1. DEFINIZIONI E CONCETTI INTRODUTTIVI

Partiamo dalle due definizioni più significative:

GEODESIA

 "Scienza che studia la forma e le dimensioni della terra, la determinazione della posizione dei punti sulla superficie della terra e nello spazio esterno, la determinazione del campo della gravità nello stesso dominio e le variazioni nel tempo di tali grandezze."

 

CARTOGRAFIA

 "Fornisce una possibile descrizione della forma e dimensione della terra, dei suoi particolari naturali e artificiali."

 

 

 

1.1 FUNZIONI DI BASE DELLA CARTOGRAFIA

Le funzioni di base della cartografia sono:

 dare una conoscenza del territorio sia puntuale (basata sull'osservazione di ogni singolo oggetto) che generale (visione d'insieme);

 consentire di sviluppare processi logici di tipo deduttivo e induttivo in funzione di relazioni di concomitanza, vicinanza, frequenza,...;

 fungere da supporto di base per classificazioni, pianificazione, progettazione e gestione del territorio.

 

 

 

1.2 PERCHE' LA CARTOGRAFIA

La cartografia è di fondamentale importanza per tutti i dati di tipo geografico, i dati cioè che presentano come caratteristica principale un attributo spaziale: le coordinate del dato. I fenomeni descrivibili a partire dal loro posizionamento vengono detti georferenziabili. La cartografia si occupa dell'archiviazione (e della rappresentazione) di dati georeferenziabili.

 

 

 

1.3 IL "PROCESSO CARTOGRAFICO"

 

Il processo cartografico consiste nei seguenti passi:

acquisizione del dato: osservazioni dirette sul terreno o su immagini del terreno (topografia, fotogrammetria, telerilevamento); in questa fase devono essere archiviate informazioni sul posizionamento dei punti e sulla codifica degli oggetti archiviati.

scelta del sistema di riferimento (approssimazione della superficie terrestre e del campo della gravità, scelta del sistema di coordinate)

scelta della rappresentazione cartografica, cioè delle equazioni matematiche che consentono di "proiettare" la superficie terrestre nel piano della carta o sullo schermo.

La rappresentazione della superficie terrestre sul piano genera sempre delle deformazioni. A seconda del tipo di equazioni utilizzate si avranno differenti rappresentazioni della medesima porzione della superficie terrestre.

Nelle figure seguenti si riportano

 diverse rappresentazioni della superficie terrestre;

 le deformazioni a cui sono soggetti degli oggetti tridimensionali almeno a doppia curvatura nel caso in cui vengano rappresentati sul piano;

 rappresentazioni della superficie terrestre viste da diversi "angoli di visuale": si noti come le proporzioni tra i vari paesi cambiano (e quindi come cambia la "visuale del mondo

Diverse rappresentazioni della superficie terrestre

1

 

 

 

Esempio di deformazioni della "testa" di Dents e Adams

2

 

3

rappresentazioni:

1 ortografica

2 stereografica

3 di Mercatore

 

 

 

 

 

 

 

Esempi di deformazione di

una figura umana

 

proiezione ortografica

 

 

proiezione cilindrica

 

 

 

 

 

 

 

Il mondo visto da diversi "angoli di visuale"

 

 

 

 

1.4 L'OUTPUT DEL PROCESSO CARTOGRAFICO

Generalmente l'output di un processo cartografico è un disegno (carta) del territorio realizzato in un sistema di coordinate piane; i punti sono in corrispondenza biunivoca con quelli della superficie fisica del territorio rappresentato.

La  corrispondenza tra superficie di riferimento e superficie di proiezione è stabilita quando è fissato il modo di calcolare, per ogni punto dell'ellissoide, la posizione corrispondente sul piano della rappresentazione. Essa è data quindi n base a precise relazioni di tipo geometrico e/o matematico, che definiscono le equazioni della carta.

La superficie fisica è approssimata con delle opportune superfici di riferimento.

 

Sul piano della rappresentazione si sceglie come riferimento un sistema cartesiano (x,y) destrorso.

Le formule di corrispondenza sono:

x=x(f,l)

y=y(f,l)

(f,l) sistema di coordinate curvilinee sulla superfcie di riferimento

 

 

 

1.5 CARATTERISTICHE GENERALI DI UNA CARTA

 

REQUISITI

Una carta deve soddisfare tre condizioni fondamentali:

 Congruenza (una qualsiasi informazione contenuta nella carta non deve essere in contraddizione con le altre)

 Leggibilità (deve garantire l'univocità di interpretazione)

 Veridicità

 

 

 INFORMAZIONI

Le informazioni che sono generalmente contenute in una carta riguardano:

Rivestono grande importanza, inoltre:

Il rapporto di scala determina il grado di dettaglio della carta, la sua precisione, l'equidistanza delle curve di livello e la tipologia dei segni convenzionali adottati.

