DTM vs DSM vs DEM

27 Dicembre 2017

In questo articolo ti parlo di DTM e DSM, di DEM e delle differenze tra questi modelli digitali di elevazione che spesso si confondono uno con l’altro.

DTM vs DSM vs DEM

DTM – DSM – DEM: se lavori un po’ con strumenti GIS, se ti sei mai addentrato nei portali cartografici online, da cui puoi consultare e scaricare i dati territoriali a varia scala locale (regionale, provinciale, comunale), se ti sei scontrato con  analisi cartografiche o hai ricevuto elaborazioni topografiche da rilievi fotogrammetrici o LiDAR avrai già sentito questi acronimi.

Ma che cosa significano?

DTM sta per Digital Terrain Model (Modello Digitale del Terreno);

DSM sta per Digital Surface Model (Modello Digitale della Superficie – o delle superfici);

DEM sta per Digital Elevation Model (Modello Digitale di Elevazione).

LE SUPERFICI STATISTICHE

Lo scopo di questo articolo è quello di dirti le differenze tra i tre modelli ma non posso non aprire questa parentesi.
Sarò breve.

DTM e DSM, così come il DEM, sono superfici statistiche.

“Una superficie statistica è una rappresentazione della distribuzione dei valori di un determinato fenomeno definito, per ogni coppia di coordinate (X, Y), da un valore di Z, misurato o calcolato” (Robinson et al., 1995; DeMers, 1997).

Le superfici statistiche più facili da capire sono quelle che si riferiscono alla topografia terrestre: entità geografiche che cambiano nello spazio: l’elevazione, la quota piezometrica di una falda o la superficie di scorrimento profonda di una frana…

Ma ci sono altri esempi di superfici statistiche: la rappresentazione delle temperature o delle precipitazioni su un’area, la diffusione di inquinanti, i parametri socio-demografici ed economici…

L’aspetto importante di queste superfici è l’aggettivo che le qualifica: statistico.

Il termine statistico, associato al concetto di superficie, deriva dal fatto che questo tipo di rappresentazione si ottiene attraverso la stima del valore di una variabile dove non è stata fatta nessuna misura.
Le tecniche statistiche di stima si usano quando una variabile è calcolata in ogni punto di una superficie a partire da dati misurati solo in alcune posizioni.
Per calcolare i punti sconosciuti ci si affida a processi di interpolazione o estrapolazione.
L’interpolazione usa algoritmi che calcolano i punti incogniti da misure esistenti attorno ad essi.
L’estrapolazione invece stima le informazioni oltre il limite dei dati disponibili.

Non ti aggiungo altro sui metodi statistici che si usano in questi campi perchè non sarebbe di valore per gli scopi di questo post.
Ti porto solo due casi di superficie statistica.

Un modello digitale che rappresenta la profondità di una falda nel sottosuolo è una superficie continua generata statisticamente dalle letture localizzate dei piezometri nell’area di indagine.
L’andamento dell’elevazione di un versante è calcolata interpolando le misure topografiche di un numero finito di punti al suo interno.

“Chiusa parentesi“.

I MODELLI DIGITALI DI ELEVAZIONE

DTM, DSM e DEM sono confusi uno con l’altro.

Anche se possono sembrare simili sono in realtà pittosto diversi tra loro.

Alcune persone utilizzano indistintamente le tre sigle per riferirsi alla solita cosa.

Ma non è proprio così…

DEM

Il Modello Digitale di Elevazione (Digital Elevation Model) – DEM – è una generica superficie statistica in cui ad un numero finito di coppie (X,Y) viene attribuita un’elevazione, una Z, corrispondente..

Nell’uso comune il DEM è riferito alla topografia terrestre ma può riguardare anche altre superfici.
Ti ho scritto poco prima della superficie piezometrica di una falda o del piano di scorrimento profondo di una frana ma ci sono anche la superficie delle chiome degli alberi di un bosco, il top o il bottom di un orizzonte stratigrafico.

Nel caso di applicazione del concetto di DEM alla superficie del suolo c’è un po’ di confusione sulla sua definizione.
Anche in letteratura.

I diversi significati che le parole inglesi ground, height, elevation, terrain possono assumere non aiutano davvero a fare chiarezza.

Se poi oltre a DEM si parla anche di DTM e DSM ti lascio immaginare il risultato…

DTM e DSM

DTM e DSM non sono la stessa cosa!
Prenderne uno per l’altro può portare ad errori grossolani.

Te lo spiega bene l’immagine che ti metto qui sotto:

Immagine che riporta il confronto tra DTM e DSM

Con DSM (Digital Surface Model) si intende la superficie terrestre comprenstiva degli oggetti che ci stanno sopra: edifici, alberi ed altri manufatti.

Il DTM (Digital Terrain Model), rappresenta l’andamento della superficie del suolo senza gli elementi antropici e vegetazionli (gli oggetti che ti ho citato qui sopra).
Il DTM lo puoi trovare affiancato anche al termine bare earth (che vuol dire terra spoglia).

