Quote ellissoidiche e Quote ortometriche

Quote ellissoidiche e Quote ortometriche

Recentemente ho effettuato un rilievo di una grossa area pari a circa 70 ettari al confine tra Puglia e Basilicata.

Il rilievo, di tipo fotogrammetrico, è stato realizzato tramite UAS (drone) di tipo RTK, supportato da un certo numero di punti a terra, utilizzati come GCP e QCP (per comprendere la differenza, leggi l’articolo dedicato).

Questi punti a terra sono stati materializzati tramite GNSS in modalità nRTK con collegamento alla rete di stazioni permanenti della Hexagon Smartnet, mentre il drone RTK, durante tutta la missione di volo, ha operato in nRTK utilizzando come base il mio ricevitore GNSS in ntrip host, su un punto di coordinate note precedentemente battuto in modalità rover.

Le operazioni di elaborazione delle immagini all’interno del software structure from motion, sono state precedute dalla trasformazione delle quote dei punti a terra e delle posizioni delle immagini da ellissoidiche a ortometriche. Bene.

Ellissoide di rotazione

Se non conosci lo scopo di questa trasformazione, sappi, in sintesi, che le quote dei ricevitori GNSS fanno riferimento ad una superficie ideale che si chiama ellissoide di rotazione, mentre la quota geoidica o ortometrica è la quota riferita ad una superficie equipotenziale che rappresenta il livello medio mare.

Geoide

Prova a portare il tuo ricevitore GNSS in riva al mare e a battere un punto, ti aspetteresti una quota prossima a zero, ma ottieni una quota di circa 40-45 metri, a seconda del luogo dove ti trovi. Accidenti.

A questo punto comprendi bene l’utilità di questa trasformazione se fai un rilievo in riva al mare!

E se devo effettuare il rilievo in collina? E se non mi interessa avere un “offset” di 42 metri e spicci? Posso fidarmi di una cruda sottrazione di un numero fisso rispetto a tutte le quote di tutti i punti battuti?

Purtroppo la risposta è NO.

Il motivo è che la distanza tra geoide ed ellissoide di rotazione è variabile, per cui l’entità della correzione altimetrica è funzione delle coordinate del punto. Questa distanza è figlia dell’ondulazione geoidica, in quanto il geoide è palesemente non regolare.

Ondulazione geoidica

Ti anticipo che il “no” è tanto più rilevante quanto più è esteso il rilievo, ingenerando errori che, come vedrai a breve, possono essere non tollerabili.

Torniamo al caso pratico e reale del mio rilievo. Dopo aver acquistato il Grigliato GK2 relativo all’area di interesse dal sito dell’IGM, tramite il software interpolatore Convergo, ho effettuato questa trasformazione (oltre che una proiezione per passare da coordinate geografiche a piane) e per curiosità personale, come sempre faccio, ho controllato l’ondulazione del geoide, cioè ho verificato l’entità della sottrazione per ogni punto di rilievo, anche per comprendere l’errore a cui sarei andato incontro se avessi fatto riferimento alla sola quota ellissoidica.

La colonna correzione rappresenta semplicemente la differenza tra la quota ellissoidica e la quota geoidica o ortometrica, e mostra per ogni punto quanta distanza c’è tra ellissoide e geoide.

Come vedi, è immediato comprendere che non solo non è costante, ma la differenza massima è ben oltre i 7 centimetri.

E’ evidente che se avessi ignorato questo aspetto, avrei introdotto un errore che sarebbe stato non coerente con le finalità del mio rilievo, tanto lavoro, attrezzatura all’avanguardia, impegno, punti presi con il bipode e asta in bolla, chiodi topografici, tutto rovinato.

Tutte le elaborazioni successive alla ottimizzazione della posizione delle camere, quindi nuvola densa, mesh, DEM e curve di livello avrebbero subìto gli effetti di questa mancanza. Che peccato.

Certo erano 70 ettari e per esperienza su una superficie piccola questa differenza spesso è inferiore alla precisione strumentale, ma, se possibile, è sempre meglio evitare di essere noi a provocare errori che, tra l’altro, senza questa verifica, sono dimensionalmente sconosciuti e perciò estremamente temibili.

Buon rilievo!

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