Ανάπτυξη Μοντέλου Εκτίμησης της Ποιότητας του Χάρτη

Transcript

1 Ανάπτυξη Μοντέλου Εκτίμησης της Ποιότητας του Χάρτη Ναταλία Μπλάνα 1, Λύσανδρος Τσούλος 2 (1) Υπ. Διδάκτορας, Αγρονόμος Τοπογράφος Μηχανικός Ε.Μ.Π. Εργαστήριο Χαρτογραφίας ΕΜΠ, Η. Πολυτεχνείου Ζωγράφου τηλ: Fax: , natal.blana@gmail.com (2) Kαθηγητής Ε.Μ.Π., Η. Πολυτεχνείου Ζωγράφου τηλ: Fax: , lysandro@central.ntua.gr Περίληψη Στη διαδικασία σύνθεσης του χάρτη δύο ενέργειες κρίνονται ως οι πλέον σημαντικές στη διαμόρφωση ενός αποτελέσματος που θα ικανοποιεί τις προδιαγραφές του παραγωγού και τις ανάγκες του χρήστη. Η χρήση χωρικών δεδομένων γνωστής ποιότητας, που θα διασφαλιστεί από έλεγχο σε προγενέστερο στάδιο και ο έλεγχος της ποιότητας των παραγόμενων δεδομένων σε όλες τις φάσεις της χαρτοσύνθεσης είναι απαραίτητη ώστε να προκύπτει σε κάθε περίπτωση ένα σύνολο με χαρτογραφικά αποδεκτή ποιότητα. Σημειώνεται ότι παρά την εγγενή σχέση που διαπιστώνεται μεταξύ της ποιότητας των χωρικών δεδομένων και της ποιότητας του χάρτη, γεγονός που οφείλεται στο ότι η σύνθεση του χάρτη υλοποιείται με τη σύνθεση συνόλων χωρικών δεδομένων, η εκτίμηση της ποιότητας των χωρικών δεδομένων δεν αποτελεί ένδειξη της ποιότητας του χάρτη. Αιτία αποτελούν οι μετασχηματισμοί που πραγματοποιούνται στα εισερχόμενα χωρικά δεδομένα σε κάθε φάση της χαρτοσύνθεσης. Στο πεδίο της παραγωγής χωρικών δεδομένων και ιδιαίτερα στο περιβάλλον ανάπτυξης υποδομών χωρικών δεδομένων, επιχειρείται ήδη η εκτίμηση της ποιότητας των δεδομένων. Αντίθετα, στην περίπτωση της παραγωγής χαρτών οι έλεγχοι που εκτελούνται και η συνακόλουθη εκτίμηση είναι εξαιρετικά περιορισμένοι. Η συγκεκριμένη έρευνα επικεντρώνεται στην ανάπτυξη μιας τυποποιημένης μεθοδολογίας για την εκτίμηση της ποιότητας των χαρτών. Λέξεις κλειδιά: ποιότητα, ποιότητα χάρτη, μοντέλο ποιότητας Abstract In map production, two factors are considered important in producing a map/chart according to the relevant specifications and the user s needs. The use of spatial data of known quality and the quality control of the derived data in every phase of map composition process is indispensable. It is assumed that input data quality has been already assessed in a previous stage of map compilation. Data quality control in every stage of map composition process secures that the derived data would always satisfy the minimum quality criteria. Although there is an inherent relationship between the input spatial data and the cartographic data it is pointed out that the quality level of the input spatial data can not be considered as an indication of map quality. This is due to the fact that map Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 381

2 composition is based on the compilation of spatial datasets which undergo a number of transformations in every phase of the map composition process. In the sector of spatial data production and especially in the framework of spatial data infrastructures, a constant effort in controlling spatial data quality is emerging. On the contrary, map quality control process in map production is limited. This paper elaborates on the issue of map quality assessment through the development of a suitable data quality model. 1. Τοποθέτηση του προβλήματος Στα πλαίσια των δραστηριοτήτων ανάπτυξης υποδομών χωρικής πληροφορίας διεθνώς, έχει ενταθεί η παραγωγή και η διάθεση χωρικών δεδομένων από τους αρμόδιους οργανισμούς. Αν και σε πρώιμο στάδιο, σε αρκετές περιπτώσεις οι οργανισμοί υιοθετούν διαδικασίες με τις οποίες ελέγχεται και πιστοποιείται η ποιότητα των δεδομένων, είτε με τη χρήση προδιαγραφών που έχουν αναπτυχθεί στα πλαίσια της εσωτερικής λειτουργίας τους είτε βάσει εθνικών ή διεθνών προτύπων (π.χ. ISO spatial data quality standards , 19114, 19115, 19138, NATO STANAG, INSPIRE Data Specifications κ.α.). Ό- πως προκύπτει από έρευνα για τις απαιτήσεις των χρηστών που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος ESDIN (2009) και από τις αναφορές των κρατών για την περίοδο στη Διεθνή Ένωση Χαρτογραφίας, αρκετοί οργανισμοί εφαρμόζουν συστήματα διαχείρισης της ποιότητας χωρικών δεδομένων βάσει του ISO 9001/2008. Η πιο ολοκληρωμένη εργασία που έχει δημοσιευθεί επίσημα έως σήμερα στο πεδίο της ποιότητας των χωρικών δεδομένων, προέρχεται από την ερευνητική ομάδα του προγράμματος ESDIN που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της ανάπτυξης της Ευρωπαϊκής υποδομής χωρικών δεδομένων INSPIRE. Παράλληλα με την αύξηση της παραγωγής και της διαθεσιμότητας των χωρικών δεδομένων διευκολύνθηκε και ενισχύθηκε η έκδοση χαρτών (εντύπων ή ψηφιακών) από τους αντίστοιχους εθνικούς οργανισμούς χαρτογραφίας, από εκδοτικούς οίκους ή από άλλους ανεξάρτητους παρόχους. Σε αντίθεση με τις προσπάθειες εφαρμογής διαδικασιών εκτίμησης της ποιότητας των χωρικών δεδομένων, δεν υπάρχουν επίσημες δημοσιεύσεις για την ανάπτυξη αντίστοιχων μεθόδων αξιολόγησης της ποιότητας των χαρτών. Αν και έχει αναπτυχθεί έντονος προβληματισμός ως προς τον εντοπισμό και την εκτίμηση του σφάλματος που υπεισέρχεται στις διάφορες φάσεις της σύνθεσης και παραγωγής του χαρτογραφικού προϊόντος, ήδη από τη δεκαετία του 1980 και ιδιαίτερα με την εξέλιξη των συστημάτων γεωγραφικών πληροφοριών, δεν υφίστανται διεθνή πρότυπα για την ποιότητα των χαρτών. Οι περισσότερες περιπτώσεις προδιαγραφών για την ποιότητα των χαρτών αφορούν την οριζοντιογραφική ακρίβειά τους και τις τοπολογικές σχέσεις (π.χ. EuroGlobalMap Specifications, EuroRegionalMap Specifications, Australian Map and Spatial Data Horizontal Accuracy Standard, κ.α.). Επίσης έχουν δημοσιευθεί έρευνες οι οποίες πραγματεύονται την εκτίμηση της ποιότητας των παραγόμενων δεδομένων στα διάφορα στάδια της χαρτοσύνθεσης και κυρίως σε αυτό της γενίκευσης (Skopeliti, Tsoulos, 2001, Ruas, 2001, Bard, 2004, Cheng, Li, 2006, Frank, Ester, 2006, Mackaness, Ruas, 2007, Stoter et al., 2009), αλλά δεν έχει παρουσιαστεί ένα ολοκληρωμένο μοντέλο εκτίμησης της ποιότητας για το σύνολο των φάσεων της χαρτοσύνθεσης ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χαρτογραφία & Χωρική Πληροφορία στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, 10-12/10/12

