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co J. Ariza L
López / Un
niversidad d
de Jaén / fj
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Presentación del proyecto de norma
UNE 148002
sobre el control de la componente posicional de los datos
espaciales
Francisco Javier Ariza López
Dpto. Ingeniería Cartográfica,
Geodésica y Fotogrametría
Universidad de Jaén
[email protected]
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Objetivos
Presentar la propuesta de norma UNE 148002
• Su porqué
• Presentar cómo se ha llegado
g
a esta propuesta
p p
• Dar a conocer su perspectiva y ventajas
• Presentar
P
t sus contenidos
t id
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Contenidos
• Introducción (análisis y justificación)
• Bases de la propuesta (funcionamiento)
• La norma (contenidos)
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Introducción
Posicionamiento directo
Posición  Tradicionalmente es una de las componentes
de mayor interés en cartografía.
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Introducción
La posición AHORA es contrastable por
los usuarios de manera sencilla
•
Importancia renovada por las nuevas técnicas de
posicionamiento (GNNS
(GNNS,, GPS, INS, etc.).
etc.). Posicionamiento
preciso.
•
Importancia de nuevas técnicas de captura (LIDAR
(LIDAR,, etc.).
etc.).
Captura
p
más precisa,
p
, datos no normales.
normales.
•
Importancia de nuevas aplicaciones (p.e.
(p.e. agricultura de
precisión, UAV
UAV))  posicionamiento preciso
•
I
Importancia
t
i renovada
d por las
l exigencias
i
i de
d
interoperabilidad de los CDE debido a las IDE.
IDE. Uso
preciso.
•
Aplicaciones continentales y sin costuras/roturas. 
Posicionamiento absoluto.
Programas de mejora de la componente posicional (PAI
(PAI):
):
Alemania, Australia, EEUU, Francia, Reino Unido, Suiza …
Revisión de las normas de control posicional.
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Introducción
Métodos de control posicional por puntos (MCPxP)
• NMAS: National Map Accuracy Standard
(1947).
• ASLSM. Accuracy Standards for Large
Scale Maps (1990).
• EMAS:
Engineering
Map
Accuracy
Standard (1983).
(1983)
• NSSDA. National Standard for Spatial
Data Accuracy (1998).
• STANAG 2215.
• ASPRS Positional Accuracy Standards for
Digital Geospatial Data (2014).
(2014)
• Franceses (2003).
• ISO 3951.
• IPGH.
• Padrón de Exactitud Cartográfica (Br).
• Etc.
Etc
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Introducción
Análisis MCPxP (estimación)
Evaluación: Determinar el nivel de
calidad de un producto, se da
un resultado
lt d
sin
i
j i i
juicio
d
de
aceptación o rechazo.
Se basa en la estimación.
•Estimación:
Determinar un
valor de manera fiable.
Trabajan de manera
bastante similar
¡¡OJO!!: La estimación
requiere grandes
tamaños de muestra
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Introducción
Análisis MCPxP (control)
No trabajan igual
No son comparables en la
aceptación/rechazo
Control: Determinar si el nivel de calidad del producto alcanza las
especificaciones, se da un juicio sobre si se acepta o rechaza el
producto.
d
Se basan en el contraste.
Contraste: Determinar si se cumple una condición de manera fiable
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Introducción
Análisis MCPxP (modelo de incertidumbre)
Para facilitar
P
f ilit ell trabajo
t b j analítico,
líti
all trabajar
t b j con
incertidumbre se supone un “modelo base”
que han de seguir los datos:
Para todo: Normal, PERO Numerosos estudios indican que
NO, que esta hipótesis
no es cierta
Otros modelos en los errores
