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Geoide e ellissoide: qual è la differenza e perché è importante?

DJI Matrice 300 RTK è la soluzione drone per il rilevamento, analizziamo in questo articolo quello che devi sapere sulla forma della terra e su come influisce sul rilevamento con i droni

La Terra è davvero rotonda? Anche se la risposta dovrebbe sembrare ovvia, in realtà non è così semplice come potresti pensare. Per essere classificato come una sfera perfetta, un oggetto deve essere completamente rotondo e simmetrico, in grado di essere tagliato a metà da qualsiasi direzione e creare due metà uguali. La Terra, con la sua forma irregolare, gli altipiani e le profonde crepe nel fondo dell’oceano, è tutt’altro.

Quindi qual è la forma della Terra e in che modo la sua classificazione influisce sui lavori di rilevamento? Per rispondere a questa domanda, dovrai capire la differenza tra un geoide e un ellissoide, due modi di modellazione progettati per mappare le imperfezioni del nostro pianeta.

Allora cos’è un ellissoide?

Un ellissoide è, in sostanza, una sfera imperfetta. Il nome deriva dalla parola “ellisse”, utilizzata per descrivere un’alterazione simile a un cerchio.

A differenza delle sfere, la lunghezza, la larghezza e l’altezza di un ellissoide non devono essere tutte identiche. Tuttavia, qualsiasi piano di sezione trasversale della forma deve comunque essere un’ellisse o un cerchio. Secondo l’Enciclopedia Britannica, questo viene spiegato attraverso un’equazione matematica che tiene conto di tre diversi assi perpendicolari che si intersecano tutti al centro della forma:

x²/a² + y²/b² + z²/c²= 1

Se a, b e c sono tutti uguali, la forma è una sfera. Se due dei tre valori sono uguali, la forma è uno sferoide, a volte noto anche come ellissoide di rivoluzione, perché qualsiasi piano di sezione trasversale della forma sarebbe un’ellisse. Gli sferoidi si dividono in due categorie. Se i due valori uguali sono maggiori del terzo, la forma è uno sferoide oblato. Nel frattempo, se il valore singolo dello sferoide è maggiore dei due uguali, la forma è uno sferoide prolato.

Ellissoidi e forma della Terra

Scienziati e matematici utilizzano il modello ellissoide per definire con maggiore precisione la forma della Terra e di altri pianeti. Un ellissoide che offre un’approssimazione ravvicinata di un pianeta è noto come ellissoide di riferimento, secondo l’University NAVSTAR Consortium (UNAVCO). Le misurazioni specifiche utilizzate per modellare la Terra sono note come ellissoide terrestre.

Sebbene la Terra possa sembrare una sfera perfetta nelle fotografie satellitari, non è così. Invece, il pianeta è molto più ampio all’equatore e si appiattisce quanto più ti avvicini a ciascun polo o ha un singolo asse più corto. In altre parole, la Terra è un’approssimazione ravvicinata di un ellissoide sferoide oblato. Sebbene non sia perfetto, l’ellissoide terrestre ha molti usi, incluso il tracciamento di coordinate GPS e percorsi di volo. In coordinamento con i dati di un modello geoide, è anche essenziale per i lavori di rilevamento.

… E un geoide?

Sebbene pensare alla Terra come a un ellissoide, piuttosto che a una sfera, fornisce certamente una comprensione più accurata della forma del pianeta, lascia ancora molto a desiderare. La forma ellissoidale è ancora completamente liscia, non tenendo conto della topografia. Questo è il motivo per cui gli ellissoidi di riferimento sono generalmente indicati come la “migliore approssimazione” di un pianeta. Per un’immagine più accurata, è necessario utilizzare un modello geoide.

I modelli geoidi utilizzano una misurazione chiamata Livello Medio del Mare per fornire una rappresentazione più completa del modo in cui la superficie terrestre varia in elevazione. Il livello medio del mare è l’elevazione della superficie del livello del mare del pianeta se l’acqua fosse completamente piatta o senza maree e correnti. Il livello medio del mare è utile per i modelli perché l’acqua risponde all’attrazione gravitazionale della Terra, secondo NOAA. I luoghi in cui le forze gravitazionali sono più forti – e il livello medio del mare più alto – indicano più massa sotto la superficie. Allo stesso modo, un livello medio del mare inferiore indica anche cali di elevazione sul fondo dell’oceano. La mappatura di queste misurazioni in genere si traduce in ondulazioni graduali in tutti gli oceani e le masse continentali, secondo l’US Geological Survey.

In particolare, la modellazione geoide è tipicamente condotta a un livello più locale rispetto al modello ellissoide terrestre globale. Gli Stati Uniti, ad esempio, attualmente utilizzano il dato verticale nordamericano del 1988 o NAVD88. Il National Geodetic Survey, invece, sta lavorando a un modello aggiornato che sfrutta i dati GPS. Nel corso degli anni, l’NGS ha anche realizzato diversi modelli di geoidi ibridi e sperimentali.

Il drone e i carichi utili giusti per misurazioni accurate

Ora che hai capito come utilizzare i modelli ellissoide e geoide per garantire una precisione al centimetro, è il momento di passare a un’attrezzatura in grado di completare il lavoro. Non guardare oltre il Matrice 300 RTK. Con velocità elevate e batterie a lunga durata, questo drone va dove ne hai bisogno. La possibilità di montare tre payload contemporaneamente semplifica anche la raccolta dei dati con il minor numero di voli possibile.

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