Topografia e Orientamento Lezione curata da: Gianni Perelli Ercolini Rielaborazione: CAI Corsico.

Topografia e Orientamento

Lezione curata da:Gianni Perelli ErcoliniRielaborazione:CAI Corsico

Scuola Interregionale di Alpinismo e Sci Alpinismo – L.P.V.-

Topografia:

Scienza della rappresentazione del territorio al fine di consentire l’esatta individuazione dei luoghi per mezzo di modelli semplificati (carte, mappe, ecc.).

Di cosa parliamo

Orientamento:

Insieme delle conoscenze e delle capacità necessarie per individuare:

la propria posizione

la meta prestabilita

il percorso per raggiungerla


Generalità – La Rosa dei Venti


Generalità – Latitudine e Longitudine

La latitudine geografica è la distanza angolare di un punto (P) dall'equatore misurata lungo il meridiano che passa per quel punto.

La longitudine geografica di un luogo (P) è la l'angolo tra il meridiano del luogo e il meridiano fondamentale (di Greenwich), è positiva a ovest e negativa a est di Greenwich.


Generalità – Meridiano e Parallelo

Per meridiano geografico si intende una semicirconferenza compresa tra i due poli. I punti lungo un meridiano hanno uguale longitudine.

Il parallelo geografico è un cerchio minore parallelo al piano dell'equatore. I punti lungo un parallelo hanno uguale latitudine.


Generalità – Meridiano e Parallelo


Topografia

Le carte geografiche

• Scala Numerica

Rapporto tra la lunghezza misurata sulla carta e quella corrispondente misurata sul terreno

• Scala Grafica

Segmento diviso in parti corrispondenti a distanze sul terreno


Topografia

CLASSIFICAZIONE DELLE

CARTE

• MAPPE

• TOPOGRAFICHE

• COROGRAFICHE

• GEOGRAFICHE

– scala > di 1:10.000

– scala tra 1:10.000 e 1:150.000

– scala tra 1:150.000 e 1:1.000.000

– scala tra 1:1.000.000 e 1:30.000.000


Scala 1:25.000

La dimensione dell’oggetto misurata sulla carta é 25.000

volte più piccola di quella reale

250 m = 25.000 cm = 1 cm

Scala 1:50.000

La dimensione dell’oggetto misurata sulla carta é 50.000

volte più piccola di quella reale

500 m = 50.000 cm = 1 cm

Topografia


Topografia

Tipi di carte

1:25.000

1:50.000

1:100.000 escursionistica

1:50.000 valanghe

1:50.000 sci alpinistica


Come si realizzano oggi le carte topografiche

Topografia


E’ impossibile rappresentare una superficie curva, come la terra, su di

un piano senza deformarla!

Le carte topografiche costituiscono allora un modello semplificato (e deformato) del territorio cui si riferiscono, ottenuto attraverso la proiezione dei punti della

superficie terrestre su di un piano

Topografia


E’ impossibile rappresentare una superficie curva, come la terra, su di un piano senza deformarla

Esempio

Topografia


E’ impossibile rappresentare una superficie curva, come la

terra, su di un piano senza deformarla……

se sono necessarie precisioni elevate (cosa che non accade nella pratica dello sci alpinismo) diventa importante conoscere le regole con cui viene effettuata la

deformazione!

Topografia


La differenza nel sistema di proiezione, ovvero di deformazione, scelto comporta una differenza nella rappresentazione ottenuta

Topografia


I PRINCIPALI SISTEMI DI PROIEZIONE

Topografia


Topografia


Le Carte topografiche sono sempre realizzate in modo da presentare il Nord (settentrione, mezzanotte) sul loro bordo superiore, in alto per chi sta guardando la carta stessa, di

conseguenza a destra troveremo l’Est (oriente, levante), in basso il Sud (meridione, mezzogiorno) e a sinistra l’Ovest (occidente,

ponente)

N

S

EO

Topografia


Guardando una carta

N

S

EW

Per leggere bene una carta è necessario riuscire ad immaginarsi al

suo interno

Altre informazioni (scala, declinazione, riferimenti, aggiornamenti, …)

