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Alessandro CAPRA
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Applied Geomatics, BIM and GIS
Ingegneria Civile e Ambientale (Offerta formativa 2021)
Obiettivi formativi
La prima parte del corso è volta a fornire allo studente le conoscenze fondamentali della Geomatica applicata a rilievi speciali e al monitoraggio delle strutture e del territorio, con particolare riferimento ai processi di instabilità dei pendii, deformazione al suolo e delle strutture e delle moderne tecnologie di indagine che spaziano da quelle terrestri alle satellitari. Il corso ha lo scopo di fornire un quadro completo delle moderne tecnologie di indagine, sia terrestri sia satellitari, e delle metodologie volte alla loro integrazione con l’obiettivo di sviluppare una capacità critica nella progettazione di approcci di monitoraggio. Questa prima parte di corso si tiene in lingua inglese al fine di familiarizzare con la terminologia tecnica associata alla disciplina.
La seconda parte del corso fornisce una preparazione di base relativa all'utilizzo degli strumenti GIS nell'analisi dei dati spaziali e nella produzione di cartografia tecnica e tematica con l’obiettivo di rendere autonomo lo studente nella gestione dei dati geografici reperibili da repertori nazionali ed internazionali attraverso l'utilizzo di protocolli standard di comunicazione. Si forniscono inoltre le conoscenze di base del processo BIM con l’obiettivo di rendere lo studente consapevole della gestione di dati tridimensionali e della modellazione parametrica in ambiente BIM, con particolare attenzione alla componete grafica del dato. La seconda parte del corso si tiene in lingua italiana.
Prerequisiti
Principi di base della Geomatica; conoscenze relative ai principi di cartografia e sulle basi di dati.
Programma del corso
APPLIED GEOMATICS:
Panoramica sulle tecnologie disponibili per il monitoraggio con valutazioni relative alla qualità dei dati e loro contenuto informativo. Tecniche per la misura e il controllo delle deformazioni. Analisi dei campi deformativi e interpretazione delle fenomenologie in atto. Il supporto della geomatica alle valutazioni del rischio naturale e di origine antropica. Applicazioni del monitoraggio delle strutture e del territorio. Geomatica applicata al rilievo in sotterraneo, rilievi e posizionamenti in mare, agricoltura di precisione e rilievi subacquei.
Attività pratica: risoluzione ad un problema di monitoraggio in un caso applicativo reale (attività svolta in piccoli gruppi).
GIS:
RICHIAMI: Sistemi geodetici, proiezioni e rappresentazioni cartografiche. Sistemi di coordinate. Lettura di una carta. Struttura dei dati cartografici: raster e vettoriale.
CARTOGRAFIA NUMERICA: Concetto di scala. Contenuto planimetrico e altimetrico. Codifica dei dati. Organizzazione dei dati: struttura geometrica e topologica. Formati standard. Georeferenziazione dati. Rappresentazione di superfici 3D: DSM e DTM.
SISTEMI INFORMATIVI GEOGRAFICI: La filosofia di lavoro in ambiente GIS. Shape file. Analisi spaziali in ambiente GIS con dati raster e vettoriali. I software GIS open source. Database Topografici. 3D city modeling. PostgreSQL/PostGIS.I portali cartografici. WebGIS. Attività pratiche di elaborazione dati in ambiente GIS con produzione di mappe.
BIM:
Temi trattati: introduzione al processo BIM - definizioni e stato dell’arte. Quadro normativo internazionale e nazionale (UNI 113337); nuovi profili professionali. LOD LOG LOI LOA. Interoperabilità e formati. Il modello As-Built, e il processo Scan-to-BIM, criticità (congruenza metrica, il database associato). Potenzialità applicative: clash detection, analisi strutturale, manutenzione e restauro. Integrazione GIS/BIM. Attivita’ pratica: produzione di un modello BIM.
Metodi didattici
MODULO APPLIED GEOMATICS: Lezioni frontali in lingua inglese - trattazione teorica dei contenuti con esemplificazione tramite casi applicativi reali. Le lezioni di questo modulo avranno luogo nel I semestre e, a causa della situazione sanitaria COVID19, verranno svolte a distanza prioritariamente in modo sincrono (streaming).