Capirai certamente che DTM e DSM sono piuttosto diversi uno dall’altro!

Qui sotto vedi in tratto nero continuo il DTM ed in tratto rosso tratteggiato il DSM.

Immagine che riporta il confronto tra DTM e DSM

DTM e DEM

Può capitare di leggere DEM e DTM con riferimento alla solita superficie.

Una parte della letteratura considera il DTM come un DEM a cui sono stati aggiunti particolari elementi morfologici (linee di scarpata e di impluvio, specchi d’acqua, …).
I DEM sarebbero quindi un sottoinsieme non interpretato dei DTM.
I DTM rappresenterebbero dunque la superficie terrestre in modo più naturale e accurato.

Un’altra interpretazione poi differenzia DTM e DEM in base alla struttura dei dati associando i DEM alla rappresentazione raster grid ed i DTM al dominio vettoriale, sotto forma di triangoli tridimensionali o punti nello spazio.
Masenza entrare nel merito di raster e vettori questa interpretazione crea, a mio avviso, ancora più confusione nell’utente medio non addetto ai lavori.

IN CONCLUSIONE

A conclusione di quello che ti ho scritto fino a qui ti dico come io interpreto i tre modelli digitali:

DEM – è un modello di elevazione generale che comprende DTM e DSM

DSM – è il modello che descrive l’andamento della superficie terrestre con gli oggetti che ci stanno sopra

DTM – è il modello della superficie terrestre filtrata dagli elementi antropici o vegetazionali

USARE DTM E DSM

I modelli digitali di elevazione (DEM) sono un dato sorgente potente e si usano in parecchie eleborazioni di analisi spaziale.
La maggior parte delle quali si può fare utilizzando un software GIS.

Ti elenco alcune applicazioni pratiche:

  • Elaborazione di carte di pendenza, curvatura ed esposizione dei versanti;
  • Generazione di profili topografici e curve di livello;
  • Analisi di visibilità;
  • Analisi volumetriche;
  • Analisi idrologiche e di geomorfologia fluviale;
  • Definizione delle carte di rischio (idraulico, geomorfologico, valanghivo, …)
  • Analisi vegetazionali e di uso del suolo;
  • Analisi di supporto alla pianificazione urbanistica e territoriale.

DTM E DSM IN PRATICA

Concludo questo articolo con un riferimento alle tecniche di rilievo usate dai topografia (avevo scritto un articolo sugli strumenti che si usano sul campo a questo link) avvicinandole a DTM e DSM.
Lascio stare il DEM che, per come lo intendo, include DTM e DSM.

STAZIONE TOTALE E GPS

Con una stazione totale puoi costruire un DTM stando attendo a battere punti che siano a terra.
Quindi niente palazzi!

Anche con i punti rilevatu da un ricevitore satellitare puoi fare un DTM.
Anche qui devi stare con l’asta del ricevitore rover, o il treppiedi dell’antenna, a terra.
Niente marciapiedi, pontili in legno e alzate di calcestruzzo.

(Qui un articolo sull’utilizzo del GPS nel rilievo topgrafico)

AERFOTOGRAMMETRIA E LiDAR

Nel rilievo aerofotogrammetrico ed in quello LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), laser scanner, il rischio di male interpretaree DTM e DSM è maggiore…

Per il principio che sta alla base della fotogrammetra (informazioni da immagini) il dato grezzo che ottieni dall’elaborazione dei dati acquisiti è un DSM, un modello digitale della superficie, che ha dentro informazioni sul terreno, ma anche sugli alberi, edifici, tralicci, autovetture, …

Si può ottenere un DTM da un rilievo aerofotogrammetrico?
Sì ma non sempre.
Se gli elementi antropici e vegetazionali sono piuttosto isolati e le riprese fotografiche sono state fatte in modo accurato, si può filtrare la nuvola di punti per avere solo le informazioni sul terreno.
Se fai fare un volo aerofotogrammetrico sopra un bosco fitto ed esteso non puoi sperare di avere in output un DTM.

Immagine che riporta il confronto tra DTM e DSM

Da un rilievo LiDAR si può ricavare un DTM a condizione che lo strumento usato nelle misure possa registrare i diversi impulsi che provengono dai raggi laser riflessi da quello che incontrano.
Il primo impulso (first return) definisce il DSM, l’ultimo impulso (last return) il DTM.

Se un laser scanner è in grado di registrare solo il primo impulso è talvolta comunque possibile, con accorgimenti pratici durante il rilievo, fare più scansioni che permettano di acquisire informazioni ridondanti da usare per filtrare la nuvola di punti ed escludere gli elementi antropici o vegetazionali, ottenendo un DTM.

