250 likes | 607 Views
Vplyv kvality údajov na výsledok rozhodovacieho procesu v GIS – matematické aspekty analýzy presnosti a správnosti dát a ich aplikácia v konkrétnych prípadoch. Renata Ďuračiová, Linda Gálová, Tibor Lieskovský, Alexandra Rášová Katedra geodetických základov Stavebná fakulta STU v Bratislave.
E N D
Vplyv kvality údajov na výsledok rozhodovacieho procesu v GIS– matematické aspekty analýzy presnosti a správnosti dát a ich aplikácia v konkrétnych prípadoch Renata Ďuračiová, Linda Gálová, Tibor Lieskovský, Alexandra Rášová Katedra geodetických základov Stavebná fakulta STU v Bratislave Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Obsah • Kvalita priestorových dát v kontexte platných noriem • Kvalita priestorových dát v kontexte smernice INSPIRE • Vzťah neistoty priestorových dát a neistoty výsledku multikriteriálneho rozhodovania v prostredí GIS • Interpretácia informácií o kvalite priestorových dát • Vplyv (ne)kvality vstupných údajov na výsledok rozhodovania v prostredí GIS prípadové štúdie a príklady Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Kvalita “the degree to which a set of inherent characteristics fulfills requirements” (ISO 9000Quality Management Systems ) miera, ktorá hovorí o stupni splnenia požiadaviek používateľa konkrétneho produktu súborom inherentných znakov Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Kvalita priestorových dát podľa noriem ISO ISO 19113 ISO 19114 ISO 19157 Gegraphic information. Data Quality od 1.6.2014 aj STN EN ISO 19157 Geografické informácie. Kvalita dát Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Problematika kvality dát v SDI Zlatý stred? Prísne apriórne požiadavky na kvalitu dát Žiadne apriórne požiadavky DQ na zaradenie Žiadne obmedzenia v interoperabilite Dostupnosť širokého výberu zdrojov dát Stanovenie požiadaviek na kvalitu dát pokiaľ sú dané rozsahom a typickými prípadmi použitia pre infraštruktúru Zahrnuté len niektoré zdroje dát V mnohých aplikáciách problémy s interoperabilitou Nízka úroveň zdieľania dát Používatelia sú všeobecne nespokojní s kvalitou dát Menšie skupiny používateľov sú spokojné, zatiaľ čo zvyšok ostane s prázdnymi rukami Kvalita dát podľa INSPIRE (Tóth a kol., 2013) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Neistota, nepresnosť a neurčitosť v GIS • GIS - nástroj na podporu rozhodovania pomáha vykonávať lepšie, rýchlejšie a efektívnejšie rozhodnutia... ... za predpokladu existencie kvalitných dát a jasnej špecifikácie procesu rozhodovania !!! ??? • neistota dát • chýbajúce dáta, • nepresnosť pri ich získavaní, spracovaní a reprezentácii • neurčitosť atribútov • ... • neurčitosť analýz • nejasné alebo neurčité kritéria • teoreticky nepodložené predpoklady • ... Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Matematické aspekty hodnotenia kvality priestorových dát • kvalita dát je nepriamo úmerná ich neistote • štatistické metódy • teória fuzzy množín • agregačné operátory • multikriteriálne rozhodovanie • ... Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Agregácia rozhodovacích kritérií • priemery • OWA operátory • konjunkcia • (t-normy) • disjunkcia • (t-konormy) • ... Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Spracovanie informácií o kvalite priestorových dát CREATE TABLE Buildings_fuzzy AS (SELECT DISTINCT gid, the_geom, h, MAX(mi1) AS mi_1, MAX(mi2) AS mi2, MAX(mi3) AS mi3, LEAST(MAX(mi1), MAX(mi2), MAX(mi3)) AS t_M, (MAX(mi1)*MAX(mi2)*MAX(mi3)) AS t_P, (CASE WHEN (MAX(mi1) + MAX(mi2) + MAX(mi3) - 2) <= 0 THEN 0 ELSE (MAX(mi1) + MAX(mi2) + MAX(mi3) - 2) END) AS t_L FROM (SELECT DISTINCT gid, bfc, B.the_geom, B.h, (CASE WHEN h > 8 AND h < 13 THEN (h - 8)/5 WHEN h >= 13 AND h <= 20 THEN 1 WHEN h > 20 AND h < 28 THEN (28 - h)/8 ELSE 0 END) AS mi1, (CASE WHEN distance(B.the_geom, R.the_geom) > 35 THEN 0 WHEN distance(B.the_geom, R.the_geom) < 10 THEN 1 ELSE (35 - distance(B.the_geom, R.the_geom))/25 END) AS mi2, (CASE WHEN distance(B.the_geom, W.the_geom) > 100 THEN 1 WHEN distance(B.the_geom, W.the_geom) < 75 THEN 0 ELSE (100 - distance(B.the_geom, W.the_geom))/25 END) AS mi3 FROM Buildings AS B, Roads AS R, Weather_station AS W, Oldtown AS O WHERE ST_Within(B.the_geom,O.the_geom) AND B.bfc='administrative' ) AS FT GROUP BY gid, the_geom, h ORDER BY t_M DESC); Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Modelovanie a vizualizácia neistoty priestorových