3 Το ζήτημα της ποιότητας των χαρτών εμφανίζεται έντονο εξαιτίας κυρίως της αδυναμίας εκτίμησης της καταλληλότητάς τους για συγκεκριμένη χρήση. Όπως και στην περίπτωση των χωρικών δεδομένων, ως μόνη ένδειξη για την επάρκεια ενός χάρτη για συγκεκριμένη χρήση θεωρείται η ποιότητα. Διακρίνονται τρεις συνιστώσες της ποιότητας ενός χάρτη: α) Γεωμετρική ποιότητα: αφορά την εκτίμηση του βαθμού συμμόρφωσης των απόλυτων ή σχετικών θέσεων των οντοτήτων που απεικονίζονται στο χάρτη καθώς και της γεωμετρίας τους, στα όρια που τίθενται στις προδιαγραφές. β) Θεματική ποιότητα: αφορά την εκτίμηση της ορθής κατηγοριοποίησης των οντοτήτων με βάση τα θεματικά χαρακτηριστικά τους και του βαθμού συμμόρφωσης των τιμών των θεματικών των οντοτήτων με τις αντίστοιχες που προβλέπονται στις προδιαγραφές. γ) Αισθητική/γραφική ποιότητα: αφορά την εκτίμηση της ποιότητας της γραφικής απόδοσης του χάρτη ο οποίος θεωρείται ως μέσο επικοινωνίας και διαμορφώνει το μοντέλο της περιοχής που απεικονίζεται και της αντίστοιχης πληροφορίας. Από τις τρεις παραπάνω συνιστώσες της ποιότητας, για τις δύο πρώτες (γεωμετρική και θεματική ποιότητα) κρίνεται εφικτή η εκτίμησή τους και η ποσοτική έκφρασή τους. Όπως αναφέρθηκε δύο παράγοντες επηρεάζουν άμεσα την ποιότητα ενός χάρτη: α) η ποιότητα των αρχικών χωρικών δεδομένων που εισάγονται στη διαδικασία της σύνθεσης β) οι μετασχηματισμοί που υπεισέρχονται στη διαδικασία της χαρτοσύνθεσης. Οι μετασχηματισμοί αυτοί επηρεάζουν σημαντικά τα χαρτογραφικά στοιχεία. Αν και τα αποτελέσματα των διαφόρων μετασχηματισμών της χαρτοσύνθεσης έχουν περιγραφεί στη βιβλιογραφία, παρόλα αυτά δεν είναι εφικτή η εξαγωγή αποτελεσμάτων για την εκτίμηση της ποιότητας των παραγόμενων χαρτών. Θεωρώντας ότι από προγενέστερους ελέγχους ποιότητας έχουν επιλεγεί χωρικά δεδομένα αποδεκτής ποιότητας για χρήση στη σύνθεση του χάρτη, η έρευνα για την εκτίμηση της ποιότητάς του επικεντρώνεται στους μετασχηματισμούς που υφίστανται τα δεδομένα στις διάφορες φάσεις της χαρτοσύνθεσης. Στη συνέχεια προτείνεται μία μεθοδολογία η οποία πραγματεύεται το ζήτημα της εκτίμησης της ποιότητας των χαρτών ελέγχοντας τις μεταβολές των και των σχέσεων των χαρτογραφικών δεδομένων στο σύνολο των φάσεων της χαρτοσύνθεσης. 2. Μεθοδολογία Η προτεινόμενη μεθοδολογία επιχειρεί την τυποποίηση των ελέγχων εκτίμησης της ποιότητας του χάρτη και περιλαμβάνει το σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός μοντέλου ποιότητας βάσει του οποίου θα εκτιμάται η ποιότητα του χάρτη μέσω της αξιολόγησης της ποιότητας των δεδομένων, σε κάθε φάση της χαρτοσύνθεσης. Το αποτέλεσμα που επιδιώκεται με την εφαρμογή της μεθοδολογίας που διατυπώνεται στη συνέχεια, είναι η χρήση ποσοτικών παραμέτρων για την απόδοση των αποτελεσμάτων της εκτίμησης της ποιότητας του χάρτη. Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 383