MODULO GIS: Lezione frontale in lingua italiana ed esercitazioni al computer con software GIS open source.
MODULO BIM: Lezioni frontali in lingua italiana - trattazione teorica dei contenuti con esemplificazione tramite casi applicativi reali. Esercitazioni pratiche in ambiente software: creazione di un modello BIM.
I moduli BIM e GIS avranno luogo nel II semestre di lezione: sarà garantita l'erogazione sincrona a distanza per tutti; in base alla evoluzione dell'emergenza sanitaria COVID19 e alle specificità delle attività didattiche verrà valutata l'erogazione anche in presenza.
Testi di riferimento
Materiale didattico. Per approfondimenti si suggerisce il seguente testo / Lecture notes, visuals and handouts given by the lecturer. Suggested books:
MODULO GIS
David O'Sullivan, David Unwin (2010). Geographic information analysis. John Wiley & Sons.
Narayan Panigrahi (2019). Geographical Information Science - 1st Edition, by CRC Press (292 Pages)
MODULO BIM:
Sacks, R., Eastman, C., Lee, G., & Teicholz, P. (2018). BIM handbook: a guide to building information modeling for owners, designers, engineers, contractors, and facility managers, John Wiley & Sons.
Abbas Rajabifard, Behnam Atazadeh, Mohsen Kalantari (2019). BIM and Urban Land Administration, by CRC Press
(236 Pages)
Osello, A. (2012). Il futuro del disegno con il BIM per ingegneri e architetti, The future of Drawing with BIM for Engineers
and Architects. Palermo: Dario Flaccovio Editore
Rizzarda, C.C. & Gallo, G. (2017). La sfida del BIM: un percorso di adozione per progettisti e imprese. Tecniche Nuove
Verifica dell'apprendimento
MODULO APPLIED GEOMATICS: esame orale, in lingua inglese. Saranno valutate le conoscenze apprese, il linguaggio tecnico-specifico utilizzato e la capacità di risoluzione di un problema di monitoraggio.
MODULI BIM E GIS: esame orale sulle tematiche trattate nel corso con discussione dei progetti BIM e GIS (dimostrazione pratica delle abilità raggiunte nell'uso dei dati). L’esame si svolge in lingua italiana. Saranno valutate le conoscenze apprese, il linguaggio utilizzato e il progetto svolto.
Il voto complessivo del corso è in trentesimi e deriva dalla media delle valutazioni ottenute nei due moduli.
Tutti gli esami sopra descritti potrebbe essere svolti in presenza o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19.
Risultati attesi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Tramite lezioni in aula, letture guidate e discussioni collegiali lo studente apprende la capacità di impostare un progetto di monitoraggio con identificazione delle tecnologie idonee e loro eventuale integrazione. Lo studente inoltre apprende i metodi principali di gestione dati in ambienti GIS e BIM e sviluppa la capacità di progettare interventi che richiedono l'uso di dati spaziali e di modelli parametrici tridimensionali ai fini del raggiungimento degli obiettivi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Tramite esercitazioni in aula introdotte dal docente e risoluzione di casi studio reali, lo studente è in grado di approcciarsi ad un problema di monitoraggio nella sua complessità in relazione al fenomeno indagato ed alla qualità richiesta dai risultati. Con la risoluzione di esercitazioni al computer, lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite e di comprendere quanto implementato nei principali software di gestione delle informazioni spaziali e di BIM authoring.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Tramite le conoscenze acquisite durante il corso e l’analisi dei casi-studio presentati, lo studente è in grado di individuare e selezionare in maniera critica le strategie da adottare nella risoluzione di un problema di monitoraggio. Lo studente è inoltre in grado di discutere i migliori approcci alla progettazione in ambiente GIS e le strategie di modellazione BIM con piena consapevolezza delle criticità associate.
ABILITÀ COMUNICATIVE: La frequentazione del corso permette allo studente di esprimersi e comunicare in modo appropriato sui temi propri della disciplina e di conoscere la terminologia tecnica in lingua inglese.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: le attività citate consentono allo studente di acquisire capacità critica nell’apprendimento della disciplina.