Reticolo chilometrico

Curve di livello

Curve di livello

Curve di livello

2795MonteRosahu

tte(Betempshutt

e)SAC

Meridiani

Para

lleli

Topografia


Lettura di una carta

Simbologia : Imparare a riconoscere i principali simboli

- Tipo di terreno (bosco, prato, roccia, ghiacciaio)

- Strade, sentieri, confini, elettrodotti, ……

- Costruzioni (rifugi, dighe,…………)

- Fiumi, laghi,………………

- Crepacci

Orografia : Imparare a riconoscere la struttura del terreno

- Curve di livello (altitudini, pendenze)

- Conformazione (dossi, valli, salite, discese)

- Versanti

- Zone pericolose4000

4071 +

Topografia


Topografia


Curve di livello e pendenze

20

m20

m20

m20

m20

m

40004071 +

20

m20

m20

m20

m20

m

Le carte rappresentano la superficie del territorio vista dall’alto in due dimensioni (piatta), attraverso le curve di livello si cerca di individuare la terza dimensione (altezza o profondità)

Topografia


Le pendenze possono essere espresse in percentuale o, come é prassi nell’alpinismo, in gradi (inclinazione)

B

H

B

H

B

H

HB

x 100 = 50 % HB

x 100 = 100 % HB

x 100 = 200 %

Angolo = 27° Angolo = 45° Angolo = 63°

H = B/2 H = B H = 2B

Topografia



Inclinazione =

30°Pendenza = 57 %

1 : 25.000

4 mm

Inclinazione =

45°

Pendenza = 100

%

1 : 25.000

7 mm

TopografiaD

isliv

ello

= 1

00 m

Distanza 4 mm = 100 m

Dis

livello

= 1

00 m

Distanza 7 mm = 175 m


Topografia

20 m

20 m

La pendenza valutata sulla carta può essere molto diversa da quella reale dei singoli tratti, dalla carta si ricava solo la pendenza

media

4 mm = 45° 4 mm = 45°



Topografia

Le valutazione delle distanze

Distanza planimetrica

Le distanze reali sono sempre maggiori di quelle misurate sulla carta, sono uguali solo in assenza di

dislivello

Questa é tutta

strada in più

rispetto a quella

valutata sulla carta

… e finisce

tutta nelle

gambe!

Distanza corretta con la pendenza

Distanza reale

A

B

C

A B C


Topografia

Leggere una carta non ha nulla di magico e proprio per questo non ci si deve aspettare che la carta possieda poteri magici.

… non intentate una causa all’Istituto di cartografia se siete caduti in un crepaccio che secondo voi sulla carta non era riportato!

In altre parole:


Individuare la meta

Orientamento


OrientamentoIndividuare la meta


Orientamento

Scegliere il percorso

?


Orientamento

Gli strumenti fondamentali per l’orientamento:

BussolaAltimetro

Carta


Orientamento

Le carte

A casa per:

Preparare la gita

Progettare l’itinerario

Studiare la zona

Sul posto per:

Individuare l’itinerario

Riconoscere la zona

Individuare alternative


Orientamento

L’altimetro

Strumento che misura l’altezza rispetto al livello del mare, attraverso una misura della pressione atmosferica (è un barometro).

Serve per:

Rilevare la quota

Misurare il dislivello

Controllare l’andamento della pressione atmosferica (meteo)


Orientamento

L’altimetro deve essere:

tarato ogni volta possibile

guardato solo quando serve

Uso della suoneria

di allarme

Uso della suoneria

di allarme


Orientamento

La bussola


Orientamento

La bussola

La bussola serve per:

1. Individuare il Nord

2. Misurare degli angoli

3. Mantenere la direzione di marcia

Linea di mira


Orientamento

Uso della bussolaPunti cardinali (da ricordare a memoria)

N

S

EO

N-E

S-ES-O

N-O

Italiano

N

S

EW

N-E

S-ES-W

N-W

Internazionale


Orientamento

Punti cardinali - La stella polare

Stella Polare

Cassiopea

Orsa Maggiore

Orsa Minore

N.B. posizione delle stelle nelle prime ore notturne invernali


Il Polo Nord Magnetico, cioè quello individuato dall’ago della bussola, attualmente si trova a circa 2.200 km in direzione W (isola di Bathurst- Canada).