 

Spero che questo articolo ti abbia aiutato a fare chiarezza nelle differenze tra DTM, DSM e DEM.
Se pensi che possa essere di aiuto a qualche tuo collega mi fa piacere se vorrai condividerlo!

Per qualsiasi dubbio o chiarimento non esitare a contattarmi.

A presto!

Paolo Corradeghini

 

NOTA

I contenuti di questo articolo provengono, in parte, dal testo “GIS Open Source per geologia e ambiente – Analisi e gestione di dati territoriali con QGIS” di Valerio Noti, socio fondatore di Terre Logiche s.r.l.

 

Puoi ascoltare i contenuti di questo post anche in questa puntata del podcast di 3DMetrica!
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CARTOGRAFIA

Paolo Corradeghini

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5 Comments


Massimo Micieli
28 September 2018 at 23:43
Reply

Ciao Paolo, leggo i tuoi articoli con molto interesse. in questo caso non colgo la reale differenza tra DSM e DEM, in quanto il DSM contiene anch’esso il DTM, per cui a mio modesto parere DSM e DEM sono la stessa cosa. Se non concordi chiariscimi la questione ovvero cosa contiene il DEM in più rispetto al DSM e viceversa. Grazie e complimenti per l’interessante blog. saluti Massimo Micieli.



    Paolo Corradeghini
    30 September 2018 at 14:29
    Reply

    Ciao Massimo, grazie per il tuo commento.
    In effetti hai ragione il DEM contiene il DSM.
    Il DEM è la denominazione generale dei modelli digitali di elevazione.
    Pensalo come un contenitore dove dentro trovi il DTM ed altri Modelli Digitali che possono servire per vari scopi.
    Mi viene in mente la modellazione idraulica dove è importante avere le informazioni del terreno nudo, rimuovendo gli alberi ma, in alcuni casi, mantenendo gli edifici che sono un oggettivo ostacolo al deflusso dell’acqua.
    Un modello digitale di questo tipo sta a metà tra un DTM e un DSM. Non è né il primo, perchè ci sono gli edifici, né l’altro, perchè hai tolto le piante e magari anche le automobili.
    Per non complicare troppo i contenuti dell’articolo ho proprio scelto di paragonare principalmente DTM e DSM.
    Spero di averti risposto in maniera sufficientemente esaustiva.
    Per altri dubbi non esitare a scrivermi.
    Ciao e a presto!
    Paolo

Fabrizio BINDI
22 September 2019 at 18:05
Reply

Direi di riepilogarlo in questo modo, con diverse tecniche è possibile ottenere un DEM, questo prodotto è un DSM in seguito con particolari operazioni si sottrae tutto ciò che è sopra la superficie terrestre E SI ottiene un DTM.
Quindi direi che sia il DSM che il DTM sono da considerarsi DEM.



Fabrizio BINDI
22 September 2019 at 18:10
Reply

Ciao Paolo,
Direi di riepilogarlo in questo modo, con diverse tecniche è possibile ottenere un DEM, questo prodotto è un DSM che se lo si desidera con particolari operazioni gli si sottrae tutto ciò che è sopra la superficie terrestre E SI ottiene un DTM.
Quindi direi che sia il DSM che il DTM sono da considerarsi DEM.



    Paolo Corradeghini
    11 October 2019 at 18:59
    Reply

    Ciao Fabrizio,
    direi che la tua sintesi è perfetta!
    🙂
    Grazie!
    Paolo

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    Paolo Corradeghini immagine profilo
    Paolo Corradeghini, ligure, classe 1979, ingegnere per formazione, topografo di professione, sportivo per necessità e fotografo per passione. Fai click sulla mia faccia e scopri qualche informazione in più.
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    Video YouTube UCi7FWlZ8-gdWbBqScaODajw_31asvAltEUM Arrivati alla fine di questo percorso sui sistemi di riferimento ti condivido l'ultimo video in cui ti racconto che cos'è un Datum Geodetico.

È un concetto che si può scambiare con quello di Sistema di Riferimento e, se per Sistema di Riferimento intendi "regole condivise" allora in effetti sono due cose piuttosto vicine.
Ma se per Sistema di Riferimento intendi "semplicemente" Latitudine o Longitudine o Est e Nord, allora il Datum ha molto di più.

E poi ti dico come si fanno a distinguere tutti i Datum Geodetici che sono in uso per la nostra Terra.
E sono tanti.
Si usano i codici EPSG.
Te ne parlo qui e ti condivido le risorse online riguardo a questi codici oltre a dirti come sono catalogati i Datum che si sono succeduti in Italia, attraverso una nota ufficiale dell'IGM.

Spero che questo video ti sia utile e spero che l'intero percorso sui Sistemi di Riferimento (e sulle coordinate) abbia contribuito ad aggiungere anche solo un pochino di valore in più rispetto alle tue conoscenze su questo tema.

Grazie del tuo tempo!


