Cartografia e Sistemi informativi territoriali materiale

1 Cartografia e Sistemi Informativi territoriali

Cartografia e Sistemi informativi

territoriali I parte

2020/2021

Corso di Scienze Faunistiche presso

Università degli studi di Firenze

Preparazione per il parziale

Alessia Diana

2 Cartografia e Sistemi Informativi territoriali

Indice

Introduzione…………. 3

Classificazione delle carte………………4

……………………5

Superfici di riferimento

Sistemi di coordinate………………………….7

Proiezioni o rappresentazioni grafiche…………..9

Principali rappresentazioni grafiche……………….11

Letture delle carte topografiche………………………16

Rappresentazione dei rilievi……………………………. 18

Cartografia Ufficiale Italiana………………………………20

3 Cartografia e Sistemi Informativi territoriali

Introduzione

La carta, come scrive Lagrange, non è altro che “una figura piana, che rappresenta la superficie

della terra o una sua porzione”.

“Una carta è la rappresentazione grafica di dati di tipo ambientale-geografico, e la cartografia è

delle carte in tutti i loro aspetti, cioè l’arte della rappresentazione sul

la realizzazione o lo studio

piano della superficie terrestre secondo norme e segni convenzionali.”

A tale scopo ovviamente una delle operazione che si compiono è quella di una riduzione di scala, una

riduzione quindi grafica o numerica che utilizza alcuni denominatori. Si tratta quindi di una vera e

propria trasformazione, per determinare le coordinate cartografiche dei punti di interesse, ottenuta

tramite un sistema di equazioni in un certo sistema di riferimento. Può essere quindi intesa anche

come proiezione, La scala rappresenta il rapporto di una lunghezza misurata sulla carta e la

corrispondente lunghezza misurata sul terreno. Solitamente lo troviamo in due forme, come suddetto:

scala numerica o scala grafica. La più utilizzata è quella 1: 25.000, poiché ha più informazioni.

1. Scala numerica: 1: d (denominazione della carta). Ogni lunghezza pari ad 1 corrisponde a d volte

nella realtà. Quindi vanno moltiplicate tutte le lunghezze per d.

Si tratta di un rapporto, una frazione.

Esempio. 1:25.000. Ciò significa che se misuriamo una lunghezza di 4,2 cm sulla carta, nella realtà

dobbiamo moltiplicarla per 25000 per avere il corretto numero reale.

2. Scala grafica: trattasi di un segmento suddiviso in porzioni, al quale sono attribuiti i valori

ed alla riduzione della

corrispondenti nella realtà. Segue la deformazione dovuta all’ingrandimento

carta.

Come tutti sappiamo, le carte sono rappresentazione di tutta o parte della superficie terrestre e di

fenomeni ed oggetti, che su di essa esistono, che forniscono quindi una generale descrizione di punti

di uno spazio a due dimensioni, ma anche di attributi, che possono essere sia qualitativi che

quantitativi. Da ciò ne deriva che vi sono molte tipi di carte. I fenomeni e gli oggetti sono rappresentati

in modo astratto e rappresentano quindi un’astrazione, che va accompagnata con una simbologia

opportuna.

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Classificazione delle carte

Le carte solitamente si classificano in vari modi e secondo vari fattori. Non vi è quindi una

classificazione univoca, bisogna infatti considerare la finalità principale di una cartografia.

In base alla scala, solitamente si classificano in

1. Carte Geografiche (D >1 : 1.000.000)

2. Carte Corografiche (1 : 1.000.000 < D < 1 : 200.000)

–

3. Carte Topografiche (1 : 100.000 1:50.000 -1 :2 5.000)

4. Carte Tecniche Regionali (1 : 10.000 - 1 : 5.000)

5. Mappe (D < 1 : 4/2.000)

In base invece al contenuto abbiamo: 1. Carte di base: forniscono informazioni di

tipo metrico e descrittivo sulla superficie

fisica terrestre e sui fenomeni ed oggetti, che

su di essa sono posti.

