Dispensa 7

Filippo Licenziati
SISTEMI INFORMATIVI
TERRITORIALI
qualità dei dati
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
INDICE
concetti generali
controllo di qualità
acquisizione, elaborazione, restituzione
test di qualità
esigenze di accuratezza
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
CONCETTI GENERALI
componenti della qualità
propagazione dell’errore
limiti generali di accuratezza
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Struttura logica dei principi di qualità
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Dati geografici
Vengono definiti in termini di posizione,
tematismo e temporalità, di modo che
ciascun dato risulta univocamente
definito nelle sue componenti
posizionali, tematiche e temporali.
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Componenti della qualità
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Componenti del dato geografico (I)
POSIZIONE
z
y
x
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Componenti del dato geografico (II)
TEMATISMO
LIVELLO
linee
trasporti
rete acqua
fermate
tubazioni
valvole
edificato
edifici
civici
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Componenti del dato geografico (III)
TEMPORALITÀ
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Precisione del dato
La PRECISIONE corrisponde alla lunghezza
minima misurabile su un oggetto grafico
inserito nel database.
E’ funzione del numero di cifre decimali con le quali si effettua la misura.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Accuratezza del dato
L’ACCURATEZZA dà conto della corrispondenza
del dato alla realtà, negli aspetti posizionali, tematici
e temporali.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Accuratezza posizionale
L’opposto della differenza tra le
coordinate geografiche di un
oggetto sulla superficie terrestre
e la sua rappresentazione nel
database.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Accuratezza tematica
L’opposto della differenza tra il valore degli
attributi di un oggetto geografico così come
registrati nel database e il loro valore reale.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Accuratezza temporale
L’opposto della differenza tra le
variazioni temporali del dato reale e
quelle del dato registrato nel database.
Dipende dalla frequenza di
aggiornamento del database.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Cartografia cartacea
e cartografia informatica
La precisione delle mappe
cartacee dipende dal limite
fisico della linea tracciata
sulla carta (0,5 mm), che
condiziona anche
l’accuratezza.
La precisione dei sistemi
informatici dipende dalla
lunghezza dei registri (con
32 bit si arriva a 1/2³²) ed
è indipendente
dall’accuratezza
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Propagazione dell’errore
L’accuratezza globale del
database è pari alla minima
accuratezza del singolo dato.
Operando elaborazioni su dati di accuratezza diversa
(ad esempio sovrapponendo cartografie di varia
scala), si propagherà l’errore a tutto il database, pur
eseguendo i calcoli con un’elevata precisione.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Limiti generali di accuratezza
Tutti i dati geografici hanno
un livello di accuratezza
posizionale limitato dalla
precisione degli strumenti e
dei metodi utilizzati per la loro
determinazione.
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
CONTROLLO DI QUALITÀ
metodi
indicatori
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Il controllo di qualità
Il controllo di qualità deve
essere esteso a tutte le fasi di
elaborazione dei dati:
• input
• analisi
• output
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Metodi del controllo di qualità
• consistenza del
database
• confronto con le fonti
• confronto con altre
fonti di maggiore
accuratezza
• stime di tipo deduttivo
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Indicatori della qualità
•
•
•
•
•
•
•
fonti
accuratezza posizionale e tematica
coerenza logica
completezza
edge matching o boundary rectification
riservatezza
distribuzione
DIGEST
Digital Geographic Information Exchange Standard
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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ACQUISIZIONE, ELABORAZIONE,
RESTITUZIONE
rasterizzazione
digitalizzazione
elaborazione
restituzione
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Rasterizzazione: posizione
1
α
x
(0 < x < 1)
valore medio dell’area della cella
w = ∫ (α, x) = 0,2127
errore medio nella dimensione dei poligoni
s = w √n
Frolov e Maling (1969): vale per rasterizzazioni da data set vettoriali
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Rasterizzazione: tematismo
metodo geometrico
metodo quantitativo
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Rasterizzazione: controllo qualità
Consiste in metodi basati sul
raffronto con una rasterizzazione
effettuata su una griglia con celle di
almeno un ordine di grandezza più
piccole.
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Digitalizzazione (I)
E’ un processo manuale che può essere
influenzato da diversi fattori:
• materiale del supporto cartaceo
• graficismo
• procedura di inquadramento
• tolleranza e taratura del digitalizzatore
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Digitalizzazione (II)
1/2³²
0,5 mm
0,025 mm
????