dát (Ďuračiová, 2013) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Modelovanie neistoty DEM v analýze viditeľnosti Monte Carlo simulácia N realizácií Dáta (DEM) DEM + šum Model neistoty Doplnkové dáta (RMSE) GIS operácia Distribúcia výsledkov Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Vplyv neistoty DMR na analýzy v GIS • analýza viditeľnosti • hodnoty sú bunkám priraďované na základe porovnania tzv. línie pohľadu (priamej spojnice medzi pozorovacím bodom a cieľovým bodom) s priebehom reliéfu • ak reliéf pretne líniu pohľadu, body (bunky) sú vyhodnotené ako vzájomne neviditeľné (Rášová, 2013) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Polohová neistota archeologických priestorových dát • bod s priemerom 4 mm na mape s mierkou 1: 25 000, t.j. 100 m v teréne • sklonu svahu pre hradisko zaznamenané ako bodový prvok, podľa databázy CEANS a hodnoty sklonu svahu pre reálny tvar a rozmery hradiska Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Vplyv polohy historických vodných tokov na výsledný APM superpozícia polohy vodných tokov získanej z rôznych dátových zdrojov polohová presnosť Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Vplyv kvality vrstvy pôdnych typov na výsledok tvorby APM • Porovnanie vrstvy pôdnych typov v dvoch rozličných mierkach mapa pôdnych typov 1:50 000 a prehľadná mapa BPEJ 1:5 000 atribútová presnosť Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Vplyv voľby agregačného operátora na výsledný APM nevyhnutnosť validácie modelov ! Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Neistota dát v krízovom manažmente ochrany pred povodňami • hodnotenie neistôt povodňového mapovania (povodňové mapovanie je nástroj na poskytovanie informácií potrebných pri rozhodovacom procese) • najvhodnejšie rozhodnutie – spoľahlivosť informácií definovať stupeň neistoty informácií na mapách povodňového ohrozenia a rizika (rozsah záplav, hĺbka vody, prietok) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Neistota dát v krízovom manažmente ochrany pred povodňami • Zmena hladiny vody a prietokovej kapacity na koncoch úsekov pri zmene výšky terénu (podľa (Mišík, 2001)) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Neistota dát v krízovom manažmente ochrany pred povodňami • Zmena hladiny vody a prietokovej kapacity na koncoch úsekov pri zmene drsnosti inundačných území (podľa (Mišík, 2001)) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Neistota dát, parametrov a modelu v krízovom manažmente ochrany pred povodňami (FLOODsite, 2008), (Gálová, 2014) Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Na záver... ... nepreceňujme dostupné priestorové dáta! alebo radšej: GIS nie je nástoj na rozhodovanie, ale na jeho podporu Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
ĎAKUJEME ZA POZORNOSŤ! renata.duraciova@stuba.sk linda.galova@stuba.sk tibor.lieskovsky@stuba.sk alexandra.rasova@stuba.sk Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014
Literatúra • ĎURAČIOVÁ, R. (2013): Querying Uncertain Data in Geospatial Object-Relational Databases Using SQL and Fuzzy Sets. Slovak Journal of Civil Engineering. Vol. 21, No. 4 (2013), s. 1-12. ISSN 1210-3896. • FLOODsite (2008): Review of Flood Hazard Mapping. Report Number T03-07-01. FLOODsite Task 3. April 2008. • GÁLOVÁ, L. (2014): Geoinformačná podpora manažmentu protipovodňovej ochrany: Dizertačná práca, KGZA Stavebná fakulta STU v Bratislave, 2014. • LIESKOVSKÝ, T. - FAIXOVÁ CHALACHANOVÁ, J. - ĎURAČIOVÁ, R, -BLAŽOVÁ, E. (2011): Archeologické predikčné modelovanie z podľadu geoinformatiky. REMPrint, s.r.o., Bratislava, 2011. 187 s. ISBN 978-80-970741-0-4. • MIŠÍK, M. (2001): Riešenie vybraných problémov prúdenia v zložených prierezoch prirodzených tokov: Dizertačná práca, Katedra hydrotechniky SvF STU v Bratislave, 2001. • RÁŠOVÁ, A. (2013): Pravdepodobná viditeľnosť a fuzzy viditeľnosť: modelovanie neistoty a neurčitosti analýz viditeľnosti. In: GISáček 2013. [elektronický zdroj] : 16. ročník studentské konference. Ostrava,ČR,9.-10.5.2013. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita v Ostravě, 2013, s. 10. ISBN 978-80-248-3009-4. • TOTH, K. - TOMAS, R. - NUNES DE LIMA, V. - CETL, V. (2013): Data Quality in INSPIRE: Balancing Legal Obligations with Technical Aspects. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2013. ISBN 978-92-79-32532-8. Technická univerzita vo Zvolene, 24.-25. jún 2014