Coordinate Isometriche, Simulazione Variazione deformazione Lineare

ciao a Tutti

nel 2024 ho seguito con molto interesse il Corso Sulle Coordinate Rettiliene/Isometriche
tenuto dal prof. Luciano Surace.

un po’ di tempo fa ho avuto l’ opportunità di fare delle prove di calcolo su dati reali che ho
avuto a disposizione in un paio di aree, seppure di limitata estensione (< 1 Km).
le zone sono Porto Marghera (VE) e Bocca di Porto di Malamocco.
siamo nell’ area della laguna di Venezia e quindi in prossimità del margine Ovest del Fuso Est (Gauss Boaga).

a mio parere, anche se l’ area interessata è di limitata estensione, ritengo che la deformazione lineare cartografica e di altezza sia comunque significativa e incompatibile con le misure “reali”, se lo scopo sono rilievi e/o tracciamenti per opere di ingegneria.

le 2 zone interessate sono a circa Lat. tra 45.33° e 45.45° e Long. tra 12.22° e 12.32°.
dai calcoli che ho fatto usando i Fogli Excel allegati al corso mi risultano circa +17/20cm/Km (170-200 ppm) di deformazione.
una volta calcolato il sistema Isometrico, tenendo conto anche della deformazione per l’ altezza H, i risultati riultano coerenti con le misure fatte con la Stazione Totale.

qui nasce però il primo dubbio:
probabilmente sbagliando mi aspettavo, essendo a bordo Fuso, una deformazione di +40cm/km (+400 ppm), quindi ho deciso di approfondire per capire il motivo di questa differenza nei risultati attesi.

citando da Pag.15 della Lezione 3,
credo questo passo mi abbia tratto in inganno:

“La deformazione lineare non supera mai il valore di 400 ppm in
dilatazione o in contrazione”

ho quindi provato a farmi una Tabella, TEST_SIMULATO_LAT-LONG_GB_m_def_R01.xlsx,
con fattore scala=0.9996, dall’ equatore al Polo (LAT. 0°-90°) a passi ci 2° e LONG: = 12°
e ricavarne un grafico delle deformazioni lineari al variare della Latitudine.
allora ho cominciato a capirci un po’ di piu’.

dal grafico risulterebbe che la deformazione in dilatazione = +40 ppm a bordo Fuso (Long.=12°) si verifichi solo intorno a circa Lat.=40.31° , quindi nel braccio di mare tra la Sardegna e la Campania.

aumentando la latitudine fino a 90° il valore decresce fino al massimo negativo =-400 ppm a 90°.
calando invece la latitudine fino a 0° il valore cresce fino ad un massimo positivo di +981 ppm.

sto sbagliando qualcosa ? spero il prof. Surace mi possa correggere.

“per non sapere ne leggere ne scrivere” ho fatto un’ altra semplice prova a bordo Fuso:
ho provato a simulare un arco di parallelo di L= 1 Km alla latitudine di 45° con le formule:
Raggio Parallelo 45°= Raggio sfera locale * cos(Lat.)
deltaLong.= 1000 / Raggio Parallelo / Pigreco * 180
quindi in sintesi:
dLong°.= 1000 / (Rsl * cos(Lat.))/Pi * 180
in numeri:
dlong° = 1000 / (6378101.03020066 * cos(radianti(45)) / 3.14…*180= 0.012704168°
quindi ho costruito 2 Punti:
LONG_1: Lat.= 45°, Long.=12°
LONG_2: Lat.= 45°, Long.=12.012704168°
ho poi inserito i 2 punti nell’ Excel che ho derivato da “L03_2_esercitazione_2_2.xlsx”/“Gauss-Boaga”/“GAUSS”

dalle coordinate risultanti ho calcolato la distanza che Risulta = 1002.0151m
la def. risulta 288/282 ppm e sembra corretta, m def= 1.000288/1.000282, quindi dovrebbe risultare 1000 * 1.000288 = 1000.28 e rotti che però non corrisponde alla distanza calcolta con le coordinate !!
sono sicuro di sbagliare, ma non capisco dove, sembrerebbe evidente che ho calcolato male il delta Long./1000m.

