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Gerhard JoosAGIS – GIS labUniversity of the Bundeswehr [email protected]://www.agis.unibw-muenchen.de
Geographic Information - Data Quality ISO 19113 - ISO 19114 - ISO 19138
Gerhard JoosArbeitsgemeinschaft GIS
Motivation• Fahrzeugnavigation: Auswirkungen von Datenfehlern bei
Routing• Fahrtrichtungseinschränkung einer Einbahnstrasse nicht erfasst
• Kürzester Weg ohne Einbahn-Information 15• Kürzester Weg mit Einbahn-Information 18• Zu fahrende Strecke, weil Einbahn-Information erst vor Ort erkannt
werden kann 27
Einbahnstraße
Ziel
Start
6
5
54 6
3
9
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Motivation• Versorgungsunternehmen: Auswirkungen von Datenfehlern bei
Routing (Sperrstreckenanwendung bei GAS )• Topologische Verbindung zweier Verteilungsrohre nicht erfasst
• Durch Absperren des Ventils tatsächlich betroffene Hausanschlüsse• Hausanschlüsse, die aufgrund des Datenfehlers nicht angezeigt werden
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Definition des Begriffs Qualität nach ISO 8402
Qualität ist die Gesamtheit von Eigenschaften und Merkmalen eines Produktes oder einer Dienstleistung, die sich auf die Eignung zur Erfüllung festgelegter oder vorausgesetzter Erfordernisse beziehen.
Hier: Produkt = Geodaten
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Reale W elt
Daten
Dat
enqu
alitä
t
Eignung der Daten für eine Anwendung
Das Anwendungsschema abstrahiert eine definierte Sicht auf einen Teil der realen Welt. Sie ist Ziel der digitalen Daten.
Die Daten sind die physikalische Realisierung des abstrakten Abbildes der realen Welt
Der Grad der Übereinstimmung der Daten mit dem zugehörigen abstrakten Abbild der realen Welt wird als Datenqualität bezeichnet
Abstraktes Abbildder realen W elt
DatenmodellAnwendungs-schema
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Qualitätsinformation ist Teil der Metadaten
Übergeordnete Elemente• Herkunft (lineage)• Gebrauch (usage)• Zweck (purpose)
Qualitätsangaben• Elemente• Unterelemente
Nach ISO 19114 (Quality Evaluation Procedures) werden die Informationen zur Datenqualität auch entsprechend des Metadatenmodells nach ISO 19115 (Metadaten) dokumentiert.
Quality report Quality report
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Fehlertypen
Objektklasse:Eigenschaften: Name: max. Tiefe: Fläche:
See
Steinsee12,6 m10,17 ha
Grunddaten
Fachdaten Wasserqualität: -
BinnenseeName Fläche maxTiefe IDSteisee 10,2 12,4 #1302
Umweltdaten für stehende GewässerID Wasserqualität Zeitpunkt#08093 23.01.1999#08095 24.01.1999
See_hat_SachdatenBinnensee Umwelt#1302 #08093#1302 #08094
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Objektive Kriterien zur Beurteilung der Qualität von Geodaten nach ISO 19113
Datenqualitätselemente Definition Datenqualitätsunterelemente
Vollständigkeit Präsenz oder Fehlen von Objekten, ihrer Attribute und Beziehungen
UntervollständigkeitÜbervollständigkeit
Logische Konsistenz Einhaltung von logischen Regeln der konzeptionellen, logischen und physikalischen Datenstruktur
Konsistenz auf konzeptioneller EbeneEinhaltung von WertebereichenFormatkonsistenzTopologische Konsistenz
Lagegenauigkeit Genauigkeit der Lage von Objekten Absolute GenauigkeitRelative GenauigkeitGenauigkeit von Gitter- und Rasterdaten
Zeitliche Genauigkeit Genauigkeit der Zeitangaben und der zeitlichen Beziehungen von Objekten
Genauigkeit einer ZeitmessungKonsistenz der ChronologieGültigkeit von Zeitangaben
Thematische Genauigkeit Genauigkeit von quantitativen Attributen und Richtigkeit von nicht-quantitativen Attributen und der Zuordnung von Objekten zu Objektklassen und Richtigkeit der Beziehungen