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/FGzgkZw6LT4
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


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0:00 Intro
4:23 Lo sponsor
6:37 Il Datum Geodetico e i suoi ingredienti
17:26 Tipi di Datum
20:25 I Datum in Italia
23:14 Trasformazioni tra Datum
25:13 I codici EPSG
28:51 epsg.org
34:51 epsg.io
39:35 I codici EPSG in QGIS e Convergo
42:58 I codici EPSG in Italia e la nota IGM
51:07 La fine del percorso
52:47 Outro
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23:14 Trasformazioni tra Datum
25:13 I codici EPSG
28:51 epsg.org
34:51 epsg.io
39:35 I codici EPSG in QGIS e Convergo
42:58 I codici EPSG in Italia e la nota IGM
51:07 La fine del percorso
52:47 Outro
    Qualche tempo fa ho condiviso un video che parlava di droni, di posizionamento GNSS RTK e dell'antenna DJI DRTK3.
Sono venute fuori alcune domande su temi che non avevo trattato e allora pubblico questo nuovo contenuto per provare a rispondere.

Ecco i temi:
1. Misura con palina inclinata con l'antenna DRTK3;
2. Assegnare le coordinate alla DRTK3 quando lavora come base (anche in assenza di connessione dati);
3. Compatibilità tra DRTK3 e droni DJI Enterprise un po' più vecchiotti (Matrice 300, Mavic 3 Enterprise, ...)
4. Qual è il sistema di riferimento del posizionamento GNSS RTK
5. Qual è la precisione del posizionamento RTK del drone
6. Acquisizione statica e post processing di dati grezzi


N.B.
Il codice sconto che leggi nei primi minuti del video e che ti permette di risparmiare il 10% sull'acquisto di prodotti DJI Enterprise presso lo store di Personal Drones è sbagliato.
Quello giusto è questo: 3DM10DJIENT


Questo è il video in cui ho parlato di droni, RTK e dell'antenna DJI DRTK3: https://youtu.be/6pVXzMyTmmQ


Questo video è sponsorizzato da Personal Drones - https://www.personaldrones.it/
Hai la possibilità di beneficiare di uno sconto del 10% sui droni DJI della serie Enterprise e sui relativi accessori se usi questo codice sconto al momento del checkout: 3DM10DJIENT


Se pensi che questo video possa essere utile anche a qualcuno che conosci puoi condividerglielo.
Ne sarei felice.


Se hai dubbi, domande, richieste specifiche su procedure, comandi o modi di fare qualcosa scrivimi ed io ne prendo spunto per un altro video come questo.

I modi più veloce per contattarmi sono questi:
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0:00 Intro
0:29 Lo sponsor
1:39 Misura inclinata
5:31 Assegnare coordinate alla DRTK3
10:45 Quota ellissoidica e ortometrica
13:38 Compatibilità con Matrice300 e Mavic 3 Enterprise
15:50 Sistema di riferimento RTK
18:19 La precisione dell'RTK
25:33 Acquisizione statica con DRTK3
25:53 Outro
    Se vuoi rappresentare le informazioni relative a punti della superficie terrestre su un piano ti scontri con un problema piuttosto ingombrante: la terra non è piatta e neppure la superficie che la approssima (l'ellissoide) ma lo è il piano su cui vuoi disegnare.

Questo è IL problema della cartografia e, a meno di situazioni particolari, non è superabile se non facendoci pace ed accettando dei compromessi.

In questo video di parlo di cartografia, di proiezioni cartografiche, di Mercatore, di Gauss e di Boaga, oltre che a condividerti quello che è successo in Italia e che usiamo attualmente per la rappresentazione cartografica.


La bibliografia di questo video è questa:
C. Monti - La Cartografia Moderna;
A. Riggio, R. Carlucci - Topografia di Basa;
A.M. Manzino - Quaderni di topografia Vol. 1
R. Cannarozzo, L. Cucchiarini, Meschieri - W. Misure, rilievo, progetto Vol. 2
C. Pigato - Topografia Vol. 2


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/FGzgkZw6LT4
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


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0:00 Intro
3:30 Lo sponsor
5:07 Verso la rappresentazione piana
8:59 Il problema della cartografia
11:30 Sviluppare un cilindro e un cono
13:09 Le deformazioni
19:35 Tipologia di proiezione
23:32 La proiezione di Mercatore
28:06 La proiezione UTM (di Gauss)
33:48 I fusi di proiezione
38:58 La struttura del sistema UTM
45:12 Da coordinate geografiche a piane
47:25 La cartografia italiana
51:29 La proiezione di Gauss-Boaga
56:20 Fuso Ovest e fuso Est
1:01:21 La cartografia attuale UTM
1:04:46 Convergo e le proiezioni
1:06:07 Tasformazioni e conversioni
1:08:25 Convergo e i fusi
1:10:48 Fuso Italia e Fuso 12
1:13:54 Outro
    Che cosa succede ad un sistema di riferimento quando smette di essere il riferimento ufficiale per una nazione?
Decade, ma la transizione verso il nuovo non può essere breve.
È necessaria e può durare anni.
In Italia sono quasi 15 anni che stiamo passando da Roma 40 a ETRF2000.
:)

Nella coesistenza, all'interno dello stesso territorio, tra due sistemi di riferimento è necessario che si definiscano delle modalità per passare da uno all'altro, convertendo le coordinate dei punti.