ho considerato che un arco di parallelo non è una geodetica, quindi ho rifatto la simulazione su un arco di meridiano che è una geodetica:
LONG_1: Lat.= 45°, Long.=12°
LONG_2: Lat.= 45.008983204°, Long.=12°
dLat°.=1000 / Rsl / Pi * 180
in numeri:
dlong° = 1000 / 6378101.03020066 / 3.14…*180= 0.008983204°

dalle coordinate risultanti ho calcolato la distanza che Risulta = 998.6392m

la def. risulta 288/287 ppm e sembra corretta, m def= 1.000288/1.000287, quindi dovrebbe risultare 1000 * 1.000288 = 1000.28 e rotti che ancora non corrisponde alla distanza calcolata con le coordinate, però minore anzichè maggiore.

a questo punto non so più che pesci prendere…

tornando un passo indietro, mi sono ripassato le Lezioni del Prof. Surace, che sono molto chiare, a parte alcune formule che non sono alla mia portata, ho cercato anche in rete qualche documento che mi chiarisse le idee, ma la confusione aumenta:

tenendo m0 = 1 sul meridiano centrale, si parla sempre di un fattore Massimo 1.0008 a bordo fuso.
quindi sono passato alla Scheda “GAUSS” con m0=1, inserendo dei punti TEST, il risultato mi dice che m def=1.0008 lo ottengo alla Latitudine di circa 40°.35, diminuendo la latitudine fino a 0° m def=1.001382 (1382 ppm).
quindi mi sfugge qualcosa, in “letteratura” non trovo questo numero e non ne fa cenno nemmeno il corso, almeno io non l’ ho visto.
spero il Prof. Surace possa chiarirmi questi dubbi.

i dati di Test che cito quì in via discorsiva sono disponibili in alcuni Excel che condivido nel mio Google Drive.

  • TEST_SIMULATO_ARCO-1000_LAT_GB_ISO_02.xlsx
  • TEST_SIMULATO_LAT-LONG_GB_m_def_R01.xlsx (ABACO VARIAZIONE m def, da 0° a 90°)

grazie e scusate se sono andato un po’ lungo, ma non saprei come spiegarmi meglio

Citazione

Buonasera geometra, i suoi quesiti sono interessanti e mi riprometto di rispondere sul Forum in modo che anche altri possano fruire dei chiarimenti necessari. Ho scaricato i tre file che lei ha condiviso e sui quali mi soffermerò anche per approfondire le deformazioni cartografiche, ma le chiedo un po’ di pazienza perché in questo periodo ho particolari impegni che mi impediscono di entrare nel merito del problema e di formulare risposte scritte complete ed esaustive.

A presto

LS

buonasera Professore

grazie per la risposta sollecita e la disponibiltà.

già il fatto che lo trovi interessante mi consola, temevo di non essere riuscito a spiegarmi bene
o di aver scritto delle stupidaggini.

ci ho ragionato su un bel po’ per essere ragionevolmente sicuro di non fare errori.
io non ho fretta e aspetto volentieri le sue considerazioni.
grazie ancora

Massimo

Buona sera, visto che piove mi sono un po’ guardato il post e i file; a mio avviso il problema sta nel calcolo dell’arco di longitudine (ho ragionato su quello) il 0.012704168 per capirsi (sarebbe l’arcoseno anche se con angoli piccoli non crea problemi); come riscontro infatti sottraendo dalla distanza che non torna quella isometrica il coefficiente m e PPM tornano; presumo che il problema sia il fatto che la terra è uno sferoide. Facendo la stessa prova all’equatore difatti la situazione migliora parecchio. Spero di essermi spiegato anche se il Professore ci illuminerà di sicuro in modo più tecnico, salutoooo

buonasera Alberto
grazie per averci dedicato del tempo.
intanto mi sono accorto di un mio refuso nel Foglio:TEST_SIMULATO_ARCO-1000_LAT_GB_ISO_02.xlsx
doveva essere Simulazione Latitudine e non Lon(g)gitudine

mi sembra di capire che hai usato il Foglio:
TEST_SIMULATO_ARCO-1000_LONG_GB_ISO_02.xlsx
vedo che non solo Ti sei spostato all’ equatore, ma hai anche impostato il meridiano centrale = 0 o sulla media (l’ immagine è tagliata), poi hai usato il delta latitudine che avevo calcolato, comunque all’ equatore non fa differenza, salvo forse il diverso raggio sfera locale.
il punto, credo sta proprio sul meridiano centrale scelto, se sposti il tutto a circa 12° longitudine e il meridiano centrale = 12° funziona comunque.
scusami, ma no capisco come hai calcolato Dist.ISO e Dist.Coor.
comunque sicuramente il problema è nel calcolo dell’ angolo sotteso all’ arco di 1000m, solo che non riesco a capire dove ho sbagliato.
se eventualmente puoi condividere l’ Excel che hai modificato, ci guardo e capisco meglio cosa hai fatto.
grazie comunque, alla prossima
Massimo

