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.