Te ne parlo in questo video, raccontandoti di rototraslazioni, delle trasformazioni di Helmert, delle formule di Molodenskji e del lavoro dell'IGM che in Italia ha definito le griglie di trasformazione (grigliati) da usare all'interno di software specifici.

Ti mostro come funziona il software Convergo, dove trovare i grigliati IGM, come sfruttare servizi online per fare conversioni (PLANIMETRICHE) senza acquistare i grigliati ed un tool per convertire coordinate in tutto il mondo.

Alla fine poi affronto anche il tema del WGS84 che torna sempre fuori in ogni conversazione in cui si parli di Sistemi di Riferimento!
:P


La bibliografia di questo video è questa:
R. Maseroli - Geometrie della Terra


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/FGzgkZw6LT4
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


Se vuoi supportare questo percorso, puoi condividere questo video con chi pensi possa esserne interessato.
Se vuoi aiutarmi puoi usare i commenti per darmi indicazioni su temi da trattare, cose rimaste oscure, suggerimenti sul taglio e sui contenuti dei video.
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0:00 Intro
3:17 Lo sponsor
4:46 La fine di un sistema di riferimento
11:08 La rototraslazione
18:52 L'importanza dei punti doppi
22:41 Le trasformazioni di Helmert
27:19 Le formule di Molodenskji
29:44 Le trasformazioni in Italia
37:00 Il progetto Verto di IGM
44:45 Trasformazioni con EPN
48:09 Trasformazioni tra ITRF
49:34 Il software Convergo
56:23 I grigliati IGM
1:00:52 Conversioni con Verto On Line
1:06:48 Conversioni globali con TWCC
1:09:08 WGS84
1:21:04 La precisione
1:24:25 Outro
    Il sistema di riferimento ufficiale italiano è l'ETRS89, la sua materializzazione è l'ETRF2000 e l'epoca a cui sono riferite le posizioni delle stazioni delle Rete Dinamica Nazionale che lo realizza è l'anno 2008.

In questo video prosegueo il percorso sui sistemi e, finalmente, arrivo a raccontarti come si è arrivati all'attuale riferimento italiano, ufficializzato dal DPCM del 2011, partendo dall'ETRF89, passando per la rete IGM95 (che ne è un raffittimento) per arrivare alla Rete Dinamica Nazionale (necessaria per soddisfare le esigenze del rilievo GNSS nRTK) ed alla situazione attuale.

Spero possa esserti utile!


La bibliografia di questo video è questa:
R. Maseroli - Geometrie della Terra
L. Baratin, V. Grassi - Topografia


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/FGzgkZw6LT4
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


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0:00 Intro
3:15 Sponsor
5:37 Un breve recap
7:51 ETRF89 e misure GPS
10:13 IGM95
26:33 L'impulso del nRTK
33:55 La Rete Dinamica Nazionale
40:46 ETRF2000
43:56 Il monitoraggio della rete
53:36 Informazioni sulla RDN
55:13 I punti IGM95
59:42 I vantaggi della RDN
1:08:27 Reti di stazioni permanenti
1:11:54 Outro
    Ti racconto il lavoro dietro ad un rilievo di una frana.
Si tratta di un versante, piuttosto acclive ma non super esteso, in cui si trova un'area in erosione che alimenta la discesa di materiale incoerente verso valle.

La zona è in parte vegetata ed al momento del rilievo (Aprile) le piante si stavano risvegliando dopo il letargo invernale ma la situazione era ancora ok per acquisire informazioni del terreno al di sotto delle chiome.

Ho usato un approccio integrato:
Lidar montato su drone per il rilievo generale del versante e la definizione di topografia e morfologia del terreno;
Fotogrammetria da UAV per l'ortomosaico generale e per caratterizzare nel dettaglio la nicchia di distacco della frana (cosa che il Lidar non riesce a fare benissimo);
Appoggio topografico con antenna GNSS RTK;
Scansione laser per poter verificare l'output in parti dell'area in cui mi era impossibile andare a mettere target e fare misure di controllo.

Alla fine della parte di campo ti condivido anche i risultati con qualche pensiero e considerazione durante alcune fasi dell'elaborazione.

Spero possa essere interessante.