Buongiorno, si ho usato il tuo file, la Dist.ISO è quella del Foglio GAUSS P1-P1’-P1"_ISO sempre sul tuo file (che sarebbe con modulo di deformazione irrilevante o 1.00000) … il problema penso stia nella convergenza al meridiano e riduzione alla corda, nella ISO la delta della coordinata Nord è 0.000 mentre nella Gauss Boaga è circa 37 metri, in pratica penso non sia corretto calcolare la differenza di longitudine aggiungendo solo il delta arcoseno ma vadano considerati anche i fattori di cui sopra. La dist Corr. non è altro che la somma del delta D+1000. Saluto intanto

Per curiosità mi sono calcolato lon. e lat. con un software esterno impostando az= 100.0000 e dist = 1000.0000 dal punto 1, mi da lat=45.000332424 e lon=12.012669996 sul datum locale; sostituendo sul foglio excel torna 1000.0000, anche se il calcolo della est tra software e foglio excel ha una lieve differenza

TEST_SIMULATO_ARCO-GB-1000-CALCOLATO.zip (7,6 KB)

ciao Alberto

grazie ancora per le prove che hai fatto.
nella scheda Gauss-Boaga ho provato a sostituire nel socondo punto il valore delta Lat./Long. che hai calcolato con il Tuo software(45.000332424,12.012669996) al valore che avevo calcolato io (45,12.012704168), in effetti anche se simili quei decimali cambiano parecchio il risultato, che diventa =1000 come dici, il punto è che risulta comunque errato, in quanto il valore atteso dovrebbe essere circa=1000.288.
quanto alla convergenza e riduzione alla corda, non entro nel merito, non saprei farlo e le formule del prof. mi sembra ne tengano conto.
la Nord risulta uguale nella ISO perchè il meridiano centrale è impostato sulla Long. media, quindi i 2 punti sono simmetrici, invece nella Gauss-Boaga/GAUSS il meridiano centrale è impostato =15°, quindi il parallelo proiettato da Nord diverse con Lat=45 e invece uguali con (45.000332424,12.012669996) sul secondo punto, immagino quei pochi decimali compensino in qualche modo la Nord.
non saprei che dire a questo punto, la cosa sembra più complessa di quanto sembrava

Massimo

Ciao, la distanza 1000.000 è corretta in quanto al software io ho fatto calcolare la lon/lat con azimut 100 e dist 1000.0000 nel sistema GB, dunque torna, unica lieve differenza è nella coordinata est…. Comunque si la cosa è complessa, aspettiamo, salutoooo

Buonasera a tutti, sto seguendo con attenzione e interesse la discussione. Chiedo solo un po’ di pazienza perché ancora per una settimana ho un impegno (di studio più che di lavoro) improrogabile. Poi ci chiariamo le idee senza equivoci.

ciao
intanto comincio a rispondermi da solo, al mio primo post del 13 Nov

lo avevo già capito, ma da alcune conferme che ho avuto quì e in privato, l’ errore è mio nel calcolare il delta lat/long, pensavo fosse non dico banale ma semplice, è evidente che non è così.

ho trovato una interessante calcolatrice on line:
Mike Turnbull’s WGS-84 World Geodetic System Distance Calculator
che mi conferma che con lat/long calcolati da me la distanza rusulta circa 1002m
bon per ora mi fermo qui, restano aperti gli altri dubbi

Scusami ma non ho capito cosa vuoi calcolare?

La distanza tra un punto posto a 45°N e 12°E e un punto posto dove? a 1000 m a est?

ciao Gianfranco

no non la distanza, volevo simulare un punto lat./long. 1000m a Est e anche uno a Nord, per poi inserirli nell’ Excel e calcolare il modulo di deformazione,ma sbaglio qualcosa evidentemente.

che metodo usi per calcolare il modulo di deformazione? le formule di Surace?

Io uso un altro metodo, calcolo le coordinate UTM e le coordinate Geocentriche, e faccio il rapporto tra le distanze reciproche, ho fatto un confronto con le formule di Surace e la differenza è sui decimali.