4 2.1. Εννοιολογικό πλαίσιο ανάπτυξης της μεθοδολογίας Για την ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας αξιολόγησης των χαρτών κρίνονται απαραίτητα: α) η οργάνωση του περιβάλλοντος που αυτή θα εφαρμοστεί, β) η διαμόρφωση ενός μοντέλου/πλαισίου που θα προσδιορίζει τα εργαλεία για την εκτίμηση της ποιότητας και θα παρέχει τη βάση για την καταγραφή των αποτελεσμάτων και τον τρόπο σύνθεσης αυτών, ώστε να προκύπτει μία συνολική εκτίμηση της ποιότητας. Με τον όρο εργαλεία, νοούνται τα στοιχεία περιγραφής της ποιότητας και τα αντίστοιχα μέτρα για την ποσοτικοποίησή της. Η υλοποίηση του μοντέλου ποιότητας ολοκληρώνεται με την υιοθέτηση ενός συνόλου παραδοχών/συμβάσεων Περιβάλλον εφαρμογής του μοντέλου ποιότητας Ο έλεγχος της ποιότητας των χαρτών θεωρείται ότι εκτελείται ως μια από τις διαδικασίες που αναπτύσσονται στο πλαίσιο ενός συστήματος διαχείρισης της ποιότητας σε μια γραμμή παραγωγής, σύμφωνα με το πρότυπο ISO 9001/2008. Αντίστοιχα, αντιμετωπίζεται ως διαδικασία της γραμμής παραγωγής και η σύνθεση του χάρτη που διεξάγεται σε ψηφιακό περιβάλλον και η οποία επιμερίζεται σε στάδια/διαδικασίες. Η σύνταξη του χάρτη ολοκληρώνεται με μια σειρά μετασχηματισμών των δεδομένων του, σε κάθε επιμέρους φάση. Σύμφωνα επομένως με το σύστημα διαχείρισης της ποιότητας της γραμμής παραγωγής, επιβάλλεται η πραγματοποίηση της αξιολόγησης της ποιότητας των παραγόμενων δεδομένων στο πέρας κάθε φάσης της χαρτοσύνθεσης, ώστε σε κάθε περίπτωση να προκύπτουν δεδομένα χαρτογραφικά αποδεκτής ποιότητας. Διαφορετικά δε θα είχε νόημα η συνέχιση της διαδικασίας της σύνθεσης. Με τον τρόπο αυτό διασφαλίζεται ότι τα δεδομένα εισαγωγής σε κάθε φάση θα μετασχηματιστούν με τον αναμενόμενο τρόπο και το σύνολο των δεδομένων στο πέρας όλων των διαδικασιών θα έχει διατηρήσει τελικά μια χαρτογραφικά αποδεκτή ποιότητα. Η παραπάνω προσέγγιση για την εκτίμηση της ποιότητας μέσω των διαδικασιών της σύνθεσης του χάρτη σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, υιοθετείται γιατί διευκολύνει την τυποποίηση των διαδικασιών της σύνθεσης, η οποία κρίνεται απαραίτητη στην κατασκευή του μοντέλου ποιότητας. Η σύνθεση ενός χάρτη διακρίνεται από πολυπλοκότητα εξαιτίας της εκτέλεσης μεγάλου αριθμού αλγορίθμων μετασχηματισμού και της δυνατότητας εφαρμογής διαφορετικών μεθόδων για την εκτέλεση της ίδιας εργασίας. Η κατάσταση αυτή έχει ως αποτέλεσμα τα σύνολα των χωρικών δεδομένων να τροποποιούνται διαφορετικά, με συνέπεια την απόδοση δεδομένων που προέρχονται από την ίδια βάση, σε διαφορετικές εκδοχές, διαφορετικής ποιότητας. Το γεγονός ότι ο έλεγχος της ποιότητας θα εκτελείται στο πέρας κάθε διαδικασίας μετασχηματισμού είναι πιθανόν να οδηγήσει στην υιοθέτηση αντίστοιχα πολύπλοκων τεχνικών αξιολόγησης και τελικά στη διαμόρφωση ενός εξαιρετικά σύνθετου μοντέλου και μη εφαρμόσιμου. Για την αποφυγή αυτού του ενδεχόμενου εκτιμάται ότι η τυποποίηση της σειράς των ενεργειών που εκτελούνται στα πλαίσια της χαρτοσύνθεσης διευκολύνει την αναγνώριση και τον εντοπισμό των σφαλμάτων που υπεισέρχονται στη διαδικασία και τη συσχέτισή τους με τα περιγραφικά χαρακτηριστικά της ποιότητας ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χαρτογραφία & Χωρική Πληροφορία στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, 10-12/10/12