Se hai dubbi, domande, richieste specifiche su procedure, approccio, strumenti o modi di fare qualcosa scrivimi.
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0:00 Intro
0:44 La logistica
1:56 Lo scopo del lavoro
3:29 L'approccio operativo
5:19 L'appoggio topografico
7:28 Il rilievo Lidar
11:58 Fotogrammetria per l'ortomosaico
15:09 Fotogrammetria di dettaglio
17:55 Scansione laser 3D
19:46 Elaborazione dati
20:29 Il dato Lidar
28:15 Le informazioni del terreno
32:43 Il controllo dei dati
46:12 Il dato fotogrammetrico M300 e P1
51:29 Un problema sulla quota
55:26 Il dato fotogrammetrico del Matrice4E
1:01:49 L'integrazione dei dati
1:08:35 Output
    ITRS, ETRF, ITRF, ETRF...
Capisco che queste sigle, tutte per altro somiglianti tra loro, possano creare un po' di confusione e, perchè no, sconforto in chi si avvicina ai Sistemi di Riferimento.
Si tratta dei Sistemi di Riferimento globali che permettono di conoscere la posizione di punti sulla totalità della superficie della Terra e che sono nati sullo slancio della rivoluzione portata dalla geodesia spaziale, satelliti in orbita, stazioni radar a terra e centri di calcolo super potenti.

Te ne parlo in questo video in cui ti racconto dell'ITRS e della sua materializzazione ITRF, della necessità di aggiornare la posizione delle stazioni a terra per via del movimento delle placche tettoniche, e dell'ETRS, che nasce in Europa per cercare di tamponare un po' la deriva dei continenti...
:)


Qui ci sono un po' di informazioni sull'ITRS e sulle sue realizzazioni: https://itrf.ign.fr/
E questo è il riferimento online dell'EPN: https://www.epncb.oma.be/


La bibliografia di questo video è questa:
R. Maseroli - Geometrie della Terra
L. Baratin, V. Grassi - Topografia


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/FGzgkZw6LT4
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
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0:00 Intro
3:22 Lo sponsor
5:31 I Sistemi di Riferimento globali
8:47 La Geodesia spaziale
12:05 Ellissoidi geocentrici
15:33 La quota ellissoidica
18:20 Misure satellitari
23:50 WGS84
30:27 GRS80
33:24 I parametri dinamici
36:45 ITRS
40:25 ITRS vs ITRF
44:36 La realizzazione dell'ITRS
57:14 ITRS e ITRF online
1:01:13 L'Euroa e l'ETRS89
1:07:47 ETRF online
1:14:19 Outro
    In questa tappa ti parlo di quota e di sistemi altimetrici (locali).

Nella definizione dei sistemi planimetrici locali (quelli che prendono un Ellissoide, lo portano vicino al Geoide e lo orientano per farlo tornare bene per il proprio territorio).

Riparto dal concetto di quota, ampliando il concetto di "distanza da una superficie di riferimento" ed abbracciando nuove cose tipo "quota normale", "quota dinamica", "numeri geopotenziali", di misura di quota attraverso dislivelli, di mare, di mareografo e di definizione e istituzione di un sistema altimetrico (che per l'Italia è il GE42).


Qui trovi il sito della Rete Mareografica Nazionale di ISPRA: https://www.mareografico.it/

E qui il sito ufficiale dell'IGM: https://www.igmi.org/


La bibliografia di questo video è questa:
R. Maseroli - Geometrie della Terra
A.M. Mazino - Quaderni di Topografia Vol. 1


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/FGzgkZw6LT4
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


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0:00 Intro
3:07 Lo sponsor
4:55 I sistemi altimetrici
6:07 La quota
14:32 Livellazione e dislivelli
21:10 Quota bruta, dinamica e normale
39:48 Ricetta per un sistema altimetrico
41:28 Il Geoide come superficie di riferimento
46:20 Il livello del mare
54:05 Rete Mareografica Nazionale
57:33 Il sistema altimetrico italiano
1:09:20 Il modello di Geoide Italgeo 2005
1:17:08 Il sito dell'IGM e le monografie
1:20:06 Outro
    Anche se la Geodesia satellitare e il posizionamento GNSS hanno un po' cambiato le cose, fino a qualche decennio fa il Sistema di Riferimento adottato in Italia (e non solo) era un sistema locale.

Per crearlo si prende un ellissoide e si prova a farlo coincidere il più possibile al Geoide all'interno del territorio di una nazione.
Non viene proprio perfetto ma le differenze sono minori rispetto a quelle che si hanno usando un ellissoide geocentrico, valido su scala mondiale.

In questo video ti parlo della ricetta per creare un sistema di riferimento planimetrico locale, a partire dalla scelta della superficie di riferimento, passando per il suo orientamento per arrivare infine alla realizzazione (o materializzazione), ossia quelle azioni che permettono, effettivamente, di usarlo durante le operazioni di rilievo.

Ti racconto anche che cosa è successo storicamente in Italia a partire da Bessel su Genova, dopo l'Unità d'Italia, per arrivare a Roma40 che resiste ancora stoicamente nonostante sia stato mandato ufficialmente in pensione anni fa e fino all'ED50.

