Rilievi

Rilievi topografici

Stazione totale

Leica TS06 plus

Il funzionamento della stazione totale durante il rilievo topografico è piuttosto semplice: la stazione totale combina un cannocchiale, due cerchi goniometrici e un software di calcolo e per procedere con il rilievo topografico è necessario provvedere allo stazionamento o messa in stazione dello strumento, condizione determinante per avere una misurazione corretta e affidabile dei punti.
Solitamente si materializza un punto con un chiodo che si utilizza per agganciare e tenere in posizione ferma il treppiede sul quale è fissata la stazione totale. Quindi si procede con l’accensione dello strumento e si verifica che sia perfettamente livellato tramite il piombo ottico laser che deve centrare il chiodo fissato nel punto materializzato. Se lo strumento è a piombo, si può procedere con l’azzeramento dello strumento e la configurazione dell’angolo zero materializzato con un altro chiodo.
A questo punto si può cominciare ad effettuare il rilievo topografico e a registrare le misurazioni che possono essere restituite dalla stazione totale sia con il sistema delle coordinate polari che con il sistema delle coordinate cartesiane.

Il rilievo topografico con la stazione totale può essere effettuato con raggio laser e con raggio infrarosso.
Il rilievo topografico con raggio laser viene effettuato quando ci sono punti difficili da raggiungere e si procede misurando il tempo che il raggio laser impiega ad andare e tornare dal punto.
Il rilievo topografico con raggio infrarosso richiede l’intervento di un altro operatore, detto canneggiatore, che posiziona un prisma riflettente sul punto da rilevare.

Stazione satellitare

Leica ZENO GG04 Plus

Il rilievo topografico ovvero l’insieme delle operazioni che permettono di rappresentare graficamente una porzione di superficie terrestre possono essere finalizzate ad ambiti diversi, architettura ed archeologia ad esempio, e possono essere effettuati con strumentazione diversa. Abbiamo già avuto modo di approfondire l’evoluzione degli strumenti topografici e i vantaggi d’uso della stazione totale che con la sua affidabilità, precisione e accessibilità ha trovato largo impiego tra i professionisti del settore.

Il Gps, Global Positioning System, è un sistema globale di posizionamento satellitare americano che viene a tutt’oggi utilizzato per i servizi di geolocalizzazione; il Gps è una costellazione di 24 satelliti divisi su 6 piani orbitali e in ogni piano orbitale ci sono 4 satelliti; i satelliti trasmettono le informazioni su tre frequenze (L1 L2 L5).
Il Gps non è però l’unico sistema di posizionamento satellitare esistente, infatti, in orbita nello spazio, ci sono molti altri satelliti di proprietà delle grandi potenze mondiali.
C’è GLONASS che appartiene alla Russia, ci sono BEIDOU o COMPASS dei cinesi, c’è IRNSS di proprietà indiana, c’è QZSS del Giappone, c’è Galileo e SBAS per l’Europa.
Proprio perché il Gps non è l’unico sistema di posizionamento satellitario utilizzabile diventa più opportuno parlare di GNSS, Global Navigation Satellite System.

I sistemi globali di navigazione satellitare, tramite adeguati strumenti di ricezione, possono fornire informazioni utili che riguardano la posizione e la velocità e questo spiega la ragione per la quale abbiano trovato efficacia d’utilizzo nel rilievo topografico per determinare la posizione di punti sulla superficie terrestre.
Calcolando il tempo che passa tra l’invio di un segnale da un satellite in orbita nello spazio e la sua ricezione da un’antenna sulla terra si può stabilire la posizione dell’antenna; il principio fisico alla base di questo tipo di misurazione è la formula V = S / T

Il rilievo topografico GNSS utilizza la ricezione dei segnali inviati dai satelliti in orbita di cui si conoscono le coordinate; a partire da questi punti si procede con la materializzazione di altri punti di cui si conoscono le coordinate e si utilizzano come rete di appoggio per la misurazione.

Rilievi Architettonici

Tradizionale

Metro, cordella metrica, metro laser, profilometro, gognometri e filo a piombo

Denominato anche come rilievo diretto è effettuato dall’operatore con l’ausilio di semplici strumenti di misura, quali il metro, le aste metriche, filo a piombo, ecc… Il rilievo diretto è impiegato nella maggior parte dei rilievi architettonici, come base da integrare eventualmente con le altre procedure. Indispensabile per rilevare piante e sezioni.

Rilievo Versatile

Rilievi fotogrammetrici

Fotocamera CANON 1300D – Droni DJI: Mini 2, Mini 2 SE, Mini 3 pro

Detto anche rilievo indiretto è effettuato con macchine da ripresa e strumenti, detti restitutori, che permettono di estrarre, dai fotogrammi informazioni atte a costruire direttamente un modello geometrico dell’oggetto.

