Pasquini - Tendenze Attuali Del Rilievo Topografico

La rete di stazioni fisse GPS della Regione Emilia Romagna: implicazioni sulle operazioni di rilievo topografico Marco Pasquini Ingegnere - Libero professionista, docente di Topografia presso l’IIS Luigi Fantini di Vergato (BO)

Le operazioni di rilievo topografico, come è sotto gli occhi di tutti gli “addetti ai lavori”, sono state profondamente modificate dall’avvento e dall’evoluzione dell’elettronica digitale. Mentre permangono, soprattutto nell’uso di cantiere, gli strumenti tradizionali, sebbene sempre più “contaminati” dall’elettronica, nel rilievo su grande scala o, ultimamente, finanche nel rilievo di dettaglio e catastale, si stanno sempre di più affermando strumenti basati sulla tecnologia GPS (Global Positioning System). Come è noto, la tecnologia, nata con finalità militari degli USA (sistema di satelliti NAVSTAR) e subito clonata dall’ex Unione Sovietica (sistema GLONASS), costituisce un sistema per la determinazione della posizione spaziale di punti sulla superficie terrestre esteso a tutto il pianeta, basato su misure di distanza 1 e tempo fornite da satelliti in navigazione orbitale. La precisione finale che si ottiene con questi metodi SOMMARIO (in configurazione topografica) è dell’ordine del centimetro o anche del millimetro, del tutto compatibiLa topografia, disciplina ultimamente un po’ trascurale, cioè, con le necessità della pratica topografica corta, ma che storicamente fa parte di quelle di più stretrente. ta attinenza ingegneristica, attualmente vive sulla Se si pensa alla difficoltà logistica dell’esecuzione dei dicotomia tra strumenti ottico-meccanico-elettronici rilievi con i metodi tradizionali, alla sterminata serie ed elettronici digitali a collegamento satellitare, con di calcoli cui questi costringevano gli operatori e alla questi ultimi che segnano continuamente dei punti a difficoltà, oltre che ai costi spropositati, di ottenere loro vantaggio. Ultimo della serie, una rete di stazioni precisioni paragonabili a quelle ottenibili con il sistefisse a tecnologia GPS che copre l’intero territorio ma GPS, sorprende non poco la spinta evolutiva della Regione Emilia Romagna. impressa alla tecnica topografica dalle tecnologie satellitari. SUMMARY Storicamente, anche se di storia estremamente recente dobbiamo parlare, essendo nato il sistema GPS Topography is a discipline that lately has been a little nei primi anni 80 del secolo scorso, i principali ostaneglected, but that historically has always been very coli alla diffusione capillare del metodo anche presso close to engineering. At the moment it is based on the gli studi professionali, fino ad oggi, sono stati, neldichotomy between electronic-mechanical-optical l’ordine: instruments and satellite-linked digital ones, the latter in constant growth. The last of the series is a net of 1. il prezzo di acquisto dell’attrezzatura; fixed GPS technology spots covering the whole of the 2. il tempo di apprendimento di una nuova tecnoloregion of Emilia-Romagna. gia da parte degli operatori;

