La topografia nelle applicazioni per il territorio e l'edilizia

Dato topografico: perché è così importante

Le informazioni topografiche sono un insieme di dati che descrivono la superficie terrestre in modo dettagliato. Questi dati comprendono informazioni come la forma del terreno, la pendenza, la profondità, la vegetazione, le strutture artificiali, le infrastrutture, le strade, i fiumi, i laghi, etc.

Le informazioni topografiche sono impiegate in una varietà di settori, tra cui l'ingegneria civile, l'architettura, l'urbanistica, la geologia, la cartografia, la pianificazione del territorio, la gestione delle risorse naturali, la gestione dei rifiuti, la gestione dei rischi, la gestione della sicurezza, etc.

Le informazioni topografiche sono raccolte da una varietà di fonti, tra cui rilievi aerei, rilievi satellitari, fotogrammetria, rilievi laser, rilievi GPS, rilievi manuali, etc.

Questi dati possono essere utilizzati per creare mappe dettagliate, modelli 3D, analisi di pendenza, analisi di profondità, analisi di vegetazione, analisi di infrastrutture, e molte altre tipologie di indagini di tipo geospaziale.

Le informazioni topografiche sono essenziali per la pianificazione, la progettazione e la costruzione di qualsiasi progetto, in quanto forniscono dati dettagliati sulla configurazione del terreno e sull'ubicazione di elementi naturali e artificiali presenti nell'area di interesse. Tali informazioni possono essere impiegate per identificare le aree più adatte per la costruzione di strutture, siano questi edifici civili o manufatti industriali, per determinare la pendenza del terreno, per valutare i rischi geologici, per pianificare le infrastrutture, per prevenire i disastri naturali, per pianificare la gestione delle risorse naturali, progettare interventi di bonifica e di protezione ambientale.

Le informazioni topografiche consentono, inoltre, di valutare la posizione di un immobile o terreno ai fini catastali, e quindi fiscali, o eventualmente all’interno di una procedura giudiziale per accertamento dei confini, procedura non banale sia sotto il profilo procedurale che ancor maggiormente topografico o più semplicemente metrico.

Una procedura apparentemente tecnica, ma non propriamente univoca. Anche se ormai l’importanza della procedura sembra piegarsi più al volere delle parti o dei giudici, che a quello delle rilevanze metriche, funzionali e cartografiche (misure e geometrie topologiche dell’introduzione in mappa).

Il processo topografico

La Topografia è una scienza e una professione che si occupa di misurare e rappresentare le caratteristiche di una determinata area, come la forma, la superficie, la posizione e le dimensioni. Nelle costruzioni, la topografia è fondamentale prima della costruzione per il rilievo dello stato di fatto ai fini della progettazione, durante la realizzazione per il tracciamento dell’opera progettata e al completamento dell’opera per la definizione delle planimetrie catastali e le eventuali varianti finali.

Le misure sono alla base della topografia. Le stesse presentano tolleranze diverse in funzione del metodo e delle tecnologie impiegate, è per questo che dobbiamo sempre sapere le finalità del rilievo topografico, le tolleranze richieste, lo scopo e la densità delle informazioni funzionale al progetto. A valle di tutto questo, saranno scelte e selezionate tecniche e tecnologie appropriate.

Le informazioni topografiche possono essere ottenute attraverso diversi metodi, tra cui:

• Rilevamenti topografici sul campo con misure dirette, effettuati con teodoliti e distanziometri laser (stazione totale).
• Misure indirette con tecniche di telerilevamento satellitare o fotogrammetria, queste ultime evolute attraverso l’uso di Droni.
• Sistemi laser scanner di varia portata, precisione, e metodo di calcolo e/o di integrazione dei dati, ivi comprese le informazioni RGB, generalmente di camere fotografiche a 360°.

Una volta acquisite le informazioni topografiche, queste possono essere elaborate e rappresentate graficamente attraverso l'utilizzo di software di disegno tecnico e programmi di modellazione 3D. La tendenza attuale è quella di realizzare modelli digitali, piuttosto che un “gemello digitale”, una copia virtuale della realtà contenente le informazioni metriche, quelle materiche, di colore, etc.