In geomatica, la disciplina che si occupa di acquisire, modellizzare, analizzare, elaborare, archiviare e divulgare informazioni georeferenziate, è la fotogrammetria. Tale disciplina si riferisce ad una tecnica di rilievo che permette di ottenere importanti informazioni sugli oggetti fisici e sull’ambiente attraverso il processo di registrazione, interpretazione e misurazione delle immagini fotografiche.

Le foto vengono scattate da diverse posizioni e angolazioni per ottenere calcoli precisi che consentono di creare mappe e modelli 3D di scene del mondo reale. Inoltre oggi, grazie alla fotogrammetria con drone, è possibile analizzare con precisione la forma, la posizione e la dimensione di un determinato oggetto o di una specifica area.

Secondo la definizione fornita dall’ASPRS (American Society for Photogrammetry and Remote Sensing), la fotogrammetria è “L’arte, la scienza e la tecnologia di ottenere informazioni affidabili su oggetti fisici e sull’ambiente, attraverso processi di registrazione, misurazione e interpretazione di immagini e rappresentazioni digitali di modelli energetici derivati da sistemi di sensori senza contatto”.

Tipi di fotogrammetria:

  • Fotogrammetria Architettonica: permette di rilevare la forma, le dimensioni e la posizione di un elemento architettonico;
  • Fotogrammetria Terrestre e Fotogrammetria Aerea: nel primo caso, la camera è posta in stazione sul terreno, mentre in quella aerea le apparecchiature fotografiche sono montate su un aeromobile che vola al di sopra del territorio da osservare;

Il procedimento si compone di tre fasi:

  1. Presa: ovvero l’acquisizione delle immagini attraverso apposite camere;
  2. Orientamento dei fotogrammi: in questa fase i fotogrammi vengono orientati in modo da ricostruire le posizioni che avevano durante la fase di acquisizione. L’operazione si divide in orientamento interno e orientamento esterno, quest’ultimo composto a sua volta da orientamento relativo e orientamento assoluto.
  3. Restituzione: dall’immagine e dai parametri dell’orientamento si ricavano le coordinate spaziali dell’oggetto che permettono di costruire un modello a una determinata scala.

I prodotti della fotogrammetria possono essere rappresentazioni del tipo:

  1. Grafico (mediante curve di livello, disegni, prospetti, carte al tratto);
  2. Numerico (coordinate di punti in cartografia numerica);
  3. Immagini (ortofoto, fotopiani);
  4. Digital Terrain Model – DTM (Modello Digitale del Terreno);
  5. Digital Surface Model – DSM (Modello Digitale di Superficie).

Altri Rilievi

Rilievi del sottosuolo

Georadar 2450 GR

Più che mai attuale, il georadar è il nuovo alleato per la verifica di manti stradali, il rilievo di cavità, sottoservizi e indagini nel sottosuolo.

Il georadar, noto anche GPR (Ground Penetrating Radar), è uno strumento di indagine non invasiva che utilizza onde elettromagnetiche con frequenze che vanno da pochi MHz ai GHz.

Un’antenna trasmette nel mezzo indagato impulsi elettromagnetici. Quando le onde incontrano due materiali con caratteristiche fisiche diverse (definite dalla costante dielettrica), una parte del segnale si propaga nel secondo mezzo e l’altra viene riflessa e rilevata dall’antenna ricevente. L’emissione delle onde elettromagnetiche è solitamente comandata da un odometro che per ogni frazione di giro abilita la trasmissione del segnale. Quando si effettua un’acquisizione lungo un profilo si ottiene una rappresentazione bidimensionale, cioè una sezione del materiale indagato. Effettuando profili paralleli si ottiene una rappresentazione tridimensionale del suolo. La praticità d’uso e la velocità di acquisizione rendono questo strumento ampiamente utilizzato. I campi di applicazioni sono numerosi: infatti, il georadar è utilizzato per rilievi ambientali, mappatura delle infrastrutture nel sottosuolo, ricerca di cavità, determinazione degli spessori in un materiale, indagini archeologiche e forensi. In ambito di ingegneria edile e civile è utilizzato per determinare cavità, fondazioni, spessori delle strutture, individuazione e mappatura delle armature nel cemento. Maggiore è la frequenza dell’antenna utilizzata maggiore sarà la risoluzione del dato, ma minore la profondità di indagine. Viceversa, frequenze più basse permettono profondità maggiori, ma perdono in risoluzione.

Il sottosuolo è ricco di infrastrutture, un groviglio di reti nel quale è difficile lavorare in fase progettuale, di scavo e posa. L’uso del georadar è già preferito per una questione di riduzione dei costi e dei disagi. Basti pensare al danno causato dall’interruzione di un servizio di telecomunicazioni in fibre ottiche per una rottura accidentale in fase di scavo, oltre ai disagi creati agli esercizi commerciali per l’interruzione o rallentamento della viabilità. Il georadar permette di effettuare indagini non invasive, quindi di conoscere la presenza di oggetti nel sottosuolo.