• LIDAR (Maune, 2007): Sin modelo paramétrico base
• Digitalización manual (Bolstad et al 1990): Bimodal
•Digitalización (Tong & Liu, 2004): p-norm (Normal + Laplace)
•Geocodificación (Cayo and Talbot 2003; Karimi and Durcik 2004, Whitsel et al.
2004): Log normal
• Observaciones GNSS (Wilson, 2006; Logsdon, 1995): Raleigh, Weibull
• Otros modelos mencionados: Normal plegada, Half normal, Gamma
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Introducción
Análisis MCPxP (estadística)
Otras hipótesis que se han de cumplir son:
 aleatoriedad
¡¡¡Por lo general nadie
 ausencia de atípicos
l comprueba!!!
las
b !!!
 ausencia de sesgo
 igualdad o casi igualdad en x, y
 independencia
Análisis MCPxP (metadatos)
•
•
•
•
No suelen existir.
Escasos.
No adecuados al proceso.
p
No hay un informe normalizado
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Introducción
Análisis MCPxP (aspectos operativos)
Elementos de control  sólo puntos bien definidos
Procedimiento operativo  control de CD aislados
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Introducción
Conclusión del análisis MCPxP
En general los MCPxP no están bien definidos:
• No exigen ni guían sobre cómo contrastar sus hipótesis
• Faltan guías de aplicación
• El tamaño de muestra no vinculado al tamaño de la población
• No generan metadatos adecuados
• La operativa limitada a entregas aisladas
• Los resultados no son comparables
• La forma de expresar los resultados no se habla con los controles
de las otras componentes de la calidad de los datos (compleción,
consistencia lógica, exactitud temática)
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Bases de la propuesta
p p
Objetivos
Objetivos para la propuesta de un nuevo método
• Sencillo y de base estadística.
• Con escasas hipótesis para su aplicación.
decuado pa
para
a cua
cualquier
qu e modelo
ode o
• Adecuado
de incertidumbre
ce t du b e (pa
(paramétrico
a ét co o
noparamétrico)
• Que trabaje sobre la población,
población no sobre parámetros.
parámetros
• Válido para datos 1D, 2D, 3D y cualquier tipo de geometría.
• Que
Q aproveche
h la
l información
i f
ió de
d los
l suministros
i i t
en flujo.
fl j
• Basado en estándares internacionales.
Simpleza, robustez, universalidad…
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Bases de la propuesta
p p
Estrategia
Centrar la perspectiva en el lado del usuario  sólo interesa si el
producto cumple o no cumple.
cumple
Dejar la parte estadística en manos de un método sencillo, bien
conocido y robusto.
Propuesta  Aplicar ISO 2859
En el desarrollo de la norma, centrarnos cómo aplicar ISO 2859 a la
posición y en la especificación del proceso de control posicional,
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Bases de la p
propuesta
p
ISO 2859
En el sector geomático:
-
ISO 19157
-
Land Parcel Identification
System in Europe (JRC)
-
Geological data in China
-
National Topographic
Hydrographic Authority
in New Zealand.
-
Etc.
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Bases de la p
propuesta
p
ISO 2859
• Se aplican
p
en :
• Recepción de productos de un suministrador externo.
• En el paso de una operación
(aprovisionamiento interno).
de
producción
a
otra
• Antes de entrada en almacenes.
• Antes del envío al cliente.
• Adecuadas para:
• Productos acabados.
• Procesos administrativos.
administrativos
• Control de las componentes temática, compleción, etc., de datos
espaciales
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Bases de la p
propuesta
p
ISO 2859 (lote y plan de aceptación)
L t es lla cantidad
Lote
tid d d
definida
fi id d
de algún
l ú producto,
d t material