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Digitalizzazione (III)
ERRORE MANUALE: dati statistici sperimentali
punto originale
d
y
x
Max
Min
Media
SD
x mappa [mm]
x terreno [m]
0,232
5,6
-0,259
-6,2
0
0
0,046
1,1
y mappa [mm]
y terreno [m]
0,211
4,3
-0,208
-4,9
0
0
0,043
1
d mappa [mm]
d terreno [m]
0,261
6,3
0
0
0,054
1,3
0,032
0,8
punto digitalizzato
campione di 32.000 punti digitalizzati su mappa 1:24.000
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Digitalizzazione (IV)
ERRORE MANUALE
errore umano minimo possibile: 0,122 mm
0,025 mm
con 6 ripetizioni scende a: 0,025 mm
errore di deformazione del
supporto cartaceo: 0,006 mm/mm
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Digitalizzazione (V)
ERRORI DI BORDO
Le discontinuità possono essere causate da
errori di inquadramento delle singole tavole,
da errori di digitalizzazione, da errori di
inquadramento dei singoli file di acquisizione
all'interno del database, da difficoltà di
interpretazione.
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Elaborazione (I)
Le attività di analisi territoriale possono
dare luogo ad errori o possono propagarli.
Se il risultato delle elaborazioni sono layers
acquisiti al database, questo ne influenza
l’accuratezza.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Elaborazione (II)
OVERLAY
• creazione di poligoni spuri di
estensione piccolissima
• propagazione dell’errore tematico nel
caso di calcoli su attributi numerici
• possibile introduzione di errori
tematici in caso di fusione di layers con
attributi alfanumerici
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Elaborazione (III)
BUFFERING
L’operazione di buffering
dà luogo ad errori se
l’oggetto di riferimento o
parte di esso è codificato
male nel database.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Restituzione
Si potrebbe pensare di restituire
graficamente anche il livello di
accuratezza posizionale del dato,
associando ad ogni punto una
circonferenza di raggio pari all’incertezza
della sua posizione.
Di conseguenza, anche i segmenti che
congiungono tali punti potrebbero avere
un andamento incerto.
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
TEST DI QUALITÀ
NMAS
EMAS/ASPRS standard
Capitolato Emilia Romagna 1992
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
Test NMAS
National Map Accuracy Standard
E’ basato sul confronto di un campione di punti
(minimo 20) con fonti di accertata maggiore
accuratezza.
Per superare il test, la cartografia deve
presentare per almeno il 90% del campione un
errore minore di 0,8 mm per scale maggiori di
1:20.000 e un errore minore di 0,5 mm per scale
minori di 1:20.000
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Test EMAS/ASPRS standard
Engineering Map Accuracy Standard
American Society of Photogrammetry and Remote Sensing
E’ basato sul confronto di un campione di punti
(minimo 20) con fonti di accertata maggiore
accuratezza.
Si calcola l’errore medio e il suo scarto
quadratico medio e si confrontano con i limiti
accettabili.
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Capitolato Emilia Romagna 1992
Scopo: sottosistema della CTR 1:10.000
Scala nominale: 1:500
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Capitolato Emilia Romagna 1992
ERRORI MASSIMI AMMISSIBILI (x, y)
punto sul terreno
D
d
sul terreno
y
d
sulla cartografia
x
punto sulla cartografia
 d  0,2 m
d – D  0,3 m
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Capitolato Emilia Romagna 1992
ERRORI MASSIMI AMMISSIBILI (z)
z
curve di livello: l – L ≤ 0,25 m
punti quotati: q – Q ≤ 0,1 m
dislivelli:  q - Q ≤ 0,2 m
y
x
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Capitolato Emilia Romagna 1992
COLLAUDI
A campione su almeno il 5% delle carte verificando, per
ciascuna carta:
• almeno 10 punti isolati,
• almeno 30 punti quotati,
• almeno 20 distanze planimetriche,
• almeno 50 curve di livello
Il collaudo è superato se almeno il 95% degli oggetti
verificati rientra nelle tolleranze.
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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ESIGENZE E DOCUMENTAZIONE
esigenze di accuratezza
schede di documentazione
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
accuratezza
Esigenze di accuratezza
finalità del DB
dimostrativo
ricerca
geomarketing
lavoro
a valore legale
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QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Scheda di documentazione (I)
FONTI
• provenienza cartografia
• trattamenti in input:
• scala
 data
• produttore
 operatore
• data edizione
 software
• accuratezza della fonte
 algoritmo
QUALITA' DEI DATI NEI SIT
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Scheda di documentazione (II)
AGGIORNAMENTI ED ELABORAZIONI
• data
• operatore
• per le elaborazioni:
 software
 algoritmo