Ah, tutto questo vale solo per la posizione planimetrica dei punti terrestri, la quota segue un'altra strada (di cui ti parlo nella prossima tappa).


La bibliografia di questo video è questa:
R. Maseroli - Geometrie della Terra
R. Barzaghi, L. Pinto, D. Pagliari - Elementi di Topografia e trattamento delle osservazioni
A.M. Mazino - Quaderni di Topografia Vol. 1


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
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0:00 Intro
3:15 Sponsor
5:16 La Geodesia operativa
7:40 Dalle puntate precedenti
10:06 Perchè un Sistema di Riferimento?
13:08 Sistemi locali o globali
17:16 Posizioni assolute e relative
21:01 Ricetta per un sistema planimetrico locale
22:59 La superficie di riferimento
24:27 Orientamento dell'Ellissoide
32:55 Realizzazione del Sistema
37:24 I Sistemi in Italia: Bessel su Genova
40:06 Il Catasto Italiano
43:38 Roma40
52:12 ED50
56:55 Un riassunto sui tre SR locali in Italia
59:05 Vertici trigonometrici e monografie
1:11:15 Outro
    Ci sono un paio di modi in cui puoi portare in volo un drone: volo manuale e missioni automatiche.
Spero di non dimenticarne altri...

Nel mission planning le soluzioni software che ti permettono di programmare i voli iniziano ad essere parecchie e molte di loro sono valide.
Io uso da molto tempo UGCS.
Recentemente, con le ultime evoluzioni dei droni DJI Enterprise, uso tanto anche il programmatore di DJI Pilot 2.
Ma continuo comunque ad usare sempre anche UGCS.

Il software è longevo e si è molto evoluto nel tempo.
Ad ogni aggiornamento vengono integrate nuove caratteristiche che ne espandono le potenzialità (anche in relazione ai droni ed ai sensori che entrano nel mercato globale).

In questo video provo a darti una visione generale di UGCS con un focus sulla fotogrammetria.
Ti condivido gli strumenti per creare differenti missioni di volo automatico, per fare una presa obliqua, per importare DEM e ortofoto, per fare "terrain follow" (AGL e Smart AGL), per scansionare facciate verticali e qualche altra cosa...

Anche la gestione delle licenze di UGCS è cambiata nel tempo.
Ora c'è la possibilità di usare una versione completa, anche se con alcune limitazioni.
È la versione "Open" e ti dà la possibilità di giocare un po' con tutti gli strumenti di UGCS per capire se è uno strumento che può fare o meno al caso tuo.


Attraverso UGCS Open c'è la possibilità di vincere una licenza di UGCS Expert.
Ce ne sono 3 in palio.
Puoi fare così:
Scarica UGCS da qui: https://www.sphengineering.com/flight-planning/ugcs-downloads
Usalo in versione Open (max 250 m lineari di missione programmata per ogni rotta e fino a 2 esportazioni al giorno) per programmare voli per il tuo drone
Posta online i risultati che hai ottenuto (fotografie, video, screeshot dell'RC; modelli 3D, ortomosaici, ...) usando i tag #ugcs e #ugcsopen


Qui trovi tutte le informazioni online su UGCS: https://www.sphengineering.com/
A questo link puoi approfondire UGCS Open: https://www.sphengineering.com/news/introducing-ugcs-open-free-professional-drone-flight-planning-for-everyone
Ed infine c'è anche il canale YouTube di @sphengineering con molte live e diversi tutorial specifici.


Se hai dubbi, domande, richieste specifiche su procedure, approccio, strumenti o modi di fare qualcosa scrivimi.
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0:00 Intro
0:33 Volo manuale VS mission planning
2:12 UGCS open
4:40 UGCS online
6:45 Area di lavoro e missione di volo
19:00 Importare un DEM
23:44 Esportare i voli
26:34 Corridor mapping e presa obliqua
37:29 Importare ortofoto
42:17 Scansione di facciate
46:09 Smart AGL
50:22 Importare in DJI Pilot 2
53:18 I dati dal campo
1:00:32 Lidar tools
1:08:36 Altri strumenti
1:10:36 Considerazioni finale
1:17:00 Outro
    La Geodesia operativa aiuta chi si occupa di misure in campo (di rilievo) semplificandogli le cose se le condizioni operative lo permettono.

L'Ellissoide biassiale di rotazione semplifica la complessità del Geoide per rappresentare la forma e la superficie della Terra, ma non è banale lavorarci sopra se devi fare misure di distanze e di angoli.

E allora ci sono delle situazioni in cui puoi sostituire l'Ellissode con una sfera o, addirittura, con un piano.
Che non è niente male!

La Geodesia operativa ti dice se e come puoi fare queste sostituzioni ed a che cosa devi prestare attenzione per evitare errori anche grossolani.