t i lo
servicio, que comparte unas circunstancias que permiten
entender que su calidad es homogénea (elementos de un tipo,
grado, clase, tamaño, composición, producidos bajo
condiciones uniformes y esencialmente en el mismo periodo
de tiempo).
El plan de aceptación se define mediante:
• Magnitud
g
del lote.
• Nivel de inspección.
• Tipo de muestreo: simple, doble o triple
• % de defectuosos aceptable.
• En las normas un plan
aceptación
de muestreo es: Tamaño de muestra y valor de
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Bases de la p
propuesta
p
ISO 2859 (NCA / CL)
Es el parámetro que indexa el sistema que propone la norma.
El NCA representa la peor media tolerable del proceso cuando una serie
continua de lotes es controlada. Por tanto es el peor Nivel medio de
Calidad Aceptable.
La CL es una calidad extrema, inaceptable. Se considera que CL es tres
veces mayor que NCA.
NOTE 1 This concept only applies when a sampling scheme with rules for switching and for discontinuation, such as in
ISO 2859-1 or ISO 3951, is used.
NOTE 2 Although individual lots with quality as bad as the acceptance quality limit may be accepted with fairly high
probability, the designation of an acceptance quality limit does not suggest that this is a desirable quality level. Sampling
schemes found in International Standards such as this part of ISO 2859, with their rules for switching and for
discontinuation of sampling inspection, are designed to encourage suppliers to have process averages consistently
better than the AQL. Otherwise, there is a high risk that the inspection severity will be switched to tightened inspection
under which the criteria for lot acceptance become more demanding. Once on tightened inspection, unless action is taken
to improve the process, it is very likely that the rule requiring discontinuation of sampling inspection pending such
improvement will be invoked.
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Bases de la p
propuesta
p
Proceso
Cuándo aplicar la parte 1 o la 2:
CASO 1º: Una secuencia de 10 o más lotes (>=10)  Parte 1. Aquí se deberá:
-Determinar
Determinar el nivel de inspección adecuado:
Special inspection levels: S-1, S-2, S-3, S-4
Niveles generales de inspección: II, II,
II III
-Una vez establecido un nivel de inspección no se cambia, se aplican las
g
de cambio de severidad dentro de ese nivel p
para asegurar
g
los niveles
reglas
de riesgo.
CASO 2º: Lote aislado o secuencias con menos de 10 lotes  Parte 2
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Bases de la p
propuesta
p
Proceso
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propuesta
p
Proceso
Objetivo
Asegurar los
niveles de
riesgo
establecidos
=5%, =10%
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Bases de la p
propuesta
p
Proceso
Códigos de tamaño de muestra según la MIL STD 105D
Ni l d
Niveles
de iinspección
ió especiales
i l
TAMAÑO LOTE
2
9
16
26
51
91
151
281
501
01
1201
3201
10001
35001
150001
más de
8
15
25
50
90
150
280
500
1200
3200
10000
35000
150000
500000
500001
Ni l generales
Niveles
l d
de
inspección
S1
S2
S3
S4
I
II
III
A
A
A
A
B
B
B
B
C
C
C
C
D
D
D
A
A
A
B
B
B
C
C
C
D
D
D
E
E
E
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
F
F
G
G
E
A
A
B
C
C
D
E
E
F
G
G
H
J
J
J
A
A
B
C
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
Q
R
Ejemplo: Lote de 500 udd, Nivel de inspección
normal NCA del 1%
normal,
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propuesta
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Posición: cómo aplicarlo
Modelo acoplado
CM  BiM (n,   ~ BaM )
=5%,