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3. la necessità di avere nella dotazione strumentale, almeno due stazioni GPS complete. In particolare questa ultima condizione ha pesantemente limitato la diffusione della tecnologia: per l’impiego corrente, infatti, devono essere utilizzate due o più stazioni GPS, di cui almeno una deve essere posizionata su un punto di coordinate note, men3 tre le altre potranno essere posizionate su punti di coordinate incognite, dai quali le antenne in stazione devono “vedere” almeno 4 satelliti contempora- vincia di Piacenza a quella di Rimini: le possibili neamente (normalmente sono 5 o 6, essendo il perio- applicazioni dei servizi di posizionamento di precido di rotazione di ciascun satellite intorno alla terra sione offerti da una siffatta rete sono davvero innupari ad 11h e 58’). merevoli, andando dall’inquadramento plano-altiOggi, con l’inaugurazione e la messa a disposizione metrico finalizzato a lavori cartografici, al tracciadi un’ampia utenza della rete di stazioni permanen- mento di opere infrastrutturali a media e grande ti della Regione Emilia Romagna, organizzata e volu- scala, all’appoggio a terra di riprese aerofotogramta dalla Fondazione Geometri Emilia Romagna metriche, laser scanning e immagini satellitari, alla So.G.E.R., si può proprio dire che la pratica topogra- creazione e all’aggiornamento di sistemi informatifica con strumenti tradizionali si avvia all’estinzione, vi territoriali (GIS) di tipo scientifico, naturalistico e e che, nei prossimi anni, rimarrà sempre di più confi- urbanistico. nata al cantiere, in cui il topografo (molto spesso il Anche la protezione civile ed il disaster managedirettore tecnico o il capo cantiere) continuerà a ment traggono enorme giovamento dalla messa a svolgere il prezioso lavoro di tracciamento e di veri- disposizione della rete di stazioni permanenti, confica del posizionamento dei manufatti e delle opere sentendo questa posizionamenti rapidi in situaziod’arte che sempre ha contraddistinto il rilievo locale ni di emergenza, rilevamento di danni e mappatuspicciolo. ra del rischio anche a piccola scala, monitoraggio di La rete si basa sulla tecnologia GNSS (Global Na- deformazioni del suolo, di pendii o di opere e vigation Satellite System), costituita cioè da stazio- infrastrutture, analisi geofisiche e sismiche a livelni permanenti installate in zone esenti da disturbi di lo locale. ricezione dei segnali satellitari che devono essere in Infine, il rilievo finalizzato all’aggiornamento catatal modo captati in permanenza durante tutto l’ar- stale o di dettaglio per applicazioni professionali co delle 24 ore e durante tutto l’anno. Un certo diverse, quali il tracciamento di precisione e il rilienumero di tali stazioni, gestite da un unico centro e vo di tipico taglio celerimensorio, possono essere distribuito su di un’area più o meno vasta di terri- grandemente facilitati da una rete di stazioni pertorio, costituisce appunto una rete GNSS. La rete manenti come quella della Regione Emilia Romadella Regione Emilia Romagna è costituita da 15 gna: il servizio è infatti utilizzabile da utenti che disstazioni, collocate ciascuna ad una distanza di circa pongano di un qualsiasi ricevitore, indipendente50 km dall’altra, distribuite in modo da coprire uni- mente dalla marca, con il solo vincolo che questo formemente tutto il territorio regionale, dalla pro- debba possedere caratteristiche adatte e compatibi2

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In apertura: 1. Stazione totale, strumento di collegamento tra i goniometri tradizionali e le tecnologie GPS, in cui l’elettronica digitale convive con l’ottica e la meccanica. (Cortesia Geotop s.r.l.). In queste pagine: 2. Oggi neppure in cantiere è più possibile trovare un operatore che rileva quote altimetriche con un livello ottico come quello della foto (da Wikipedia, alla voce Topografia). 3. Autolivello laser di precisione, per applicazioni topografiche e di cantiere. (Cortesia Geotop s.r.l.). 4. Stazioni permanenti sul territorio dell’Emilia Romagna. (Cortesia Società dei Geometri dell’Emilia Romagna e Geotop s.r.l.).

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li con l’impiego nei servizi dei quali si intende usufruire. I vantaggi cui il professionista può accedere mediante la rete sono di ordine economico, potendo utilizzare (e dunque acquistare) un solo ricevitore, di risparmio di tempo, in quanto la configurazione del ricevitore consiste unicamente in una connessione di tipo GPRS o UMTS, che permette di essere subito operativi senza il bisogno di posizionare una stazione base, e quelli intrinsecamente connessi alla tecnologia GPS, ad esempio lo svincolarsi dalla necessità di rilevare dei punti di coordinate note per orientarsi. La rete, completata nel 2007, è stata resa disponibile, in fase sperimentale, per circa un anno a tutti gli iscritti della Società dei Geometri della Regione, ed oggi è disponibile per le Amministrazioni, gli Studi professionali e tutti gli utenti che ne fanno richiesta. Le 15 stazioni della Regione (si veda, a tal proposito, la figura 4) sono posizionate nel capoluogo e a Bobbio per quanto concerne la provincia di Piacenza, a Borgo Val di Taro e a Collecchio in provincia di Parma, a Guastalla, Castelnovo Monti e nel capoluogo della provincia di Reggio Emilia, a Vergato, San Giovanni in Persiceto e Imola nella provincia di Bologna, a Codigoro e Ferrara per l’omonima provincia, a Ravenna, a Civitella nella provincia di Forlì – Cesena ed infine a Rimini. Ogni stazione permanente è dotata di un ricevitore GPS di elevate prestazioni Topcon Odyssey-RS (NAVSTAR+GLONASS) inserito in un rack, e di un’antenna geodetica choke ring della Topcon, modello CR-3 montata in sommità ad un palo in acciaio. Essa acquisisce con continuità tutti i segnali (codice, fase e frequenze) emessi dai satelliti visibili e li trasmette al centro di controllo, dal quale vengono resi accessibili all’utenza. In figura 5 è riprodotta la monografia della stazione di Vergato, posizionata sul terrazzo del secondo piano dell’Istituto “Luigi Fantini”, sede di una nota scuola supe-

