Adozione del sistema WGS84/UTM per il riferimento dei dati
geografici presso la Regione Piemonte
DGR n° 16-8136 del 30.12.2002
Ripassino…..
•geodesia….
•cartografia….
Datum
è l’insieme dei parametri che
individuano le caratteristiche
dell’ellissoide e la sua posizione
rispetto al geoide:
•Roma40
•ED50
•WGS84
•(…in tutto sono centinaia)
Proiezione è il meccanismo che governa il
trasferimento delle informazioni
dall’ellissoide alla carta (es. UTM,
Gauss-Boaga, Cassini-Soldner,
Lambert,..)
Trasformazione analitica
X = f (, )
Y = g(, )
TRASFORMAZIONE
CARTOGRAFICA
Trasformazione
geometrica
(proiezione)
• le trasformazioni di proiezione nell’ambito di uno stesso
DATUM sono matematiche
trasformazione
• Qualsiasi
le trasformazioni
nell’ambito di DATUM diversi implicano
cartografica comporta
rideterminazioni
nelle reti geodetiche (a ogni DATUM
deformazioni
corrisponde
una rete geodetica)
ROMA40/Gauss-Boaga
In particolare il
15° nazionale
sistema
territorio italiano
su
(vecchiaNreteè proiettato
geodetica)
due fusi
ED50/UTM
sistema europeo unificato
(???)
9°
N
BESSEL/Cassini-Soldner sistema catastale
(32 grandi zone, oltre 800
piccoli sistemi d’asse)
WGS84/UTM E
1500 km
Fuso Ovest
60 - 12027’08”,40
sistema mondiale
unificato (rete IGM95)
E
2520 km
Fuso Est
120 - 18030’
UTM-WGS84
Una terna cartesiana
Un ellissoide
Una realizzazione
Una sistema di proiezione cartografica
La terna cartesiana OXYZ
Nel 1988 il Servizio Internazionale per la Rotazione Terrestre
(IERS) ha definito un nuovo sistema di riferimento convenzionale
terrestre, denominato ITRS (IERS Terrestrial Reference System):
• origine delle coordinate coincidente con il centro di massa della
Terra
• asse Z diretto verso il Polo Nord convenzionale (CTPConventional Terrestrial Pole) definito dal BIH (Bureau
International de l’Heure) al 1984.0
• asse delle X è l’intersezione tra il meridiano zero definito dal BIH
al 1984.0 (quello passante per Greenwich) con il piano
equatoriale associato al CTP
• l’asse delle Y completa una terna ortogonale destrorsa e giace
sul piano equatoriale
• la terna cartesiana è solidale con la Terra.
L’ellissoide
Il DoD degli USA si è uniformato all’ellissoide biassiale
dell’Unione Internazionale di Geodesia e Geofisica GRS80:
• a = 6 378 137
• f = 1/298.257223563
Stabiliti anche parametri meccanici (la costante gravitazionale
GM, il coefficiente normalizzato zonale gravitazionale di secondo
grado e la velocità angolare della Terra): ellissoide “medio”
equipotenziale
La realizzazione
Realizzazione globale
Rete di stazioni permanenti gestite dal DoD degli USA (ITRF..)
Costellazione satelliti GPS
Realizzazione europea
Rete EUREF89 =ETRF89
La Sottocommissione EUREF dell’IAG (Associazione Internazionale di Geodesia)
responsabile della realizzazione del sistema di riferimento europeo ha definito, per il
continente europeo, il sistema di riferimento terrestre europeo (ETRS - European Terrestial
Reference System) e ne ha curato la realizzazione (ETRF - European Terrestial Reference
Frame) nel 1989 e provvede ai suoi aggiornamenti annuali.
Nel sistema IERS il continente europeo mostra un movimento annuo di circa 3 cm in direzione Nord-Est: ->
l’ETRS89 si muove insieme alla parte continentale stabile verso NE mantenendo fisse al valore 1989.0 le
coordinate dei punti delle stazioni europee che contribuiscono all’IERS.
