GE804 - SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEO-REFERENCIADAS
Turma A - DIURNO
Prof. Dr. Carlos Roberto de Souza Filho (DGRN/IG/UNICAMP)
DADOS ESPACIAIS : CAPTURA & GEORREFERENCIAMENTO
Tópicos:
• Captura de dados: analógicos > digitais
• Conceito de exatidão, precisão e acurácia > erros
• Controle de erro no Georreferenciamento de mapas
• Erro global em mapas
• Fatores que afetam dados espaciais
• Padrão de acurácia baseado na escala do mapa
ENTRADA DE DADOS
Qual a necessidade fundamental de digitalizar os dados?
. Produzir arquivos temáticos de acordo com as
necessidades do usuário.
. Transformar dados analógicos em digitais
Quais os principais objetivos da digitalização?
. Visualizar a informação gráfica no computador;
. Substituir as mapotecas analógicas;
. Facilitar os processos de atualização de desenhos;
. Produzir informações gráficas que possam migrar para outros sistemas;
ERROS NO PROCESSO DE DIGITALIZAÇÃO:
PRINCIPAIS DADOS A SEREM DIGITALIZADOS:
MECANISMOS DE CONTROLE DE ERROS:
Inerentes àqueles existentes nos originais;
Operacionais, aqueles resultantes da digitalização e da manipulação do dado digital.
Pontos, Linhas e Polígonos
Digitalizar as entidades gráficas que demandem uma
maior precisão cartográfica em uma única sessão;
Calcular o erro através da erro médio quadrático RMS (Root Mean Square).
Teclado
Scanner
DADOANALÓGICO
ArquivoASCII
ArquivoASCII
Arquivoraster
OCR*
CAPTURA DE DADOS - DADO TEXTUAL (letras)
*Optical Character Recognition: Reconhecimento Óptico de
Caracteres. A tecnologia que possibilita a conversão de
documentos de várias espécies, como arquivos em PDF,
imagens capturadas por câmera digital, papéis escaneados,
entre outros, em dados que o usuário poderá pesquisar e
editar através de um computador ou dispositivo similar.
DADOANALÓGICO
Dadoraster
Dadovetorial
ArquivoASCII
Dadovetorial
Dadovetorial
ArquivoASCII
ArquivoASCII
PDI
Conversor
CADD*
CADD
CADDScanner
Mesa digitalizadoraTela Computador
CAPTURA DE DADOS - DADOS CARTOGRÁFICOS(pontos, linhas, polilinhas, poligonos)
*Computer-Aided Design and Drafting
Dados ‘exatos’
Dados acurados e não precisos Dados precisos e acurados
Dados precisos e não acurados Dados não acurados e não precisos
EXATIDÃO, PRECISÃO E ACURÁCIA
X
Y
Exatidão = medida de aproximação entre modelo matemático e fenômeno representadoPrecisão = grandeza estatística que mede DISPERSÃO = REPETIBILIDADE das observaçõesAcurácia = uma distribuição possui acurácia se, dado um intervalo de probabilidade, ela contém a resposta verdadeira
EXATIDÃO, PRECISÃO E ACURÁCIA
Baixa acuráciaAlta precisão
Alta acuráciaBaixa precisão
Exatidão = medida de aproximação entre modelo matemático e fenômeno representadoPrecisão = grandeza estatística que mede dispersão = repetibilidade das observaçõesAcurácia = uma distribuição possui acurácia se, dado um intervalo de probabilidade, ela contém a resposta verdadeira
CONTRÔLE DE ERRO DA DIGITALIZAÇÃO CONTRÔLE DE ERRO DA DIGITALIZACONTRÔLE DE ERRO DA DIGITALIZAÇÇÃOÃO
RMS(y)RMS(y)RMS(y)
RMS(x)RMS(x)RMS(x)
Enquadramento
original do mapa
Enquadramento Enquadramento
original do mapaoriginal do mapa
Enquadramento
feito pela mesa
EnquadramentoEnquadramento
feito pela mesafeito pela mesa
RMS(x) : erro médio
quadrático, eixo x
RMS(x) : erro médio
quadrático, eixo x
RMS(y) : erro médio
quadrático, eixo y
RMS(y) : erro médio
quadrático, eixo y
RMS(t) :erro médio
quadrático total
RMS(t) :erro médio
quadrático total
RMS(t)RMS(t)RMS(t)
( )x x
N
l i
I
n +
=
2
1
( )y y
N
l i
I
n +
=
2
1
RMS RMS RMSt x y= +( ) ( )2 2
CONTROLE DE ERRO NO GEORREFERENCIAMENTO
Enquadramento feito pelo usuário
ERRO: f(a) + f(m) + f(c) + f(d) + f(e) + f(p) + f(hi) + f(rms) + f(pe) + f(at) + f(id) + f(i)
a : transformação da superfície da terra em uma superfície 2D
i : erros adicionais não explicados
m : precisão da medida localizada na terra (projeção cartográfica e datum)
c : interpretação cartográfica (e.g., mapa foto-geológico)
d : erro no desenho devido ao tamanho das linhas
e : estabilidade do produto (estar dobrado, amassado, etc.)
p : erro no processo de digitalização
hi : dados históricos do mapa
rms : precisão do erro médio quadrático
pe : precisão do equipamento (armazenamento dos dados, número de dígitos)
at : descrição dos atributos ligados aos dados espaciais
id: idade do mapa
ERROS NAS MENSURAÇÕES
FATORES QUE AFETAM OS DADOS ESPACIAIS
ATUALIDADE
Os dados estão atualizados?