5 2.2. Λογικό πλαίσιο ανάπτυξης της μεθοδολογίας α. Επιλογή των εργαλείων (στοιχείων περιγραφής και μέτρων εκτίμησης της ποιότητας) Για την περιγραφή και την εκτίμηση της ποιότητας του τελικού χαρτογραφικού προϊόντος επιλέχθηκαν τα διεθνή πρότυπα ISO της σειράς τα οποία αναφέρονται στην ποιότητα των χωρικών δεδομένων. Η συγκεκριμένη επιλογή στηρίχθηκε στο γεγονός ότι η διαδικασία της σύνταξης του χάρτη υλοποιείται σε ψηφιακό περιβάλλον με τη σύνθεση κατάλληλα μετασχηματισμένων συνόλων χωρικών δεδομένων. Επιπρόσθετα, υιοθετήθηκε η παραδοχή ότι τα χαρτογραφικά δεδομένα που χρησιμοποιούνται στη σύνθεση ενός χάρτη εμφανίζουν τα ίδια εγγενή χαρακτηριστικά με τα χωρικά δεδομένα, θεωρώντας ότι η χαρτογραφική βάση δεδομένων προέρχεται από τη βάση χωρικών δεδομένων. Τα παραπάνω πρότυπα κρίνεται ότι παρέχουν ένα γενικό πλαίσιο για την τυποποίηση των διαδικασιών εκτίμησης της ποιότητας των προϊόντων της χαρτοσύνθεσης και των συστατικών μερών της, αφού τροποποιηθούν και συμπληρωθούν κατάλληλα. Συγκεκριμένα, για την περιγραφή της ποιότητας των χαρτών θα χρησιμοποιηθούν τα στοιχεία και επιμέρους στοιχεία ποιότητας που αναφέρονται στο πρότυπο ISO και ως μέτρα προσδιορισμού αυτής, τα μέτρα που περιλαμβάνονται στο πρότυπο ISO β. Διαμόρφωση του πλαισίου για την εφαρμογή των διεθνών προτύπων ISO Ως οδηγός για τη σχεδίαση του μοντέλου ποιότητας επιλέγεται η τυποποίηση για την εκτίμηση της ποιότητας των χωρικών δεδομένων που αναπτύχθηκε στα πλαίσια του προγράμματος ανάπτυξης της Ευρωπαϊκής υποδομής χωρικών δεδομένων - INSPIRE και του ερευνητικού προγράμματος ESDIN. Στο συγκεκριμένο μοντέλο προτείνεται μία απλή μορφή καταγραφής των αποτελεσμάτων των μετρήσεων ποιότητας, σε συνδυασμό με τα στοιχεία ποιότητας και τα αντίστοιχα μέτρα που εφαρμόζονται για κάθε στοιχείο ποιότητας, σε κάθε σύνολο χωρικών δεδομένων. Επισημαίνεται ότι στο προτεινόμενο μοντέλο εκτίμησης ποιότητας των χαρτών ερευνάται η δυνατότητα κατάταξης των αποτελεσμάτων σε μια αριθμητική κλίμακα ώστε να γίνονται άμεσα κατανοητά από το μέσο χρήστη. Η εκτίμηση της ποιότητας στο νέο μοντέλο, θα βασιστεί στη σύγκριση των αποτελεσμάτων μετρήσεων ποιότητας με τα προβλεπόμενα επίπεδα συμμόρφωσης στις προδιαγραφές ποιότητας του χάρτη. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων προκύπτουν από τη συσχέτιση των αρχικών συνόλων δεδομένων (δεδομένα αναφοράς) με τα παράγωγα δεδομένα, σε κάθε φάση της χαρτοσύνθεσης. Εάν δεν υφίστανται προδιαγραφές ποιότητας ή αυτές είναι ελλιπείς, θα χρησιμοποιηθούν ερευνητικές εργασίες για τον προσδιορισμό των επιπέδων συμμόρφωσης. Σε ό,τι αφορά στα αρχικά δεδομένα/δεδομένα αναφοράς, που θα χρησιμοποιηθούν στις μετρήσεις ποιότητας, σημειώνονται δύο παραδοχές που υιοθετούνται για τη μείωση των παραμέτρων που επηρεάζουν την ποιότητα και την διευκόλυνση των εργασιών: ι) τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται στη σύνταξη ενός χάρτη προέρχονται από μία βάση χωρικών ή χαρτογραφικών δεδομένων, ιι) τα αρχικά δεδομένα (χωρικά ή χαρτογραφικά) θεωρούνται γνωστής και αποδεκτής ποιότητας Αναλυτική προσέγγιση της προτεινόμενης μεθοδολογίας Στη συνέχεια περιγράφονται συνοπτικά οι σημαντικότερες ενέργειες που πραγματοποιούνται κατά την εκτίμηση της ποιότητας ενός χάρτη. Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 385

