Gerhard Joos AGIS – GIS lab University of the Bundeswehr Munich [email protected] Geographic Information

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


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


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


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


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


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


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


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


ISO 19115: Das Qualitätsmodell als Teil der Metadaten – UML-Diagramm


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


Was soll geprüft werden?

digitales

Geo-Objekt

ErfassungsquelleReales Objekt


Worauf beziehen sich Qualitätsinformationen?

• Datensatz• Alle Objekte einer Objektklasse• Einzelne Objekte• Alle Attributwerte eines Attributes• Einzelne Attributwerte• sonstiges


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


Qualitätskontrollen

100% Stichproben

automatisch

visuell


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


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


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


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

Documents

Gerhard Joos AGIS – GIS lab University of the Bundeswehr Munich [email protected] Geographic Information