A latitudini prossime al Circolo Polare Artico diventa fondamentale correggere l’errore dovuto alla declinazione magnetica.

Alle nostre latitudini e per i fini alpinistici l’errore dovuto alla declinazione magnetica è irrilevante.

Orientamento

Punti cardinali – Polo Nord e declinazione magnetica

Polo Nord

geografico

Polo Nord

magnetico


Orientamento

Punti cardinali – Polo Nord e declinazione magnetica

Polo Nord

geografico

Polo Nord

magnetico

Nr = Nord Reticolo

N = Nord Geografico

Nm = Nord Magnetico

= Declinazione Magnetica

= Convergenza Magnetica


Orientamento

Uso della bussola

10

18

28

36 24

6

8

12

141620

22

24

26

3032

34

N

Polo Nord (magnetico)

In piano

Lontana da oggetti di ferro

Mirare un punto significa individuare la linea (linea di mira) che passa per l’osservatore (Punto O) e per il punto stesso (punto P)

P

O


Orientamento

Uso della bussola : l’azimut di un punto sul terreno


Azimut = misura, in senso orario, dell’angolo (75 °)

P

101828

362

4 6 8

1214

16

20

222426

3032

34

N

P1018

28 362

4

6

8

121416

20

22

24

26

30 32 34

N



10

18

28

36 24

6

8

12

141620

2224

26

3032

34

N

Orientamento

Uso della bussolaI principali azimut (da ricordare a memoria)

N

S

EW

N-E

S-ES-W

N-W

0°

270° 90°

180°

45°

135°225°

315°


Orientamento

Uso della bussola - Caso 1

Individuazione di un punto P sul terreno a partire dalla conoscenza del punto in cui vi trovate e del punto P sulla carta

PVoi siete qui e volete trovare sul terreno il punto P dopo

averlo individuato sulla

carta

O


Orientamento

1 - Si rileva l’azimut del punto P sulla carta (angolo ) con la bussola

=75°

P

O



Orientamento

2 - Attraverso la linea di mira della bussola si individua la direzione verso la quale guardare, il punto cercato é certamente sulla linea di mira, le informazioni ricavabili dalla carta (quota, orografia) permettono di individuare il punto cercato, se quest’ultimo si vede, in caso contrario siete comunque in grado di individuare la direzione verso la quale muoversi.

10

18

28

36 24

6

8

1214

162022

24

26

3032

34

N

O



Orientamento


Riconoscere un punto sul terreno attraverso la carta

Voi siete qui e vorreste sapere il

nomedel rifugio che si

trova sulla montagna di

fronte


1018

28

362

4

6 8

1214

16

20

22

2426

3032

34

N

Orientamento


1 - Con la bussola si mira il rifugio e se ne rileva l’azimut

Azimut del rifugio = angolo = 85°

10

18

28

36 24

6

8

12

141620

22

24

26

3032

34

N


Orientamento


O

2 - Si riporta sulla carta mediante la bussola l’azimut rilevato cioè si traccia una linea a partire dal punto O con inclinazione pari all’azimut (angolo ).

Questa linea incontrerà sulla carta il rifugio cercato e di cui potete leggere il nome (se quest’ultimo è indicato!).

R. Città di Busto

Rif. Mores


Orientamento

Uso della bussola - Caso 3Individuazione della propria posizione sulla carta a partire da due punti noti sul terreno (P e Q)

Es: P é un vetta a voi nota, Q un rifugio a voi noto, ma voi dove siete?

P

Q


Orientamento

Individuazione della propria posizione sulla carta a partire da due punti noti sul terreno (P e Q)

1 - Si rileva l’azimut di P e lo si riporta sulla carta, cioè a partire dal punto P sulla carta si traccia una linea della stessa inclinazione dell’azimut appena letto per P

2 - Si rileva l’azimut di Q e lo si riporta sulla carta, cioè a partire dal punto Q sulla carta si traccia una linea della stessa inclinazione dell’azimut appena letto per Q


PQ


Orientamento

Concettualmente non c'è proprio niente di nuovo

A

B

C

D

1 2 3 4 5 6 7 8


C - 7 : Colpita e affondata !!!!