6 α. Προσδιορισμός και ανάλυση των φάσεων της χαρτοσύνθεσης Όπως αναφέρθηκε κρίνεται σημαντική η τυποποίηση των διαδικασιών της σύνθεσης του χάρτη. Η συγκεκριμένη ενέργεια επιτυγχάνεται με τον προσδιορισμό και τη διευκρίνιση του περιεχομένου των μετασχηματισμών της σύνθεσης και των αντίστοιχων επεμβάσεων στα δεδομένα που προβλέπονται σε κάθε έναν από αυτούς, σύμφωνα με τη βιβλιογραφία και τη διεθνή πρακτική. Διακρίνονται τέσσερις κύριες διαδικασίες: α) απεικόνιση β) γενίκευση γ) συμβολισμός δ) απόδοση της ονοματολογίας. β. Προσδιορισμός των στοιχείων και των χαρακτηριστικών της βάσης χαρτογραφικών δεδομένων και του χάρτη που επηρεάζονται από κάθε μετασχηματισμό Αποσκοπώντας στην περιγραφή της ποιότητας με τη χρήση του προτύπου ISO 19113, κρίνεται απαραίτητος σε προκαταρκτικό στάδιο, ο προσδιορισμός και η ανάλυση των στοιχείων και χαρακτηριστικών του χάρτη που τροποποιούνται από κάθε μετασχηματισμό. Συγκεκριμένα, οι έλεγχοι ποιότητας θα αφορούν τα εξής: τις οντότητες (features), τις θεματικές και γεωμετρικές ιδιότητές τους (attributes). Ως θεματικές ιδιότητες μιας οντότητας θεωρούνται τα περιγραφικά χαρακτηριστικά της και ως γεωμετρικές ιδιότητες ορίζονται κατά τους [Steiniger, Weibel, 2007] το μέγεθος, η θέση, το σχήμα, ο προσανατολισμός. τις μεταξύ τους χωρικές και θεματικές σχέσεις (spatial and thematic relationships). Κατά τον [Van Smaalen, 2003] οι σχέσεις των αντικειμένων (inter-object relationships), διακρίνονται: α) σε θεματικές σχέσεις, σχέσεις ομοιότητας (similarity relationships) και σχέσεις λειτουργικότητας (functional relationships) και β) σε χωρικές σχέσεις, τοπολογικές (topological) και γεωμετρικές (geometric). Θεματικές σχέσεις: Σχέσεις ομοιότητας: προκύπτουν ως αποτέλεσμα των κοινών θεματικών των αντικειμένων ή της κατάταξής τους στην ίδια κατηγορία, [Van Smaalen, 2003]. Σχέσεις λειτουργικότητας: εμφανίζονται όταν ένα νέο αντικείμενο προκύπτει εξαιτίας των αμοιβαίων σχέσεων λειτουργίας αλλά όχι ομοιότητας μεταξύ των αντικειμένων του, [Van Smaalen, 2003]. Χωρικές σχέσεις: Τοπολογικές σχέσεις: θεωρούνται οι σχέσεις σύνδεσης, γειτνίασης και περίληψης [Yaolin, et al., 2001] μεταξύ των αντικειμένων και περιγράφονται από ένα τοπολογικό μοντέλο όπως το μοντέλο των εννέα τομών [Egenhofer, Herring, 1991]. Γεωμετρικές σχέσεις: αφορούν τη σύγκριση των αντικειμένων με κριτήριο τις γεωμετρικές τους ιδιότητες. Οι [Yaolin, et al., 2001] και [Steiniger, Weibel, 2007] περιλαμβάνουν στις χωρικές σχέσεις και τις σχέσεις εγγύτητας (proximity relations) ή σχέσεις απόστασης (distance relations). Παράλληλα με την παραπάνω ενέργεια, θα πρέπει να αποφασισθεί και το επίπεδο ε- φαρμογής των στοιχείων ποιότητας. Συγκεκριμένα, θα εξεταστεί σε ποιες περιπτώσεις ελέγχεται η μεταβολή της ποιότητας σε επίπεδο οντότητας και σε ποιες σε επίπεδο συνό ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χαρτογραφία & Χωρική Πληροφορία στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, 10-12/10/12

7 λου δεδομένων. Ο συγκεκριμένος έλεγχος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά των διαφόρων επεμβάσεων. Επεμβάσεις όπως αυτή της μετατροπής της απεικόνισης ή της γενίκευσης μοντέλου επηρεάζουν το σύνολο της βάσης δεδομένων ενώ αντίθετα στη χαρτογραφική γενίκευση οι επεμβάσεις είναι πιθανόν να έχουν τοπική επίπτωση, τροποποιώντας τα χαρακτηριστικά μιας οντότητας. γ. Προσδιορισμός των στοιχείων ποιότητας που επηρεάζονται σε κάθε φάση της χαρτοσύνθεσης Για κάθε φάση της σύνθεσης του χάρτη, θα προσδιορισθούν τα στοιχεία και τα επιμέρους στοιχεία ποιότητας του προτύπου ISO που επηρεάζονται από κάθε μετασχηματισμό των δεδομένων. Οι επιπτώσεις από τους μετασχηματισμούς των δεδομένων α- φορούν διαφορετικά στοιχεία ποιότητας. Για τη λειτουργία του μοντέλου, είναι απαραίτητος ο εντοπισμός και η μέτρηση τουλάχιστον ενός στοιχείου, σε κάθε φάση. Η αναγνώριση των στοιχείων περιγραφής της ποιότητας που είναι εφαρμόσιμα, στην κάθε περίπτωση μετασχηματισμού, προκύπτει μέσω του εντοπισμού των τροποποιήσεων που υ- φίστανται τα δεδομένα και των σφαλμάτων που υπεισέρχονται στη διαδικασία. Η βασική ιδέα είναι η συσχέτιση των διαφόρων επεμβάσεων με τα στοιχεία ποιότητας που προβλέπονται στο πρότυπο ISO 19113, ώστε να είναι εφικτή η σύνδεση του αποτελέσματος της εκτίμησης της ποιότητας με τις συνιστώσες της κάθε διαδικασίας. Στο σημείο αυτό θα καταστεί εμφανής και η επάρκεια των στοιχείων και υποστοιχείων του προτύπου ISO για την περιγραφή της ποιότητας κάθε μετασχηματισμού ή θα προκύψει η ανάγκη της δημιουργίας νέων στοιχείων. δ. Προσδιορισμός των επιπέδων συμμόρφωσης Οι τιμές των επιπέδων συμμόρφωσης με τα οποία θα συγκριθούν τα αποτελέσματα των μετρήσεων ποιότητας καθορίζονται θεωρητικά στις προδιαγραφές του χάρτη. Επειδή στην πράξη οι προδιαγραφές συνήθως είναι ελλιπείς θα χρειαστεί να προσδιοριστούν α- ναλυτικά τα αντίστοιχα επίπεδα συμμόρφωσης, για κάθε στοιχείο ποιότητας. Οι τιμές των ορίων συμμόρφωσης θα οριστούν με τη χρήση των διαφόρων μεθόδων και μετρήσεων που προτείνονται σε ερευνητικές εργασίες. Σημειώνεται ότι, στο πλαίσιο της κατασκευής του μοντέλου χαρτογραφικής ποιότητας δεν θα μελετηθεί η επιλογή των βέλτιστων μεθόδων για τον καθορισμό των επιπέδων συμμόρφωσης γιατί ενδιαφέρει μόνο η διερεύνηση του τρόπου επιλογής των κατάλληλων μέτρων ώστε από τις μετρήσεις ποιότητας να προκύψουν αποτελέσματα συγκρίσιμα με τις τιμές των επιπέδων συμμόρφωσης. ε. Ποσοτικοποίηση της μεταβολής της ποιότητας των χαρτογραφικών στοιχείων και συνεκτίμηση των αποτελεσμάτων. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, στο πέρας κάθε φάσης της σύνθεσης θα εκτιμηθεί η μεταβολή της ποιότητας με τη συσχέτιση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων με τα προβλεπόμενα επίπεδα συμμόρφωσης. Οι μετρήσεις για το σύνολο των στοιχείων ποιότητας θα εφαρμόζονται στο σύνολο των χαρτογραφικών δεδομένων και δεν θα πραγματοποιηθούν δειγματοληπτικοί έλεγχοι, όπως στην περίπτωση της εκτίμησης της ποιότητας των χωρικών δεδομένων. Η μεταβολή της ποιότητας θα εκφρασθεί ποσοτικά. Παράλληλα, θα πρέπει να εκφρασθεί και ο βαθμός συνεισφοράς των χαρτογραφικών στοιχείων στη διαμόρφωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών του χάρτη. Τα μετασχηματισμένα χαρτογραφικά στοιχεία, σε σχέση με τη θεματική κατηγορία του χάρτη, επηρεάζουν διαφορετικά την Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 387