Richtigkeit der KlassifizierungRichtigkeit von nicht-quantitativen AttributenGenauigkeit von quantitativen Attributen
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ISO 19113 data quality elements and subelements
completenesscommissionomission
logical consistencyconceptual consistencydomain consistencyformat consistencytopological consistency
positional accuracyabsolute or external accuracyrelative or internal accuracygridded data position accuracy
temporal accuracyaccuracy of a time measurementtemporal consistencytemporal validity
thematic accuracyclassification correctnessnon-quantitative attribute correctnessquantitative attribute accuracy
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ISO 19115: Das Qualitätsmodell als Teil der Metadaten – UML-Diagramm
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QualitätsErmittlung und Dokumentation der Ergebnisse entsprechend ISO 19114
Zu untersuchender Datensatz
Auswahl des Qualitätsmaßes
Auswahl und Durchführung der Methode zur Qualitätsermittlung
Bestimmung der Ergebnisse
Auswahl des zutreffenden Qualitätelements, des Unterelements und des Bereiches
Qualitätsziele
Prüfung auf Konformität
Produkt Spezifikationoder NutzerAnforderungen
Dokumentation der (quantitativen) Ergebnisse
Dokumentation der Ergebnisse (Annahme/Ablehnung)
ISO 19131
ISO 19113
ISO 19138
ISO 19114
5 Stufen zur Ermittlung der Qualität von Geodaten
1
2
3
4
5
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Was soll geprüft werden?
digitales
Geo-Objekt
ErfassungsquelleReales Objekt
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Worauf beziehen sich Qualitätsinformationen?
• Datensatz• Alle Objekte einer Objektklasse• Einzelne Objekte• Alle Attributwerte eines Attributes• Einzelne Attributwerte• sonstiges
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Art der Qualitätsprüfung• Automatisch
• Logische Konsistenz• Meistens nur visuell möglich (z.B. durch Plot-
oder Feldvergleich)• Vollständigkeit• Lagegenauigkeit• Zeitliche Genauigkeit• Thematische Genauigkeit
Besonderheit bei Geo-Daten:keine redundante Erfassung
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Qualitätskontrollen
100% Stichproben
automatisch
visuell
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Qualitätsprüfung der in ISO 19113 festgelegten Datenqualitätselemente und Unterelemente
• Die Elemente und Unterelemente sind in ISO 19113 definiert• Für Qualitätsmaße wurde ein neues Projektteam eingerichtet, das Qualitätsmaße in ISO 19138 zusammenstellt• Die Prüfmethoden sind nicht Gegenstand der Normung
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Ziel von ISO 19138 data quality measures
• Festlegung der Struktur einer Registratur für Qualitätsmaße
• Bereitstellung eines ersten Satzes von Qualitätsmaßen
• Die Liste der Qualitätsmaße kann nach den Regularien der Registratur erweitert werden
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UML für Qualitätsmaße
<abstract>
data quality measure type
<abstract>data quality base measure type
<abstract>error count
<abstract>error rate ...
Data quality measure+ Name+ alternativeName [0..*]+ Definition+ Description: anyURI+ FieldOfApplication+ MeasureIdentifier
Parameter+ Name+ Definition+ Description: anyURI
Data quality element
Data quality subelement
1..*
1..*
1..*
0..*
Register itemproperties
First draft
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Wieso Normen für Datenqualität?
• Das Wissen über die Qualität von Geodaten ist wichtig für deren Anwendung
• Die Qualität muss objektiv beschrieben werden• Qualitätsinformation
• ist Teil der Metainformation • ist wichtig bei der Entscheidung über die
Verwendbarkeit von Geodaten• muss austauschbar sein• muss vergleichbar sein
Nur möglich mit standardisierten Beschreibungenvon Datenqualität