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La topografia e la disciplina che studia gli strumenti e i metodi atti alla misurazione e alla rappresentazione di parti della superficie fisica della Terra, di dimensioni sufficientemente piccole perché se ne possa trascurare la sfericità; l’insieme dei metodi stessi. La topografia, che è una branca della geodesia, ha per fine e oggetto specifico la descrizione, grafica o numerica, di tutte le particolarità del terreno, e la loro rappresentazione in carte con un preciso contenuto geometrico che consenta di eseguirvi delle misurazioni.
Le carte topografiche, a seconda della scala di rappresentazione di riferimento e a seconda del numero delle particolarità rappresentate, si distinguono in:
Differenza tra Geodesia e Topografia
La differenza tra geodesia e topografia è dunque la seguente: la geodesia ha come ambito di interesse le forme e le dimensioni della terra mentre la topografia è la rappresentazione grafica e numerica di una porzione limitata della superficie terrestre.
I rilievi topografici sono l’insieme delle operazioni necessarie alla rappresentazione grafica di una porzione di superficie terrestre e gli ambiti applicativi della disciplina topografica sono di diversa natura.
Le fondamentali operazioni topografiche sono il rilievo e il tracciamento. Con il rilievo di una zona della superficie terrestre, si inseriscono punti della zona stessa in un prefissato sistema di coordinate e cioè si attribuiscono a tali punti coordinate riferite a quel dato sistema. Nella fase iniziale, di ricognizione, si scelgono punti che, al meglio, schematizzino la morfologia locale, tenute presenti le finalità del rilievo; si passa poi a ‘collegare’ i punti mediante operazioni di misure topografiche secondo schemi geometrici che la t. propone; si elaborano infine i dati, ottenendo i valori incogniti delle coordinate dai quali si trae, nel caso in considerazione, la ‘carta’ della zona.
Nel tracciamento si parte, invece, da coordinate note di punti dalle quali si deducono valori numerici per le grandezze misurabili, per es., distanze, angoli ecc. che si prevede intervengano nella fase esecutiva. Anche questa operazione viene condotta con finalità diverse, tra le quali il riporto sul terreno di punti di opere progettate e in fase di realizzazione. Si parte dalla scelta di punti dell’opera, significativi nei riguardi del tracciamento e dei quali si suppongono note le coordinate di progetto: si tratta di ‘riportare’ sul terreno i punti stessi, cioè di trovare nella zona interessata dal lavoro, i punti corrispondenti a quelli di progetto considerati; la t. interviene con schemi operativi idonei, definiti dagli elementi misurabili in precedenza calcolati.
Particolare menzione meritano, tra le applicazioni della t., le misure di deformazione che hanno lo scopo di determinare, in grandezza, direzione e verso, deformazioni elastiche o permanenti subite da determinati sistemi sotto l’azione di forze interne e/o esterne. Tale applicazione va a interessare operazioni di collaudi di strutture, studi di movimenti franosi e, in generale, i fenomeni di movimento che possano prevedersi lenti relativamente ai tempi di osservazione; si scelgono opportuni punti dell’‘oggetto’ che vengono rilevati topograficamente in un momento iniziale; mantenendo il più possibile le modalità del rilievo, si osservano in epoca successiva gli stessi punti; il confronto delle coordinate calcolate alle diverse epoche consente di stimare i parametri della deformazione. Il campo d’intervento della t. nelle più comuni applicazioni dell’ingegneria civile è dunque ampio: in fase di progetto, la t. è in grado di dare informazioni sulla stabilità e sulla morfologia della zona interessata; in fase esecutiva assicura il fedele riporto sul terreno di particolarità progettuali; nelle fasi di collaudo e monitoraggio concorre, infine, a valutare la rispondenza dell’opera rispetto ai dati teorici di calcolo e la sua stabilità nel tempo.
Gli strumenti classici impiegati per i rilievi t. sono di tipo e d’impiego assai vario. Vi rientrano sia gli strumenti atti ad alcune operazioni elementari di rilievo, quali il filo a piombo, la fettuccia e la rotella metrica, la diottra, la livella, gli squadri, sia strumenti ottici ed elettronici di caratteristiche diverse: distanziometri, livelli teodoliti, aventi spesso elevatissimo grado di precisione.
Strumenti utilizzati in topografia
La stazione totale è uno strumento computerizzato che oltre ad assolvere la classica funzione di teodolite (cioè misuratore di angoli orizzontali e verticali) unisce un elettrodistanziometro (EDM), cioè un ricetrasmettitore di raggi infrarossi o laser. Nel primo caso è indispensabile un riflettore e quindi un operatore ausiliario chiamato canneggiatore, nel secondo caso è sufficiente qualsiasi superficie e quindi è possibile effettuare misurazioni anche soli con lo strumento. L’EDM valuta la distanza tra due punti misurando la differenza di fase tra un’onda sinusoidale emessa e ricevuta (EDM a differenza di fase) oppure il tempo impiegato dall’onda emessa dallo strumento per eseguire il percorso (EDM a impulsi). L’EDM invia un segnale modulato a dei particolari prismi ottici a 45º (posizionati su appositi sostegni nei punti da rilevare) che li riflettono verso l’unità base. Quest’ultima è dotata di un fasometro il quale calcola indirettamente la distanza inclinata per via di successive approssimazioni. In genere al fasometro è accoppiato un computer il quale può fornire la distanza in piano previo inserimento dell’angolo verticale.
GNSS sta per global navigation satellite system, e indica un sistema per la radionavigazione tridimensionale utilizzabile sia da aerei sia da mezzi di superficie (navi, automobili ecc.). Il GNSS integra le funzioni dei satelliti di posizionamento del GPS con quelle di alcuni satelliti di telecomunicazioni e di stazioni di controllo terrestri. Tramite l’integrazione dei sistemi satellitari e terrestri è possibile seguire con elevata precisione la traiettoria di ogni mezzo mobile connesso al sistema dalla partenza sino all’arrivo, con un’indeterminazione spazio-temporale minima.
I Laser Scanner sono degli strumenti in grado di misurare ad altissima velocità la posizione di centinaia di migliaia di punti, i quali definiscono la superficie degli oggetti circostanti. Quello che si ottiene da questo rilievo è un insieme di punti molto denso che è definito “nuvola di punti”.
Il Laser Scanner è quindi un sistema di misurazione diretta poiché permette di ottenere delle misurazioni correlate ad una precisione strumentale testimoniata da un certificato di calibrazione, che documenta ufficialmente i risultati della misura.
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