Realizzazione italiana
Rete IGM95
La rappresentazione cartografica
Al sistema WGS84 non è associato ufficialmente alcun sistema
cartografico, anche se generalmente è frequente l’adozione, già
attuata dall’I.G.M., della UTM (proiezione conforme di Gauss), in
analogia all’UTM-ED50, denominato UTM-WGS84 o, più
correttamente, UTM-ETRF89 ovvero UTM-WGS84(ETRF89).
Le conversioni
tra i formati
UTM-ED50
UTM-WGS84
Gauss-Boaga
Le trasformazioni
di datum
(xsen cos   ysensen  z cos   (af  fa ) sen 2
sen1"
 xsen  y cos 
" 
N cos sen1"
 " 
h  x cos  cos   y cos sen  zsen   (af  fa ) sen 2  a
NEtoGE
Molodensky
GEtoNE
Metodi “storici”
Roma40-ED50
Tabelle delle differenze f, , N,
E al centro delle tavolette al 25.000
Per il Piemonte:
N=+179…+182
E=-999.944…-999.947
f,  al centesimo di sec. sessages.
E, N al decimetro
Coordinate Gauss-Boaga dei vertici della CTR
LONG.
LAT.
47.12.00
47.10.30
47.09.00
47.07.30
47.06.00
47.04.30
47.03.00
47.01.30
47.00.00
11.20.00
11.22.30
FOGLIO N.001
11.25.00 11.27.30
5229959
1676681
5227181
1676764
5224403
1676847
5221624
1676930
5218846
1677013
5216068
1677096
5213290
1677179
5210512
1677262
5207734
1677344
5230054
1679837
5227276
1679921
5224498
1680006
5221720
1680090
5218942
1680175
5216163
1680259
5213385
1680343
5210607
1680428
5207829
1680512
5230151
1682992
5227373
1683078
5224595
1683165
5221817
1683250
5219039
1683336
5216260
1683422
5213482
1683508
5210704
1683594
5207926
1683680
5230250
1686148
5227472
1686236
5224694
1686323
5221915
1686411
5219137
1686498
5216359
1686586
5213581
1686673
5210803
1686760
5208025
1686848
FUSO
11.30.00
32
11.32.30
11.35.00
11.37.30
11.40.00
5230350
1689304
5227572
1689393
5224794
1689482
5222016
1689571
5219238
1689660
5216459
1689749
5213681
1689838
5210903
1689927
5208125
1690015
5230452
1692460
5227674
1692550
5224896
1692641
5222118
1692731
5219340
1692822
5216561
1692912
5213783
1693002
5211005
1693093
5208227
1693183
5230556
1695616
5227778
1695708
5225000
1695800
5222221
1695892
5219443
1695984
5216665
1696075
5213887
1696167
5211109
1696259
5208331
1696351
5230661
1698772
5227883
1698865
5225105
1698959
5222327
1699052
5219549
1699145
5216771
1699239
5213992
1699332
5211214
1699425
5208436
1699518
5230768
1701927
5227990
1702022
5225212
1702117
5222434
1702212
5219656
1702307
5216878
1702402
5214100
1702497
5211321
1702591
5208543
1702686
• Coordinate espresse al metro
• I doppi valori piani nelle zone di
sovrapposizione conducono a coordinate
geografiche differenti
• Valori spesso in disaccordo con gli altri
documenti “storici”
Formule polinomiali
1 2 4
3 5
8
6
7
Isotransitive (Piero Bencini)
La cartografia era
“cartacea”, e quindi il tutto
era ancorato all’errore di
graficismo
Metodi “storici”
Roma40-WGS84
7 parametri di rototraslazione
calcolati con le relazioni di Helmert tramite
le formule di Molodensky, associati ai
vertici IGM95
• problemi di “stabilità” delle soluzioni
(impostazione critica del problema): lavoriamo su
un pezzettino di superficie fisica terreste e
andiamo a cercare parametri al centro della terra!