8 ποιότητά του. Ο βαθμός συνεισφοράς της κάθε κατηγορίας οντοτήτων στην ποιότητα του χάρτη θα υπεισέρχεται στο μοντέλο χαρτογραφικής ποιότητας με την έννοια του βάρους. Η τελική εκτίμηση της ποιότητας του χάρτη θα προκύψει με τη συνεκτίμηση των επιμέρους ενδείξεων ποιότητας κάθε φάσης της χαρτοσύνθεσης. Το αποτέλεσμα θα εκφράζεται αριθμητικά και θα κατατάσσεται σε κλίμακα στην οποία είναι δυνατόν να αντιστοιχούν βαθμίδες ποιότητας εκφρασμένες περιγραφικά. 3. Η φάση της γενίκευσης μοντέλου Η πρώτη απόπειρα εφαρμογής των αρχικών σταδίων της προτεινόμενης μεθοδολογίας, πραγματοποιήθηκε για τη φάση της γενίκευσης μοντέλου. Συγκεκριμένα, επιχειρήθηκε η τυποποίηση της διαδικασίας με τη χρήση των ορισμών κατά [Regnault, McMaster, 2007] και η συσχέτιση των στοιχείων ποιότητας του προτύπου ISO με τις αντίστοιχες επεμβάσεις της γενίκευσης μοντέλου. Σύμφωνα με τους [Regnault, McMaster, 2007], η γενίκευση μοντέλου αποτελεί γενίκευση του σχήματος/μοντέλου των δεδομένων (data schema), ευθύνεται για τη μετατροπή των κατηγοριών των αντικειμένων και την τροποποίηση των περιγραφικών χαρακτηριστικών τους και θεωρείται σύνθεση των διαδικασιών αφαίρεσης πληροφορίας (information abstraction), όπως αυτές περιγράφονται από τον [Nyerges, 1991]. Οι επεμβάσεις που οι [Regnault, McMaster, 2007] προτείνουν για την πραγματοποίηση των διαδικασιών αφαίρεσης, εφαρμόζονται: σε επίπεδο μοντέλου δεδομένων (schema level) με στόχο τον μετασχηματισμό του τρόπου οργάνωσης των δεδομένων του αρχικού σχήματος σε επίπεδο αντικειμένου (instance level) για τη μετατροπή των αντικειμένων με σκοπό την προσαρμογή τους στο νέο μοντέλο βάσης. Οι έλεγχοι της ποιότητας θα πρέπει να πραγματοποιηθούν στο πέρας κάθε επέμβασης, όπως αυτή ορίζεται κατά τους [Regnault, McMaster, 2007], σε δύο επίπεδα (μοντέλου και αντικειμένου). Οι έλεγχοι της ποιότητας θα αφορούν: τις οντότητες (features), τις ιδιότητές τους (attributes) και τις μεταξύ τους σχέσεις (relationships). Στη συνέχεια παρατίθεται το σύνολο των παραδοχών που υιοθετούνται για την πραγματοποίηση των ελέγχων ποιότητας: α. Οι έλεγχοι θα πραγματοποιηθούν με βάση τη σύγκριση των στοιχείων και των χαρακτηριστικών της νέας βάσης (αντικείμενα, ιδιότητες) με τα αντίστοιχα της αρχικής (πριν τη γενίκευση) β. Οι έλεγχοι θα εφαρμοστούν: o στα στοιχεία και τα χαρακτηριστικά που παραμένουν στη νέα βάση ή o στα νέα στοιχεία και χαρακτηριστικά που προκύπτουν λόγω των επεμβάσεων (περιπτώσεις άθροισης και συγχώνευσης ) γ. Έλεγχοι δεν θα πραγματοποιηθούν για τον εντοπισμό στοιχείων και χαρακτηριστικών της αρχικής βάσης που θα έπρεπε να συμμετέχουν στις επεμβάσεις τις γενίκευσης, χωρίς τελικά αυτό να συμβεί Οι επεμβάσεις της γενίκευσης μοντέλου και τα αντίστοιχα εφαρμόσιμα στοιχεία ποιότητας Σημειώνεται ότι, οι επεμβάσεις που αναφέρονται στη συνέχεια δεν εφαρμόζονται α- παραίτητα σε κάθε περίπτωση γενίκευσης μιας χαρτογραφικής βάσης. Ο συσχετισμός ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χαρτογραφία & Χωρική Πληροφορία στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, 10-12/10/12

