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Incerteza em Dados Geográficos Laércio M. Namikawa

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Apresentação em tema: "Incerteza em Dados Geográficos Laércio M. Namikawa"— Transcrição da apresentação:

1 Incerteza em Dados Geográficos Laércio M. Namikawa laercio@dpi.inpe.br

2 Conteúdo Natureza dos Dados Geográficos Coleta de Dados Escala Qualidade dos Dados

3 Natureza dos Dados Geográficos Dados Primários Levantamento voltado à aplicação Definição da amostragem Formulários, instrumento de medição Dados Secundários Dado primário Método de compilação Agregação, definição de classes

4 Coleta de Dados Precisão Instrumento de medição (régua x paquímetro) Acurácia Calibração do instrumento Validade (Validity) Ex: Método de medição correto Confiável (Reliability) A medição é repetível?

5 Medição Atribuir valores Measurement consists of assigning “numerals to objects or events according to rules” (Stevens 1946). Different rules of assignment leads to the different measurement scales: nominal, ordinal, interval, and ratio (Stevens 1946).

6 Representação Pode ser o modelo em escala de avião para túnel de vento Modelo digital model of an entity of real world in digital format manipulable by computer

7 Escala PEC – Padrão de Exatidão Cartográfica DECRETO Nº 89.817 DE 20 DE JUNHO DE 1984 "90% dos pontos bem definidos numa carta, quando testados no terreno, não deverão apresentar erro superior ao Padrão de Exatidão Cartográfica estabelecido”. Erro Padrão = Desvio Padrão

8 Modelo Digital Finito: specification of the expected bounds for the data. amount of data: storage capacity and processing power. Discreto (inteiro): the smallest difference between values that can be discerned Define minimum distance between different locations, minimum difference in value, maximum size of region under study, maximum amount of data

9 Modelo Digital minimum distance between different locations, minimum difference in value, maximum size of region under study, maximum amount of data

10 Qualidade dos Dados Quality is a generic term that depends on the context In geographic representation context, more difficult to define given that physical characteristics of geographical reality can not be directly assessed Related to accuracy, precision, consistency, and completeness of the representation. Elevation representation: accuracy is defined as the measure of its quality.

11 Acurácia Measure of how different the representation is in relation to the real world entity Metrics Root Mean Square Error (RMSE) and the vertical accuracy at 95% confidence DEM accuracy is difficult to be assessed since there is no independent model of the real world to test our digital model against “True value” of elevation is just a representation that is considered to have higher accuracy than the one having its accuracy defined. Accuracy of DEMs is dependent on the Earth’s surface characteristics and the measurement techniques Errors are not randomly distributed over the entire DEM

12 Fatores de Qualidade Instrumento de medição Processamento dos dados Representação Digital Algoritmos Escolha da melhor escala/resolução para o uso

13 Qualidade do Instrumento de medição Levantamento topográfico tradicional Medida de distância e ângulos GPS – dezenas de metros a centímetros time to travel the distance. Clocks: GPS receiver and satellite synchronized and accurate. Speed is affected by atmosphere. Fotogrametria (menos de 10 centímetros) Medida de paralaxe. Escala e distância ao alvo.

14 Qualidade do Instrumento de medição Interferometria SAR (SRTM-16m) Diferença de fase 16 meters at the 90% confidence level global assessment, found between 5 and 8 meters LiDAR (milimiters) footprint of 24 to 60 cm in diameter for typical airborne LIDAR at a distance of 1,219 meters accuracy of sensor components, laser ranging and scan angle measurements, ground survey control points, land cover, and data processing

15 Qualidade do Processamento dos Dados Pontos de controle provide reference locations used to fix all the measured distances. Selection and accuracy of each control point Filtragem essential in radar systems signals have a multiplicative effect, the speckle noise Phase Unwrapping radar interferometry, transfor phase information to differences in distance

16 Fatores de Qualidade Representação digital Vetorial – TIN, Isolinhas Matricial – Grade retangular Algoritmos Interpolação e agregação. Transformação Resolução/Escala apropriada para o uso Melhoria da resolução até um certo valor Coerente com o tamanho dos elementos Instrumento mais adequado Ruídos, artifícios

17 Idade do Dado Depende da dinâmica do fenômeno geográfico Mudanças no canal de um rio, desmatamento, expansão urbana Qual data de validade Qual curva de degradação

18 Soluções Disponibilização de metadados Do dado Primário Coleta, Instrumento, Algoritmos Do dado Secundário Dado primário, compilação, agregação, interpolação Acurácia local Root Mean Square Error (RMSE) at randomly selected locations

19 Mapa de Acurácia Mapa de probabilidade baseados em correlação espacial principal components analysis, semivariogram, fractal analysis, geostatistics, wavelets Correlação com declividade Uso de estatística Variável aletória am cada localização Análise de agrupamento Regiões com altos valores erro não são aleatórios

20 Exemplo -51.0-36.4-32.0-24.4-9.25-1.99.114.031.8 (RMSE in meters)


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