• ambiguità sui risultati al confine fra due zone
(nella quasi totalità dei casi < di 20 cm)
• ambiguità anche all’interno della monografia, in
quanto applicando i 7 parametri alle WGS84 non
si ottengono le Roma40: si è privilegiato l’intorno
al punto
Monografia IGM95 (ante 2002)
Coordinate
WGS84
Coordinate
ROMA40
Parametri di
rototraslazione
Tx,Ty,Tz, Rx, Ry, Rz, K
… e allora, per evitare gli “scalini”…
Ogni utente si calibra i propri 7 parametri,
oppure fitting con un sw di CALGE,
oppure rubber-sheeting, oppure…
Ognuno ha una sua soluzione, valida
per un determinato lavoro!
MILANO
TORINO
CAVToMi
Il nuovo metodo
dei gligliati
ED50-Roma40-WGS84
+altimetria
•
•
•
Tutti i valori, le tabelle e i software utilizzati per il
passaggio fra sistemi forniscono risultati identici e
consentono il ritorno in modo univoco
Le differenze fra i sistemi variano in modo continuo
Lo ha messo a punto una specie di Autority (l’IGM),
oppure si utilizzano i suoi parametri!
Matrici ,  (GRIGLIATI)
Partendo dalla griglia irregolare dei punti doppi
sono state calcolate 4 griglie regolari dei valori:
 ED50 - ROMA40
 ED50 - ROMA40
 WGS84 - ROMA40
 WGS84 - ROMA40
16667
16568
16569
7’ 30’
0°.125
• il passo delle griglie
è 7’30’’ per 5’ e
coincide, con il taglio
delle vecchie tavolette
al 25000
219
110
1 2 3
5’
0°.08333333
• ogni griglia è
costituita da 16677
valori, e costituisce
una matrice di 153
righe per 109 colonne;
109
• i  sono espressi in
secondi
sessagesimali
• fornitura per intorni
dell’IGM95 (~10 km) o
per Fogli al 50.000 (36
incroci)
Punti di 1° ordine
Punti appositamente
calcolati
Area di utilizzazione
1° ordini:
354
“esteri” apposit. calcolati: 68
Usati complessivamente: 422
Curve di uguale
”
Curve di uguale
(valori da 5.45” a 6.50”)
(valori da 2.05” a 3.00”)
Punti noti
Punti noti
Area di
utilizzazione
46°
44°
42°
42°
40°
40°
38°
38°
36°
36°
8°
10°
12°
14°
16°
18°
Area di
utilizzazione
46°
44°
6°
”
6°
8°
10°
12°
14°
16°
18°
Punti coincidenti
Punti di 1° ordine
Punti appositamente
calcolati
Area di utilizzazione
Coincidenti:
621
1° ordini :
154
“esteri” apposit. calcolati: 54
Usati complessivamente: 829
Curve di uguale
”
Curve di uguale
(valori da -1.70” a 0.30”)
46
46
44
44
Latitudine [sessadecimali]
Latitudine [sessadecimali]
(valori da 2.20” a 2.50”)
42
40
42
40
38
38
36
36
6
8
10
12
14
Longitudine [sessadecimali]
16
”
18
6
8
10
12
14
Longitudine [sessadecimali]
16
18
La nuova Monografia IGM95
Modificate le
Coordinate ROMA40
Quota geoidica ricalcolata
(per i 900) con ITALGEO99
• senza parametri
di rototraslazione
• coordinate
ROMA40
“coerenti”
• quote ricalcolate
con GEOIDE (per
i 900)
Le trasformazioni altimetriche
ITALGEO 99 del Politecnico di Milano (Prof.
Barzaghi), con misure gravimetriche: N=h-H
2’
2’
• il passo della griglia
è 2’ per 2’
• fornitura per intorni
dell’IGM95 (~10 km) o
per Fogli al 50.000
(140 incroci)
Il software VERTO1
File *.GR1
contenente
porzioni di
grigliato,
oppure ritagli
maggiori (…)