5%, 
=10%
10%
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Bases de la p
propuesta
p
Posición: cómo aplicarlo
C
Caso
1D
Ejemplo de modelo base
Source. Dewberry, (2004). Worcester County LIDAR
2002 Quality Assurance Report. Maryland Department of
Natural Resources.
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propuesta
p
Posición: cómo aplicarlo
Caso 2D
Source: FGDC (1998). FGDC-STD-007: Geospatial Positioning Accuracy
Standards, Part 3. NSSDA. FGDC, Reston, USA.
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Bases de la p
propuesta
p
Posición: cómo aplicarlo
Case 2D
Case 3D
Source: Ariza-López F.J, García-Balboa J.L, Ureña-Cámara M.A,
Reinoso-Gordo F.J. (2012). Metodología para la evaluación de la
calidad de elementos lineales 3D.
3D En X Congreso TOPCART 2012,
2012
16-19 Octubre, Madrid.
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Bases de la p
propuesta
p
Posición: cómo aplicarlo
Defectuoso posicional —>
> los casos que tenemos que contar¡¡¡
Correct
BaM
100%
BiM 
Positional defective
(fail event)
Tol

Ei  Tol
  P[ Ei  Tol ]
 proporción de
defectuoso posicional en
el BaM determinada por la
Tol dada
n k
P[ F  mc | F  B(n,  )]     (1   ) nk
k  mc1  k 
n
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Bases de la p
propuesta
p
Posición: cómo aplicarlo
Relación entre AQL y el modelo base
BaM de mejor
j calidad
BaM
BaM de peor calidad
AQL
Q 
Alta aceptabilidad
AQL 
Alto rechazo
La calidad se ha de
expresar por la pareja de
valores:
{Tol ,  }
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Bases de la p
propuesta
p
Ejemplo: lote aislado
Size  [281, 500]
[Tol=3.75 m ; AQL = 6.5%]
Errors in the sample taken from the lot:
{1 01 0
{1.01;
0.79;
79 2
2.18;
18 0
0.0;
0 2
2.01;
01 1
1.23;
23 0
0.0;
0 0
0.85;
85 0
0.0;
0 1
1.01;
01 1
1.34;
34 2
2.44;
44 1
1.61;
61 1
1.42;
42 1
1.49;
49 1
1.69;
69 0
0.95;
95 2
2.21;
21 9.19;
9 19 2.5}
2 5}
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La norma
Alineamientos
Con ISO 19157:
 metacalidad
 ámbito
 Uso de ISO 2859
Con ISO 3534-1:
 Terminología relativa a la exactitud
( eracidad y precisión)
(veracidad
Objetivos
j
• No condicionada por modelos subyacentes
• Universalidad
• Simpleza
p
con otros controles de CDE
• Compatible
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La norma
1. Objeto y campo de aplicación
•Centrada en la posición.
•Obliga a generar evidencias.
•No
N establece
bl
niveles
i l
d calidad.
de
lid d
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2. Conformidad
•Conformidad
relativa al proceso de
control.
•El Anexo A establece un conjunto de
pruebas.
Gen. conformance:
5 tests
Req. For the Control: 3 tests
Req. For the sample: 2 tests
Red. For MetaQ:
3 tests.
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3. Términos
•Se adopta la terminología relativa a la
exactitud (veracidad y precisión) que
se propone en ISO 3534-1
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5. Control de la calidad posicional en CDE
•Perspectiva de usuario
•Válida para cualquier
elemento de la
p
exactitud posicional.
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6. Método de control posicional
•Se presenta la pareja [Tol, NCA]
•Se establece un conjunto de pasos
para
su aplicación.
•Se
indica cuando aplicar ISO 2859-1 ó
ISO 2859-2
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La norma
7. Ámbito en el proceso de CCP
•Se
dan
directrices
sobre
especificación de los ámbitos.
la
•Se
consideran ámbitos: la geometría,
la temática, grado de definición, etc.
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8. Muestra de control
•El tamaño según ISO 2859
2859-1
1 ó 2.
•Directrices sobre la distribución espacial.
•Directrices sobre la ggeneración de la
muestra (aleatoria y automatizada).
•En contrataciones: VºBº de la distribución.
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9. Fuentes independientes y exactitud en los trabajos de control
Directrices sobre los requisitos de:
•Independencia.
•Mayor
y
exactitud.
•Compleción.
de la fuente de referencia.
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10. Metacalidad
Explicación y directrices sobre los
elementos de metacalidad:
•Confianza.
•Representatividad.
•Homogeneidad.
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11. Informe de la calidad de datos independiente
•Establece la obligación del informe.
•Establece los contenidos mínimos (los
del anexo A).
•Propone un ejemplo.
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ANEXOS
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Conclusiones

Norma con perspectiva de usuario.

La norma tiene dos partes bien diferenciadas, la estadística y el
proceso de control posicional.

parte estadística se ha p
propuesto
p
el uso de una metodología
g
Para la p
normalizada (ISO 2859-1 y 2) y muy extendida.

No hay hipótesis a contrastar.

Se ha
S
h establecido
t bl id lla manera de
d aplicar
li
lla estadística
t dí ti
d
de conteos
t
a la
l
posición.

La calidad se expresa por la pareja [Tol, NCA]

La norma está alineada con norma ISO 19157 e incorpora sus
aspectos novedosos (p.e. metacalidad, DQU, informe, etc.).

Permite su aplicación a 1d,
1d 2D,
2D 3D y cualquier geometría
geometría.

Se pretende informar en detalle de la evaluación.

La norma incluye
y anexos aclaratorios de su aplicación.
p

Se dispone de un marco homogéneo para controlar la calidad de las
distintas componentes de los datos espaciales. interoperabilidad.
PROBLEMA: es un marco nuevo  resistencia al cambio
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Presentación del proyecto de norma
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sobre el control de la componente posicional de los datos
espaciales
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