9 μεταξύ των στοιχείων ποιότητας και των επεμβάσεων θα πραγματοποιηθεί μόνο για την περίπτωση των επεμβάσεων σε επίπεδο μοντέλου γιατί οι επεμβάσεις σε επίπεδο αντικειμένου προκύπτουν εξαιτίας των πρώτων. Στον πίνακα που ακολουθεί παρατίθενται οι επεμβάσεις της γενίκευσης μοντέλου σε σχέση με τα στοιχεία ποιότητας του προτύπου ISO Τα στοιχεία ποιότητας που δεν επηρεάζονται από τη διαδικασία, δεν περιλαμβάνονται στον πίνακα. Συμπληρωματικά αναφέρεται ότι στο επόμενο στάδιο της έρευνας (που δεν έχει ολοκληρωθεί), ο παρακάτω πίνακας θα συμπληρωθεί με τα απαραίτητα μέτρα ποιότητας που αναφέρονται στο πρότυπο ISO 19138, για κάθε στοιχείο ποιότητας και παράλληλα θα προσδιοριστούν τα αντίστοιχα όρια συμμόρφωσης. Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 389

10 ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΓΕΝΙΚΕΥΣΗΣ (ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΟΝΤΕΛΟΥ) ΠΛΗΡΟΤΗΤΑ ΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΒΑΣΕΙ ΤΟΥ ISO ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΠΛΕΟΝΑΣΜΑ ΠΑΡΑΛΕΙΨΗ ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΕΥΡΟΥΣ ΠΕΔΙΟΥ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΜΟΡΦΗΣ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ Έλεγχοι που πραγματοποιούνται στη νέα βάση και αφορούν τα αντικείμενα, τις ιδιότητές τους και τις μεταξύ τους σχέσεις Απλοποίηση κατηγορίας Η ορθότητα της ένταξης των αντικ/νων στην ανώτερη κατηγορία Η παραβίαση του εννοιολογικού σχήματος, αν προκύψει πλεόνασμα αντικ/νων Η συμβατότητα της μορφής αποθήκευσης των αντικ/νων και των Η ορθότητα της απόδοσης των υποκατηγοριών στα αντικ/να κάθε κατηγορίας Κατάργηση κατηγορίας Η ορθότητα της κατάργησης της κατηγορίας Η παραβίαση του εννοιολογικού σχήματος Σύνθεση κατηγοριών Η ορθότητα της άθροισης των αντικειμένων Η απουσία από το σύνθετο αντικείμενο των κοινών Η παραβίαση του εννοιολογικού σχήματος, αν προκύψει πλεόνασμα αντικ/νων Το εύρος τιμών των Η συμβατότητα της μορφής αποθήκευσης των αντικ/νων και των ΜΗ ΠΟΣΟΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ Οι τιμές των Οι τιμές των ΠΟΣΟΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ Οι τιμές των Οι τιμές των ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χαρτογραφία & Χωρική Πληροφορία στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, 10-12/10/12

11 ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΓΕΝΙΚΕΥΣΗΣ (ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΟΝΤΕΛΟΥ) ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΒΑΣΕΙ ΤΟΥ ISO ΠΛΗΡΟΤΗΤΑ ΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΠΛΕΟΝΑΣΜΑ ΠΑΡΑΛΕΙΨΗ ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΕΥΡΟΥΣ ΠΕΔΙΟΥ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΜΟΡΦΗΣ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ Έλεγχοι που πραγματοποιούνται στη νέα βάση και αφορούν τα αντικείμενα, τις ιδιότητές τους και τις μεταξύ τους σχέσεις Κατάργηση Ιδιοτήτων Η ορθότητα της κατάργησης της ιδιότητας Η παραβίαση του εννοιολογικού σχήματος, αν προκύψει παράλειψη Άθροιση Η ορθή ταξινόμηση των αντικειμένων Το εύρος τιμών της σύνθετης ιδιότητας Η συμβατότητα της μορφής αποθήκευσης των Τροποποίηση του σκοπού της κατηγορίας Η ορθότητα της ένταξης των αντικ/νων Η συμβατότητα της μορφής αποθήκευσης των αντικ/νων ΜΗ ΠΟΣΟΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ Οι τιμές των ΠΟΣΟΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ Οι τιμές των Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 391