Incrociatore

Torpediniera

Portaerei


Orientamento


1 - Si rileva l’azimut di P e lo si riporta sulla carta, cioè a partire dal punto P sulla carta si traccia una linea della stessa inclinazione dell’azimut appena letto per P: es. AZIMUT DI P = 30°

2 - Si rileva l’azimut di Q e lo si riporta sulla carta, cioè a partire dal punto Q sulla carta si traccia una linea della stessa inclinazione dell’azimut appena letto per Q: es. AZIMUT DI Q = 290°

3 - Il punto di incrocio tra le due linee rappresenta il punto O in cui vi trovate


PQ


Orientamento



I due punti noti devono, se possibile, differire di un azimut di circa 90° (o 270°)

tra di loro

30°

290°

P

Q

O

Voi siete qui


Orientamento


Uso della bussola - Caso 3 bis

I due punti noti non devono differire di un azimut di 180° tra di

loro

Voi siete qui?

O

oppure qui?

O

oppure qui?

O PQ


Orientamento

Individuazione della propria posizione sulla carta a partire da tre punti noti sul terreno (P,Q,R)

PQ

Uso della bussola - Caso 3 ter

R

Se la triangolazione è stata fatta accuratamente la superficie dell’area è di pochi metri quadrati

Voi siete in questa area


Orientamento

Cosa si deve fare:

Il compagno si sposta di un centinaio di metri (visibilità permettendo) mantenendo la stessa quota e si ferma in un punto.

Voi, dalla stessa quota del compagno, rilevate il suo azimut.

A questo punto disponete di una quota e di un azimut e con questi due dati potete individuare la vostra posizione sulla carta.


Individuazione della propria posizione sulla carta a partire dalla quota e dalla curva di livello (Metodo delle tangenti)

Situazione:

Siete arrivati ad un certo punto del vostro itinerario, avete la bussola e l’altimetro, tarato di recente, e volete individuare la vostra posizione sulla carta.


Orientamento

Individuazione della propria posizione sulla carta a partire dalle curve di livello (metodo delle tangenti)


N

Curva di livello

immaginaria

Azimut delCompagno

(110°)

Voi

Compagn

o


Orientamento

Indicazione altimetro: 2180 m.Azimut compagno: 290°Provenienza: Sud


2200

Voi dove siete? A, B, C, D ?

A

BD

C

Perchénon

poteteessere qui?

Perchè

non poteteessere qui?

290°

Voi siete qui!

210°

290°

Perchè

non poteteessere qui?

N

S

EW

2268 +


Orientamento

Mantenere la rotta di marcia sul terreno, lungo un percorso prestabilito sulla carta


Voi

300 m400 m

200 m

100 m

200 m

Rifugio


Orientamento

Mantenere la rotta di marcia sul terreno, lungo un percorso prestabilito sulla carta


Voi

Rifugio

Errore300 m

20°

400 m

200 m

90°

100 m

145°

200 mN

S

EW

…… meglio non puntare direttamente sulla meta finale (errore calcolato) !

90°

90°


Orientamento

Il Global Positioning System

Strumento basato sulla trasmissione satellitare che consente di individuare la propria posizione (latitudine, longitudine e quota) e di impostare

una rotta da seguire.

Spesso comprende anche bussola e altimetro


ORIENTAMENTO - GPSIl Global Positioning System: Funzionamento

24 + 3 satelliti, 1 rotazione completa ogni 12 ore (11h e 58’), 6 piani orbitali,

da ogni punto della terra ne sono sempre “visibili” almeno 5 (massimo 8)

Il GPS attraverso il segnale di 4 satelliti è in grado di calcolare la propria posizione: longitudine, latitudine e quota


ORIENTAMENTO - GPS


ORIENTAMENTO - GPS

SEGMENTO SPAZIALE

FUNZIONI PRINCIPALI

• Trasmettere varie informazioni agli utilizzatori attraverso l’invio di diversi segnali • Ricevere e memorizzare le informazioni trasmesse dal segmento di controllo• Mantenere un segnale di tempo molto accurato utilizzando i 4 oscillatori in dotazione ad ogni satellite

• Eseguire manovre di correzione di orbita con i razzi guidati dal segmento di controllo

La geometria della costellazione assicura che siano sempre visibili 4 satelliti: 3 per il posizionamento e 1 per la perfetta sincronizzazione tra gli orologi dei satelliti, quelli degli apparati ricevitori e dei segnali a terra


A single satellite can establish range, locating the detector on a sphere.