Os dados correspondem a uma série temporal?
INTEGRIDADE
Os dados cobrem a área parcialmente ou cobrem toda a área?
CONSISTÊNCIA
Qual a escala do mapa original?
Quais são as descrições padrões?
Qual a relevancia dos dados?
ACESSIBILIDADE
Quais são os formatos dos dados?
Qual o custo dos dados?
ACURÁCIA E PRECISÃO
Qual a densidade dos dados?
Qual a acurácia dos dados?
Quem coletou os dados? Quando foram coletados os dados? Como foram coletados?
FONTES DOS ERROS NOS MAPAS
Falhas na entrada ou na saída dos mapas
Desvios do observador
Limitação do computador; erros numéricos no computador
ERROS DERIVADOS DO PROCESSAMENTO DIGITAL
Problemas associados com superposição de mapas
Problemas relacionados com generalizações e classificações
Escolha do modelo de análise
Propagação de erros
Método usado na interpolação
FATORES QUE AFETAM OS DADOS ESPACIAIS
PADRÃO DE ACURÁCIA BASEADO
NA ESCALA DO MAPA
PADRÃO DE ACURÁCIA BASEADO NA ESCALA DO MAPA
Em 1947, a United States National Map Accuracy Standards determinou que
os mapas NÃO devem ter:
➢ para escalas 1:20.000 ou menores (e.g. 1:25.000; menor escala, menos detalhe)
❖ mais do que 10% dos pontos testados (ou de verificação) com erro
em faixas maiores do que 1/30 polegadas em torno dos pontos
verdadeiros (“exatos”)
➢ para escalas 1:20.000 ou maiores (e.g., 1:15.000 – maior escala, mais detalhe).
❖ mais do 10% dos pontos testados com erro em faixas maiores do que
1/50 polegadas em torno dos pontos verdadeiros
13m 13m
13m
13m
1:25.000Ponto Linha
Atualmente, padronizou-se o seguinte:
1) Mapas nas escalas 1:20.000 ou menores (e.g. 1:25.000) : não devem ter
mais do que 10% dos pontos testados com erro de 1/50 polegadas
2) Mapas nas escalas 1:20.000 ou maiores (e.g. 1:15.000): não devem ter
mais do que 10% dos pontos testados com erro de 1/60 polegadas
3) A conversão de padrões de acurácia é feita com base em análises
estatísticas.
4) O RMS permitido requer que 90% de erros acidentais NÃO sejam maiores
do que 1.64 vezes (%) do RMS calculado, ou seja, 1,64 desvios padrões,
assumindo uma distribuição normal (gaussiana) dos erros.
PADRÃO DE ACURÁCIA BASEADO NA ESCALA DO MAPA
A conversão de padrões de acurácia é feita com base em análises estatísticas. O RMS permitido
requer que 90% de erros acidentais não sejam maiores do que 1.64 vezes (%) do RMS calculado, ou
seja, 1,64 desvios padrões, assumindo uma distribuição normal (gaussiana) dos erros.
Exemplo: mapa ESCALA 1:15.000RMS PERMITIDO = ERRO ACEITÁVEL NO TERRENO / 1.64
ERRO ACEITÁVEL = ERRO DO MAPA * CONVERSÃO DA ESCALA * CONVERSÃO DA UNIDADE
ERRO ACEITÁVEL = 1/60 pol * 15.000 * 0.0254 m/pol = 6.35
RMS PERMITIDO = 6.35 / 1.64 = 3.87 metros
PADRÃO DE ACURÁCIA BASEADO NA ESCALA DO MAPA
Exemplo: mapa ESCALA 1:25.000
RMS PERMITIDO = (1/50pol * 25.000 * 0.0254 m/pol)/1.64 = 7,74m
(1 pol = 0,0254 m)
ESCALAS DE MAPAS E FAIXAS DE RMS PERMITIDAS
ESCALA DOS FAIXAS DE RMS RMS IDEAL
DOS MAPAS PERMITIDOS
1:5.000 0.8 a 3 m 1.3 m
1:10.000 1.5 a 6 m 2.5 m
1:20.000 3 a 12 m 4.2 m
1:30.000 4 a 18 m 7.3 m
1:50.000 7.5 a 30 m 12.7 m
1:75.000 11 a 45 m 17.3 m
1:100.000 15 a 80 m 25.4 m
Top Related