12 4. Συμπεράσματα Τα συμπεράσματα αφορούν την ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας εκτίμησης της ποιότητας του χάρτη όταν αυτή εφαρμόζεται κατά τη διαδικασία της σύνθεσής του. Η τυποποίηση των φάσεων της χαρτοσύνθεσης και η ανάλυση των επεμβάσεων στα δεδομένα σε κάθε μία από αυτές, διευκολύνει την αναγνώριση και τον προσδιορισμό των μετασχηματισμών που υπεισέρχονται στα δεδομένα. Παράλληλα, καθίσταται εφικτός ο προσδιορισμός των χαρτογραφικών στοιχείων (γεωμετρικών ή θεματικών και σχέσεων) που επηρεάζονται από τις επεμβάσεις της κάθε φάσης. Αποτέλεσμα των παραπάνω αποτελεί: α) Ο περιορισμός των ελέγχων ποιότητας στους απολύτως απαραίτητους, αφού είναι γνωστά τα χαρακτηριστικά των επεμβάσεων που πραγματοποιούνται και το είδος των χαρτογραφικών στοιχείων που μετασχηματίζονται. β) Η αποφυγή εφαρμογής συγκεκριμένων αλγορίθμων των επεμβάσεων, όταν προβλέπονται περιορισμοί ως προς την αλλοίωση ειδικών χαρακτηριστικών των χαρτογραφικών στοιχείων. Σημειώνεται επιπλέον ότι η ποσοτικοποίηση της ποιότητας ως αποτέλεσμα της πραγματοποίησης μετρήσεων στα παράγωγα δεδομένα, διευκολύνει τον υπολογισμό του βαθμού μεταβολής της μετά από κάθε επέμβαση. Συσχετίζοντας τα αποτελέσματα του κάθε μετασχηματισμού με τη μεταβολή της ποιότητας είναι δυνατός ο προσδιορισμός της σχέσης μεταξύ των παραμέτρων του κάθε μετασχηματισμού με τη μεταβολή της. Η συγκεκριμένη γνώση αναμένεται να συνεισφέρει στον καθορισμό των μεταβλητών των εκτελούμενων αλγορίθμων, ώστε με την εφαρμογή τους να προκύψουν τα προβλεπόμενα από τις προδιαγραφές αποτελέσματα. Τέλος, αναφέρεται ότι ο προσδιορισμός του βαθμού μεταβολής της ποιότητας στο πέρας των επεμβάσεων της κάθε φάσης της χαρτοσύνθεσης αποτελεί εργαλείο για τον προσδιορισμό του τρόπου διαφοροποίησής της μεταξύ των φάσεων. Με τον τρόπο αυτό προκύπτει μία ένδειξη του βαθμού επίπτωσης στα δεδομένα, των επεμβάσεων σε κάθε φάσης της χαρτοσύνθεσης. Bιβλιογραφία Bard S., 2004, Quality Assessment of Cartographic Generalisation. Transactions in GIS v.8 n.1, p Beare M., Henriksson R., Jakobsson A., Marttinen J., Onstein E., Tsoulos L., Williams F., Mäkelä J., De Meulenaer L., Persson I., Kavadas I., 2009, ESDI Quality Final Report Part A - Deliverable number D8.4. ESDIN WP8 deliverables < Cheng T., Li Z., 2006, Toward Quantitative Measures for the Semantic Quality of Polygon Generalization. Cartographica: The International Journal for Geographic Information and Geovisualization, v.4, n.2, p Egenhofer M., Herring J., 1991, Categorizing binary topological relationships between regions, lines, and points in geographic databases. Technical Report, Department of Surveying Engineering, University of Maine, Orono. EuroGeographics, 2008, EuroGlobalMap- Pan-European Database at Small Scale, Specification and Data Catalogue v3.2(final), ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χαρτογραφία & Χωρική Πληροφορία στην Τοπική Αυτοδιοίκηση, 10-12/10/12

13 < EuroGeographics, 2010, EuroRegionalMap- Pan-European Database at Medium Scale, Specification and Data Catalogue v4.4, < Frank R., Ester M., 2006, A Quantitative Similarity Measure for Maps. In Proceedings of the 12th International Symposium on Spatial Data Handling. Progress In Spatial Data Handling. Part 8, p Jakobsson A. (ed.), Tsoulos L., Kavadas I., Brennecke J., Marttinen J., Mäkelä J., Henriksson R., 2009, ESDI -Report on Common Quality Measures- Deliverable number D8.2. ESDIN WP8 deliverables, < Mackaness W. A., Ruas A., 2007, Evaluation in map generalisation process. In W. A. Mackaness, A. Ruas, & L. T. Sarjakoski (Eds.), Chapter 5 in Generalisation of geographic information: Cartographic modelling and applications, Elsevier. Mäkelä J. (ed.), Brennecke J., Jakobsson A., Marttinen J., De Meulenaer L., Persson I., Tsoulos L., William F., 2009, ESDI -A Common Data Quality Model for Reference Information in Large and Small Scales Deliverable number D8.1. ESDIN WP8 deliverables, < National Reports of ICA Members, , < Nyerges T., 1991, Representing Geographical Meaning. In B. Buttenfield & R. McMaster (Eds.), Chapter 4 in Map Generalization: Making Decisions for Knowledge Representation, Longman Scientific Publications Regnauld N., McMaster R. B., 2007, A Synoptic View Of Generalisation Operators. In W.A. Mackaness, A. Ruas, & L. T. Sarjakoski (Eds.), Chapter 3 in Generalisation of geographic information: Cartographic modelling and applications, Elsevier. Ruas A., 2001, Automatic Generalisation Project: Learning Process from Interactive Generalisation, Paris, OEEPE Publication no 39 Skopeliti A., Tsoulos L., 2001, A Methodology for the Assessment of Generalization Accuracy. In Proceedings of the 4th ACI Workshop On Progress In Automated Map Generalisation, Beijing, China Steiniger S., Weibel R., 2007, Relations among Map Objects in Cartographic Generalization. Cartography and Geographic Information Science, v.34, n.3, p Stoter J., Burghardt D., Duchene C., Baella B., Bakker N., Blok C., Pla M., Regnauld N., Touya G., Schmid S., 2009, Methodology for evaluating automated map generalization in commercial software. Computers, Environment and Urban Systems, v.33, n.5, p Subcommittee for Permanent Committee on Topographic Information Intergovernmental Committee on Surveying and Mapping, 2009, Australian Map and Spatial Horizontal Data Accuracy Standard, < Van Smaalen J.W.N, 2003, Automated aggregation of geographic objects: A new approach to the conceptual generalization of geographic databases. Ph.D. thesis, Wageningen University, The Netherlands Yaolin L., Molenaar M., Tinghua A., Yanfang L., 2001, Frameworks for generalization constraints and operations based on object-oriented data structure in database generalization. Geo-Spatial Information Science, v.4, n.3, p Γεωπληροφορία και Χαρτογραφία 393

14