasversali utilizzate sono inserite con le procedure previste dal Software e possono presentarsi disposte sia perpendicolari al profilo d’appoggio che, per ragioni di progettazione o conformazione del terreno, in direzioni qualsiasi. Il computo dei movimenti di terra avviene sempre con il metodo delle sezioni ragguagliate.

Quando si effettuano delle progettazioni altimetriche utilizzando lo strumento dei profili e sezioni si presenta spesso il problema di trasferire in planimetria i punti progetto creati e, tramite questi, ricostruire un modello tridimensionale di progetto tale da integrarsi in modo ottimale con il complessivo modello terreno. Per risolvere questo problema, che in ultima analisi è quello di ottenere, a fine elaborazione, la continuità delle curve di livello terreno/progetto lungo la linea di bordo della zona di progetto (ciglio/piede delle scarpate) si propone la seguente procedura:

·                  Predisporre nel lavoro corrente il modello tridimensionale del terreno a falde triangolari. Accertarsi che il modello sia corretto e che non necessiti di ulteriori modifiche in quanto le stesse implicheranno la ripetizione delle operazioni che seguono.

·                  Elaborare liberamente profili e sezioni con progettazione completa sulle sezioni. Anche in questo caso una modifica di qualche particolare di progetto implicherà la ripetizione delle operazioni che seguono. Si osserva che a questo punto è già possibile il computo dei volumi per sezioni ragguagliate.

·                  Con il comando Topografia à Sezioni à Progetto à Trasferisci Punti tutti i punti di progetto delle sezioni vengono trasferiti alla planimetria come punti digitalizzati. Ai punti trasferiti viene attribuita una numerazione progressiva a partire da un numero fissato dall’utente ed un codice del tipo PP_ppp_sss dove ‘ppp’ sta per Nome del Profilo al quale sono agganciate le sezioni ed ‘sss’ sta per Nome della Sezione di provenienza del punto stesso.

·                  Con il comando Topografia à Sezioni à Progetto à Limite Area viene caricata la polilinea che delimita l’area di progettazione. Questa è la linea che rappresenta l’estensione dei movimenti di terra complessivi e rappresenta l’intersezione delle rampe di scavo e/o riporto con il terreno naturale.

·                  Creare uno o più contorni di progetto, sfruttando la polilinea di Limite Area. Questo contorno collegherà fra loro i punti estremi delle sezioni, da sezione a sezione, e si chiuderà lungo le sezioni iniziale e finale relative al blocco di punti trasferito.

·                  Disattivare i punti terreno di tipo ‘calcolato’ che risultino interni al contorno di progetto. A questo punto i contorni di progetto avranno al loro interno solo i punti digitalizzati trasferiti in precedenza.

·                  Prima di costruire il modello a falde triangolari della zona di progetto è opportuno inserire un numero adeguato di vincoli fra i punti che si trovano su sezioni adiacenti e fra i punti della stessa sezione.

·                  Per migliorare la qualità del raccordo progetto/terreno lungo il bordo dei contorni di progetto è opportuno un infittimento dei punti in comune fra terreno e progetto, proprio lungo la linea di separazione terreno/progetto. Si ottiene ciò creando nuovi punti digitalizzati nelle intersezioni del contorno di progetto con i lati delle falde triangolari del modello del terreno. Il contorno sarà ridisegnato per poter passare per questi nuovi punti.

·                  Costruire il modello tridimensionale a falde triangolari complessivo del terreno e dei contorni di progetto creati.

Si osserva, in conclusione, che la presenza sul contorno di progetto di una serie numerosa di punti appartenenti al terreno dovrebbe permettere alle nuove curve di livello, quando sarà costruito il modello tridimensionale complessivo terreno/progetto, di non presentare discordanze, se non marginali, con le precedenti curve di livello del terreno e, nello stesso tempo, consentire un inserimento ottimale delle curve di livello progetto nelle curve preesistenti.

 



  DIGITALIZZAZIONE CARTOGRAFIA CURVE DI LIVELLO
 

Qualora si abbia a disposizione una cartografia e la si voglia digitalizzare per riprodurre all’interno del Software il corrispondente modello digitale del terreno si suggerisce di seguire la seguente procedura:

·                  Digitalizzazione delle curve di livello utilizzando polilinee 2D dopo aver impostata per ognuna di esse la corretta quota.

·                  Digitalizzazione di tutti gli altri elementi grafici, avendo cura di separarli su layer diversi rispetto alle curve di livello.

·                  Importazione nel software con Utilità à Importa del grafico ottenuto dalla digitalizzazione;  in fase di importazione le polilinee vengono esplose e si ha la costruzione della tabelle dei punti digitalizzati (vertici delle polilinee) e la preparazione dei vincoli per il modello numerico (lati delle polilinee).

·                  Nelle zone con forte curvatura delle curve di livello è opportuno inserire vincoli ulteriori tali da definire andamenti di massima pendenza nelle zone di compluvio e/o displuvio. Tali vincoli sono di ausilio all’algoritmo di costruzione del modello a falde triangolari e permettono di evitare, per quanto possibile, che, dato il presumibile elevato numero di punti, si formino triangoli appoggiati a tre punti appartenenti alla stessa curva di livello.