ORIENTAMENTO - GPS


Two satellites can locate the detector on the intersection of two spheres.

ORIENTAMENTO - GPS


Adding a third as in the GPS system locates it at one of two discrete points where the three spheres intersect. The correct one is easily chosen to get a precise location. The 24 GPS satellites carry atomic clocks to give them the accuracy necessary for position measurement.

ORIENTAMENTO - GPS


GPS

SEGMENTO DI CONTROLLO – n STAZIONI A TERRA

FUNZIONI PRINCIPALI 1

• Monitoraggio dei segnali di tutti i satelliti con elevata precisione e predizione della loro orbita

• Valutazione dell’effetto troposferico sulla ricezione dei segnali mediante sofisticati strumenti meteorologici

ORIENTAMENTO - GPS


GPS

SEGMENTO DI CONTROLLO – n STAZIONI A TERRA

FUNZIONI PRINCIPALI 2

• Stazione principale di controllo (MSC) a Colorado Springs per la raccolta dati dalle altre stazioni e loro compensazione

• Invio ai satelliti di vari parametri di correzione

La geometria della costellazione assicura che siano sempre visibili 4 satelliti: 3 per il posizionamento e 1 per la perfetta sincronizzazione tra gli orologi dei satelliti, quelli degli apparati ricevitori e dei segnali a terra

ORIENTAMENTO - GPS


SEGMENTO DI UTILIZZO

Tale segmento è costituito da tutti gli utenti civili e militari.

Ogni utente è dotato di un equipaggiamento più o meno sofisticato, che in ogni caso comprende un’antenna ed un ricevitore capaci di ricevere i segnali emessi dai satelliti per ottenere il posizionamento tridimensionale in tempo reale e di raccogliere dati per una compensazione successiva che fornisce risultati più precisi

ORIENTAMENTO - GPS


Orientamento

Il Global Positioning System

Pregi: immediatezza, precisione

Conclusione: per un corretto ed efficace utilizzo sono necessarie conoscenze e capacità superiori a

quelle richieste per la normale consultazione di carte, bussola e altimetro.

Il GPS da solo serve a ben poco!In ogni caso non riduce la difficoltà della gita!

Difetti: illusione di sicurezza, necessità di carte con coordinate geografiche, autonomia batterie.

In futuro, anche grazie alla continua riduzione dei costi, sarà molto probabile

doversi confrontare con questa nuova tecnologia


GIS – GLOBAL INFORMATION SYSTEM

Sistema realizzato allo scopo di archiviare, gestire, analizzare e presentare dati in un contesto topologico e spaziale



IN PARTICOLARE:

I dati geografici e le informazioni alfanumeriche ad essi associate possono essere acquisiti dall’utente o acquistati da un fornitore

Il SW memorizza, analizza, aggrega e visualizza le informazioni geografiche



USO DEL GIS IN CARTOGRAFIA:



COME FUNZIONA:

Memorizza informazioni geografiche attraverso strati logicamente separati. Ad ogni elemento geografico vengono associate le coordinate ed attributi o elementi descrittivi.



FUNZIONI DEL GIS

Inserimento

Trattamento

Gestione

Ricerca e analisi

Visualizzazione

Il modello vettoriale descrive fenomeni discreti (es. punti, linee, poligoni)

Il modello raster descrive fenomeni continui cioè le grandezze che variano continuamente nello spazio (es. temperatura)

Il GIS lavora con 2 modelli dati:



IN PARTICOLARE:

I dati geografici e le informazioni alfanumeriche ad essi associate possono essere acquisiti dall’utente o acquistati da un fornitoreIl SW memorizza, analizza, aggrega e visualizza le informazioni geografiche


TOPOGRAFIA E ORIENTAMENTO

BUONANOTTE

Topografia e Orientamento Lezione curata da: Gianni Perelli Ercolini Rielaborazione: CAI Corsico.

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