riore per geometri della provincia di Bologna. La conformazione della scheda ricorda molto le monografie della Rete Geodetica Italiana dell’Istituto Geografico Militare, anche se, al contrario di queste ultime, riveste assai modesta importanza, in quanto i dati in essa riportati, e riferiti alla stazione o alle stazioni “agganciate” in fase di rilievo, sono disponibili dal server del centro di controllo già all’atto della connessione. In conclusione, la tecnologia GPS, che appare oramai completa e matura (basti pensare ai navigatori satellitari montati sulle nostre autovetture) si può proprio dire che abbia rivoluzionato la topografia in generale e la pratica topografica professionale nello specifico. Gli strumenti tradizionali, in particolar modo i goniometri ottico-meccanici quali i teodoliti e i tacheometri, sono oramai relegati solamente in spazi di nicchia, utilizzati prevalentemente per applicazioni di cantiere da parte di operatori che hanno difficoltà ad apprendere le nuove tecnologie, mentre ancora sopravvivono (bene, oggi, con difficoltà sempre crescenti, domani) le stazioni totali, che coniugano un goniometro, un distanziometro laser e un’unità computerizzata di processo dei dati, anche se per questa tipologia di strumento si assiste ad un continuo calo dei prezzi associato ad un costante miglioramento delle prestazioni, collegato, a sua volta, alle aumentate capacità di calcolo dei moderni processori e alla miniaturizzazione sempre più spinta dei componenti elettronici. Se dal punto di vista dello sforzo dell’intelletto umano, teso ad alleviare la fatica dei lavoratori e a diminuire i costi del prodotto finito, tutto questo può apparire come un notevolissimo passo in avanti, ed in effetti lo è, dal punto di vista della didattica, e dunque della possibilità di muovere il cervello verso nuove conquiste, la perdita della memoria degli strumenti topografici tradizionali è senza dubbio un danno notevole. Come si è verificato per altre

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5. Monografia della stazione permanente di Vergato (BO). (Cortesia Società dei Geometri dell’Emilia Romagna e Geotop s.r.l.).

nici. Per questo auspico che per ancora un po’ di tempo si insegni nelle scuole e nelle università la topografia, approfondendo, come è giusto e doveroso, la tecnica del rilievo satellitare in quanto tecnica principale dell’attività professionale futura per gli aspiranti topografi, ma senza dimenticare di toccare con mano le procedure per lo stazionamento del teodolite o per la rettifica dei livelli, incubo di noi ex studenti di qualche (ma neanche tantissimi) anni fa. Il rischio? Quello che la topografia si evolva come si è evoluta l’algebra dall’introduzione delle calcolatrici elettroniche: chi è, nel 2009, più in grado di eseguire una moltiplicazione a tre cifre? E chi sa estrarre una radice quadrata utilizzando solo un foglio di carta ed una matita?

BIBLIOGRAFIA

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tecnologie, quali, ad esempio, quella fotografica analogica, l’evoluzione dell’elettronica digitale ha significato la messa in secondo piano di aspetti intimamente collegati con discipline imprescindibili per un ingegnere o per un tecnico evoluto, quali l’ottica e la meccanica di precisione, esattamente quelle coinvolte nella progettazione e nella costruzione degli strumenti topografici tradizionali. Siccome il sapere, nelle discipline tecniche, non può essere disgiunto dal “saper fare”, e siccome chiunque non sia intellettualmente miope non può non riconoscere all’ottica e alla meccanica fine un ruolo di grande importanza per gli ingegneri, si comprende facilmente quale carenza possa rappresentare il trascurare dette discipline nel percorso formativo dei tec4

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• A. Manzino - Lezioni di Topografia - Progetto didattica in rete - Edizioni Otto • Renato Cannarozzo, Lanfranco Cucchiarini, William Meschieri – Misure, Rilievo, Progetto - Moduli di topografia per il triennio degli ITG - voll. 1,2,3 - Ed. Zanichelli • Roberto D’Apostoli - Prontuario di topografia per i professionisti tecnici - Maggioli Editore

LINK UTILI • Wikipedia – voce “topografia” (http://it.wikipedia.org/wiki/topografia) • Sito della Fondazione Geometri Emilia Romagna (http://www.gpsemiliaromagna.it) • Il portale della cartografia catastale (http://www. fiduciali.it) • Portale dei topografi (http://www.topografi.it) ■