Te ne parlo in questo video, che è la settima tappa di questo percorso sui Sistemi di Riferimento.


La bibliografia di questo video è questa:
A. Riggio, R. Carlucci - Topografia Generale
R. Maseroli - Geometrie della Terra
R. Barzaghi, L. Pinto, D. Pagliari - Elementi di Topografia e trattamento delle osservazioni
A.M. Mazino - Quaderni di Topografia Vol. 1
L. Baratin, V. Grassi - Topografia
G. Folloni - Topografia
R. Cannarozzo, L. Cucchiarini, W. Meschieri - Misure, rilievo, progetto


Le tappe di questo percorso sono qui:
01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
02 - La forma della Terra nella storia: https://youtu.be/JiUwssFlK3A
03 - Il Geoide e la forza di Gravità: https://youtu.be/C2JZzs1O6dM
04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
07 - Geodesia operativa: https://youtu.be/wd81wuL_SJY
08 - Sistemi planimetrici locali: https://youtu.be/nBAmXQlIk_Q
09 - Sistemi altimetrici locali: https://youtu.be/pnLuF3_vyAE
10 - Sistemi globali: https://youtu.be/2DlJ03wYVa4
11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


Se vuoi supportare questo percorso, puoi condividere questo video con chi pensi possa esserne interessato.
Se vuoi aiutarmi puoi usare i commenti per darmi indicazioni su temi da trattare, cose rimaste oscure, suggerimenti sul taglio e sui contenuti dei video.
Ogni indicazione e critica costruttiva sono preziose.


Questo video è supportato da   @GterGeomatica  
Con il codice sconto 3DMETRICAGTER puoi usufruire del 20% di sconto sul corso "Posizionamento GNSS con software open source" che trovi qui: https://www.gter.it/formazione/online/


Puoi fruire di tutto il percorso senza pubblicità di YouTube, introduzioni e code ai video di ogni tappa acquistandolo qui: https://hotm.art/snLBlvR
Se sei un finanziatore di 3DMetrica, il link per acquistarlo è questo: https://tinyurl.com/mt3btaw3


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https://t.me/+PrmaNiPK79FkOGVk


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Linkedin - paolocorradeghini  
Telegram - https://t.me/paolocorradeghini
Email - paolo.corradeghini@3dmetrica.it


Se vuoi, puoi decidere di sostenermi diventando un finanziatore di 3DMetrica tramite la pagina di Patreon: patreon.com/3dmetrica 
È grazie a chi supporta il progetto se posso fare questi video per tutti.


0:00 Intro
2:30 Sponsor
4:27 La Geodesia operativa
7:30 La distanza tra due punti
11:53 Distanza su superficie curva
14:08 Geodetica
19:08 Geodetica sulla Sfera
24:08 Geodetica sull'Ellissoide
29:26 La Sfera e il Campo Geodetica
41:37 Il Piano e il Campo Topografico
44:42 Errore di sfericità nelle distanze
49:45 Errore di sfericità nelle quote
55:23 Errore di parallelismo delle verticali
1:01:21 Riduzione delle distanza alla superficie di riferimento
1:07:52 Considerazioni finali
1:12:08 Outro
    In questo video ti parlo delle coordinate che servono per individuare univocamente la posizione di un punto sulla superficie della Terra.

Ti racconto di latitudine e longitudine, astronomiche e geografiche, di coordinate geocentriche e Euleriane.

Non posso non accennarti ai paralleli ed ai meridiani ed infine ti dico anche qualcosa sulla curvatura della superficie dell'Ellissoide: gran normale, primo verticale, raggio del meridiano, ...


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A. Riggio, R. Carlucci - Topografia Generale
R. Maseroli - Geometrie della Terra
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01 - Che cosa sono i Sistemi di Riferimento: https://youtu.be/ZRgmo8c8v28
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04 - Rappresentare il Geoide: https://youtu.be/N_ip2Yj4SeM
05 - L'Ellissoide biassiale di rotazione: https://youtu.be/q72HXIMnIuk
06 - Coordinate e curvatura dell'ellissoide: https://youtu.be/JxXHmyCyZ9o
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11 - Il sistema di riferimento italiano: https://youtu.be/TJd4BWQuTbk
12 - Trasformazioni tra sistemi di riferimento: https://youtu.be/XXSyNh-HMR8
13 - Proiezioni cartografiche: https://youtu.be/YETsGOCncJ8
14 - Datum Geodetici e Codici EPSG: https://youtu.be/31asvAltEUM


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0:00 Intro
3:33 Lo sponsor
5:41 Le Coordinate
10:32 Coordinate ECEF
16:24 Coordinate astronomiche
23:50 Paralleli e Meridiani
31:49 Coordinate Geografiche
52:41 Coordinate Euleriane
1:01:17 Curvatura dell'Ellissoide
1:12:19 Da coordinate geografiche a cartesiane
1:14:49 Outro
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