Planimetria e altimetria non sono, però, le uniche informazioni presenti, infatti sono riportate anche informazioni di "contorno", che definiscono il layout della carta:

 Parametratura

 Cornice

 Legenda

 

Nella figura seguente si riporta come esempio una carta 1:100000 con relativa legenda (cartografia tecnica regione lombardia)

Si veda ancora la figura seguente che riproduce un angolo di una carta topografica alla scala 1:25000 (tavoletta):

 

Angolo superiore sinistro di una tavoletta

 

1.6 CLASSIFICAZIONE DELLE CARTE

Esistono varie tipologie di carte, ognuna specifica dell'uso che se ne deve fare. Si può distinguerle in base a:

 

TIPOLOGIA DELLA RAPPRESENTAZIONE

Gli elementi fondamentali da considerare relativamente alla tipologia della rappresentazione sono i seguenti:

Per quanto riguarda la superficie di riferimento, cioè la superficie con cui approssimo la superficie terrestre a causa della sua complessità, in generale si adottano l'ellissoide o la sfera (in generale la sfera geocentrica viene considerata una buona approssimazione per carte a piccolissima scala, mentre la sfera orientata localmente e con raggio opportunamente calcolato a partire dalle caratteristiche locali della superficie, viene adottata per carte a grande scala).

Relativamente alla superficie di riferimento gli elementi da considerare sono:

 

 

Ellissoide orientato globalmente (nero) o localmente (rosso) rispetto alla zona indicata dalla freccia

 

 

 

 

 

 

Riferendoci invece alla superficie di proiezione le caratteristiche principali di cui tener conto sono la sua natura, che può essere

 

 

piana

 

 

cilindrica

 

conica

 

l'orientamento della superficie rispetto alla superficie terrestre, che può essere

normale

trasverso

obliquo

 

 

ed infine il tipo di coincidenza tra superficie di proiezione e superficie terrestre:

 

 

tangente

 

secante

polisuperficiale

 

 

Relativamente alla rappresentazione si dovranno considerare le sue proprietà e la tipologia di generazione. Per quanto riguarda il primo aspetto le rappresentazioni si distinguono in

 

Relativamente alla generazione le rappresentazioni possono essere derivate per via

Nel primo caso le rappresentazioni cartografiche sono delle vere e proprie proiezioni.

 

SCALA

In base alla scala possiamo distinguere:

carte geografiche (s < 1:1000000)

carte corografiche (1:1000000< s < 1:200000)

carte topografiche (1:200000< s < 5000)

mappe (1:5000 < s < 1:500)

piante (s > 1:500)

Maggiore è la scala della carta e maggiore è il numero di particolari rappresentati.

Riguardo ai particolari rappresentati, essi saranno in scala se la loro grandezza lo consente. In caso contrario si dovrà ricorrere a segni convenzionali.

Nel passare dalla carta ad una scala ad una a scala diversa si pone il problema della generalizzazione cartografica. Nell'esempio che segue si può osservare la stessa zona geografica (parte del centro della città di Como) rappresentata a diverse scale (1:2000; 1:10000; 1:50000; 1:100000)

Cartografie a scala differente della medesima zona

 

 

COSTRUZIONE DELLA CARTA

In base alla costruzione della carta:Carte rilevate: sono costruite in base a rilievi diretti sul terreno;

carte derivate: sono costruite a partire da una riduzione di una o più carte esistenti (rilevate o a loro volta derivate) a scala maggiore.

 

esempio: cartografia ufficiale italiana IGMI

carta rilevata = carta a scala 1:25000 (tavoletta)

carte derivate = carte a scala 1:50000 (quadrante) e 1:100000 (foglio).

 

carta regolare: deve contenere la descrizione sia planimetrica che altimetrica del terreno, rispettare le tolleranze sia di tipo qualitativo che di ordine quantitativo imposte dai capitoli predisposti per la sua costruzione ed essere provvista di

reticolato geografico (carte a piccola scala)reticolato chilometrico (carte a grande scala)scritte sui bordiindicazione dei segni convenzionali.