In queste carte è preponderante

l’importanza di informazioni di tipo

metrico, rappresentate attraverso coordinate

di punti in un sistema di riferimento

prescelto. Devono permettere di ricavare le

relazioni di posizione esistenti sul terreno

tra particolari rappresentati sulla carta.

2. Carte speciali: si tratta di carte realizzate per scopi particolari, come quelle forestali,

idrogeologiche ed altro. Viene messo quindi in risalto il tematismo di interesse e può essere applicata

a qualsiasi settore. Sono in generale ricavate sovrapponendo le informazioni di interesse su una

cartografia di base rappresentata dalle carte generali, nel senso che le carte topografiche ne

costituiscono un supporto.

Altre classificazioni sono in base all’ottenimento, che divide le carte in quelle rilevate e quelle

derivate, ossia costruire a partire da carte esistenti a scala maggiore, tramite riduzione di scala,

semplificazione o introduzione di segni convenzionali.

Oppure in base alla costruzione: la carta regolare, ad esempio, contiene la descrizione sia planimetrica

che altimetrica del terreno, rispettando le tolleranze di tipo sia qualitativo che quantitativo imposte

dai capitolati per la sua costruzione ed ha inoltre:

1. Reticolato Geografico (Carte A Piccola Scala)

2. Reticolato Chilometrico (Carte A Grande Scala)

3. Scritte sui bordi

4. Indicazione dei Segni Convenzionali.

Chi produce cosa in Cartografia?

1. Istituto Geografico Militare Italiano (IGMI): cartografia terrestre.

2. Istituto Idrografico della Marina (IIM): produce carte nautiche per la navigazione (porti,

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3. coste, mari).

4. Sezione Fotocartografica dello Stato Maggiore dell'Aeronautica, diventato Centro di

5. Informazioni Geotopografiche Aeronautiche (CIGA).

6. Servizio Geologico: così come il CIGA, non esegue rilievi topografici, ma utilizza carte

7. dell'IGMI riportando su queste solo le informazioni relative al rilievo geologico e

8. gravimetrico.

9. Amministrazione del Catasto e dei Servizi Tecnici Erariali (Agenzia del Territorio): rileva

10. mappe catastali alle scale da 1:4000 a 1:500, per scopi impositivi fiscali (Ministero

dell’Economia e delle Finanze).

11. Superfici di riferimento della Terra

Una carta viene ottenuta proiettando i punti della superficie fisica terrestre su una superficie piana,

ossia quella della carta. Ovviamente ciò porta a delle difficoltà proprio data dalla irregolarità notevole

della forma della superficie terrestre. Nella pratica questo trasferimento della posizione dei punti

viene fatto attraverso la “mappatura” e varia relazioni matematiche. Tale trasformazione è possibile

però per delle superfici di riferimento che hanno delle caratteristiche precise:

1. La sua forma deve essere molto prossima alla forma della superficie della terra;

matematica deve essere abbastanza “semplice”;

2. La sua rappresentazione

3. Si deve poter istituire una geometria per eseguire i calcoli geodetici;

4. Si deve poter stabilire una corrispondenza biunivoca tra i suoi punti e quelli appartenenti alla

superficie terrestre. Una delle superfici utilizzate è il cosiddetto

geoide.

Il geoide è la superficie ideale di riferimento,

definita anche come superficie equipotenziale

rispetto al campo gravitazionale, riferita al livello

medio del mare, immaginandolo esteso anche al

di sotto dei continenti. Si tratta della superficie

normale in ogni punto alla direzione della

verticale, cioè alla direzione della forza di

gravità.

La corrispondenza biunivoca per la mappatura dei punti della terra nei corrispondenti punti della

superficie di riferimento viene istituita mediamente le linee di forza del campo gravitazionale, che

sono le linee della verticale.

La superficie è inoltre influenzata dalle irregolarità e dalle variazioni di densità della terra, vengono

chiamate “ondulazioni del geoide”.

Il centro del geoide è il centro di massa della terra.

La distanza fra un punto P sulla superficie terrestre ed il corrispondente punto P’ proiettato sul geoide

Il riferimento “zero” per le quote viene materializzato tramite

si chiama quota ortometrica. strumenti

detti mareografi.