Questi particolari elaborati 3D consentono di ottenere una fotografia il più possibile reale dell’oggetto di nostro interesse, da impiegare a fini archivistici, scientifici o di riproduzione. La creazione di modelli 3D interessa molti settori, tra cui le riproduzioni di elementi architettonici e non, da impiegare in progetti scientifici di studio, divulgazione, e anche come ausili per persone ipovedenti, come il caso del Museo Tattile Statale Omero di Ancona.

Nell’esempio concreto di due rilievi eseguiti a distanza di un ventennio circa (vedi Fig. 1), e per finalità diverse, si sono utilizzate tecnologie diverse. Nell'immagine a destra il rilievo è stato condotto con stazione totale sia in esterno che in interno, e solo dopo che il rilievo con il solo Disto 910 “in modalità planimetria” aveva evidenziato discrepanze con il precedente rilievo. Rilievo eseguito con la sola bindella e doppio metro tradizionale, con la tecnica della triangolazione, ma un ventennio prima.

Oggi per la realizzazione di questo tipo di rilievo, o anche più complesso, potremmo utilizzare laser scanner, sistema SLAM, oppure potremmo continuare ad utilizzare la triangolazione con l’ausilio di sistemi profilatori o distanziometri 3D, supportati da applicazioni su tablet, che permettono di verificare la bontà dei dati e delle misure rilevate direttamente sul campo.

I campi applicativi della topografia

La topografia è stata da sempre un elemento fondamentale per l'evoluzione delle costruzioni e dell'industria.

Ad esempio, la topografia è impiegata nella costruzione di strade, ponti, dighe, canali, ferrovie e aeroporti. Senza le informazioni topografiche, sarebbe difficile pianificare e costruire queste infrastrutture in modo efficiente.
Inoltre, la topografia associata alla geofisica operativa è utilizzata nell’ambito dell'estrazione di risorse naturali, come acqua, petrolio e gas.

Le informazioni topografiche permettono di mappare le aree in cui è possibile trovare queste risorse, nonché di determinare le migliori modalità per estrarle, conteggiarle, rendicontarle ed infine anche ripristinare ove necessario lo stato dei luoghi.

Infine, la topografia insieme al GIS, riveste una grande importanza anche nel campo dell'agricoltura, poiché diventa necessaria per la gestione del suolo, nella pianificazione delle colture e per gestire le risorse idriche. Senza le informazioni topografiche e cartografiche, sarebbe difficile massimizzare la produttività delle colture e proteggere il suolo e l'ambiente circostante.

Oggi, grazie alle tecnologie evolute quali la fotogrammetria, sia termica che multispettrale da drone, possiamo ottimizzare la gestione delle colture, attuando uno dei principi dell’agricoltura 4.0.

Le scienze topografiche si sono evolute nel corso dei secoli e grazie allo sviluppo di nuove tecnologie e all’impiego di sistemi di rilievo innovativi - come il GNSS, stazioni topografiche robotiche, sistemi LIDAR e i nuovi sistemi UAV - ha potuto garantire nuovi modi di operare e di realizzare progetti sempre con maggior precisione, tenendo però saldamente insieme, le basi conosciute su cui si fonda, come la matematica, la geometria, e la trigonometria operativa, o geodesia.

Geomatica e topografia

La topografia rappresenta un elemento fondante della geomatica, ovvero della disciplina che si occupa della raccolta, dell'elaborazione e della gestione dei dati geospaziali. La geomatica si occupa anche della creazione di mappe digitali che richiedono una conoscenza approfondita della topografia.

In conclusione, la topografia è ancora una parte importante di molte professioni legate alle costruzioni, alla geologia, all'ingegneria civile, all'ingegneria ambientale e del nuovo mondo dei Digital Twin e alla geomatica in generale.

La topografia è una disciplina complessa che richiede una conoscenza approfondita della matematica, questa applicata anche in ambito geospaziale, della geometria e della geografia nonché un uso “best practices" delle tecnologie Geo-IT.

La cartografia, invece, si occupa della rappresentazione grafica delle informazioni topografiche su supporti cartacei o digitali. La cartografia permette di visualizzare le informazioni topografiche in modo chiaro e sintetico, consentendo di effettuare analisi o prendere decisioni in modo più efficiente.

In sintesi, le informazioni topografiche e la cartografia rappresentano elementi fondamentali per la pianificazione del territorio, la realizzazione di opere di ingegneria civile e la gestione del rischio idrogeologico e ambientale.

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