Le carte non regolari sono dette speciali (ad es. quelle catastali solo planimetriche) oppure speditive (premessa alla cartografia regolare di un certo territorio).

 

 

FUNZIONE

Carte di base (o fondamentali): hanno lo scopo di descrivere la superficie fisica della terra. Devono permettere di ricavare le relazioni di posizione esistenti sul terreno tra i particolari rappresentati sulla carta.

 

Carte tematiche: rappresentano la distribuzione geografia di uno o più tematismi. A seconda che il tema evidenzi una situazione in un particolare momento o la sua evoluzione si hanno carte statiche o dinamiche.

 

 

Esempi di carte tematiche:

carte geologiche (tipi di rocce, rapporti tra le rocce, tipi di giacitura);

carte archeologiche (con evidenze fino al IV sec. d.C.);

carte dei monumenti;

carte pedologiche (classificazione dei terreni agrari, influenza dei fattori della pedogenesi sull’origine e sulla formazione dei suoli);

carte idrogeologiche (utilizzazione e regolarizzazione delle risorse idriche superficiali);

carte meteorologiche (fenomeni atmosferici: temperatura, pressione, venti, clima, nubi, piogge);

carte magnetiche (analisi magnetismo terrestre; rappresentazione mediante linee isogone (declinazione magnetica), linee isocline (inclinazione magnetica), linee isodiname (intensità delle componenti del vettore magnetico.

Esempio di carta tematica: la carta di destinazione d'uso del suolo.

 

 

 

 

1.7 SCELTA DEL TIPO DI RAPPRESENTAZIONE

Tra le numerose rappresentazioni della terra nessuna migliore in senso assoluto: solo lo scopo prefissato permette di decidere.

Per quanto riguarda la superficie di proiezione

si deve tenere conto delle distorsioni: il punto (o la linea) di scala "reale" coincide con il punto (o la linea) di contatto tra superficie di riferimento e superficie di proiezione.

 

Le deformazioni aumentano allontanandosi da tali posizioni.

Si deve fare in modo di ridurre le distorsioni e renderle il più omogeneamente distribuite (il punto o la linea a scala "reale" deve essere il più centrale possibile).

 

Esempi:

regioni polari

proiezione azimutale: le deformazioni crescono omogeneamente in tutte le direzioni procedendo dal centro (polo) verso l'esterno

regioni con elongazione maggiore in direzione nord-sud o ovest-est

proiezione conica o cilindrica con linea (o linee) di scala "reale" disposte assialmente lungo la direzione di massima elongazione

In generale:

proiezioni cilindriche

zone comprese tra i tropici

proiezioni coniche

medie latitudini

proiezioni azimutali

zone polari

 

 

 

Per quanto riguarda la rappresentazione

aree molto estese, piccolissima scala

in generale rappresentazione equivalente per dare una rappresentazione realistica dell'estensione relativa alle varie regioni

carte di alta precisione sulle quali possano essere fatte misure di angoli

rappresentazione conforme

 

 

 

1.8 CARTOGRAFIA UFFICIALE ITALIANA

Legge n.68 del 2 febbraio 1969 (art.1) stabilisce che gli organi cartografici ufficiali dello stato sono:

Istituto Geografico Militare (IGMI);

Istituto Idrografico della Marina: si occupa di rilievi batimetrici e oceanici, rilievi geodetici lungo le coste, produce carte nautiche necessarie per la navigazione;

Sezione Fotocarta dello Stato Maggiore dell'Aeronautica, diventato Centro di Informazioni Geotopografiche dell'Aeronautica (CIGA);

Servizio Geologico, che così come il CIGA, non esegue rilievi topografici, e utilizza carte dell'IGMI riportando su queste solo le informazioni relative al rilievo geologico e gravimetrico (o alla navigazione aerea);

Amministrazione del Catasto e dei Servizi Tecnici Erariali (ora Dipartimento del Territorio), che rileva mappe alle scale da 1:5000 a 1:500 partendo dalla rete trigonometrica dell'IGMI, per scopi fiscali (dipende dal Ministero delle Finanze).

 

 

 

1.9 CARTOGRAFIA TECNICA REGIONALE E COMUNALE

Regioni (1:5000 o 1:10000)

Comuni (1:1000 o 1:2000)

Sono carte rilevate. Non esiste una legislazione che stabilisca le modalità di produzione.

Alcuni criteri tecnici di progettazione, esecuzione e collaudo sono stati proposti, prima del suo scioglimento, dalla Commissione Geodetica Italiana per assicurare che venga prodotta una cartografia omogenea.

 

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