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La superficie del geoide risulta, in ogni punto, perpendicolare alla direzione della verticale, ovvero

alla direzione della forza di gravità. La forma del geoide è influenzata dalle anomalie di massa

esistenti nella terra e negli oceani.

Al geoide si riferisce l’altimetria dei puti e non il posizionamento planimetrico.

La quota di un punto è la lunghezza dell’arco di linee di forza della gravità misurata tra il punto ed il

geoide.

Nonostante il geoide sia una buona rappresentazione della superficie terrestre, la sua equazione è

troppo complessa e non facilmente esprimibile dal punto di vista analitico, in quanto è rappresentata

da uno sviluppo in serie di funzioni armoniche sferiche, quindi non è adatto per definire un sistema

di coordinate geografiche. I dati derivanti dalla proiezione sul geoide della superficie terrestre non

possono essere descritti su un piano. Non può essere utilizzato quindi per la determinazione

planimetrica di una porzione di territorio perché non si può mettere in corrispondenza i punti del

geoide con un sistema cartesiano piano, e non è possibile neanche descriverla con una formula

matematica semplice. Di conseguenza, la superficie del geoide viene utilizzata solo in riferimento

alle quote.

Un’altra superficie è l’Ellissoide. Una superficie matematica che non si discosta molto dalla forma

del geoide, pur consentendo notevoli semplificazioni è quella dell’ellissoide.

L’equazione, infatti, è esprimibile in coordinate geocentriche.

Gli scostamenti tra geoide ed ellissoide sono indicati come ondulazioni geoidiche.

In realtà le ondulazioni geoidiche sono di modesta entità rispetto al raggio medio terrestre: non più di

50/70 m nei punti dove le due superfici più si discostano tra loro.

l’ellissoide di rotazione come superficie di riferimento: così la vera forma della

È agevole considerare

terra può essere determinata con riferimento alla forma dell’ellissoide.

La superficie del geoide si abbassa al di sotto dell’ellissoide in corrispondenza delle fosse oceaniche,

sale al di sopra dell’ellissoide in corrispondenza delle masse continentali.

Dal punto di viso geometrico, l’ellissoide di rotazione è completamente determinato in base alla

conoscenza di due soli parametri: i due semiassi (a,c) ma anche lo schiacciamento (s).

S= (a-b) /a

Il semiasse maggiore è detto equatoriale, quello minore è detto polare.

2 2 2

+

+ =1

2 2

Naturalmente l’ellissoide di rotazione approssima la superficie terrestre meno correttamente del

geoide. Volendo ragionare invece di gravità, la differenza fra potenziale del campo di gravità terrestre

e potenziale normale è per definizione il potenziale del cosiddetto campo anomalo. Tale può essere

anche definito come differenza tra campo gravitazionale reale del geoide e normale dell’ellissoide.

Ai fini della rappresentazione cartografica è quindi ammissibile assimilare la forma della terra ad un

con relazioni matematiche. Per l’altimetria

ellissoide di rotazione, che si può descrivere agevolmente

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invece non si può trascurare che tra geoide ed ellissoide esistono delle differenze: quota ortometrica

riferita ad una superficie di livello, quota ellissoidica riferita ad una superficie matematica.

ℎ =+

L’altezza geodetica ossia l’altezza di un punto sopra l’ellissoide, H, l’altezza geoidica,

è descritta da h,

ed n, ossia l’ondulazione geoidica. La quota ellissoidica è h, mentre quella ortometrica è H.

GPS misurano l’altezza sopra l’ellissoide (h) mentre le coordinate altimetriche vengono calcolate

I

rispetto al geoide (H).

Un’altra forma di approssimazione è data dalla sfera.

Sistemi di coordinate e sistemi di riferimento

Una volta definita la superficie di riferimento, è possibile individuare su di essa in maniera univoca

la posizione dei punti di interesse utilizzando un sistema di coordinate opportunamente scelto.

Occorre quindi individuare una corrispondenza tra le coordinate geografiche di un punto sulla

superficie terrestre (latitud