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1Francisco J. Ariza (c) 2001-Universidad de Jaén (España) www.ujaen.es / [email protected]

INTRODUCCIÓN A LA CALIDAD EN CARTOGRAFÍA

Francisco J. Ariza LópezGRUPO DE INVESTIGACIÓ N EN INGENIERÍA CARTOGRÁFICA

Dpto. Ingeniería Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría

UNIVERSIDAD DE JAÉN

Cali, Agosto 2001


Calidad en Cartografía

Francisco J. Ariza López

Dpto. Ingeniería Cartográfica Geodésica y Fotogrametría: www.ujaen.es/dep/ingcar/

Grupo de Investigación en Ingeniería Cartográfica:www.ujaen.es/dep/ingcar/Investigacion/Grupo_inv_Ing_Cartografica/

Escuela Politécnica Superior: eps.ujaen.es

Universidad de Jaén: www.ujaen.es

Calle: Virgen de la Cabeza nº 2, 23071 Jaén (España)

Telf: 34 953 00 24 69 / Fax: 953 01 23 [email protected]



Objetivos

? Aproximación al concepto de calidad

? Entender el paradigma de los sistemas de Calidad

? Conocer las componentes de la calidad del Dato Geográfico



“Propiedad o conjunto de propiedades inherentes a una cosa, que permitenapreciarla como igual, mejor o peor que las restantes de su especie” (DLE).

Introducción al Concepto de Calidad y Calidad en Cartografía

- ¿Qué es la Calidad?

- En el ámbito de la industria:

Antes: Conformidad con una especificación (norma)

Ahora: Totalidad de las características de un producto o servicio que leconfieren su aptitud para satisfacer unas necesidades explícitas e implícitas



EVOLUCION:


Fabricación artesanal Fabricación industrial simple Fabricación industrial compleja y especialización Control estadístico Normas MIL STD 105 La fiabilidad Adecuación al uso Aseguramiento de la calidad .... Modelos de Excelencia



Administración pública:

Servir con objetividad los intereses de la generalidad de todos losciudadanos, con eficacia, celeridad y coordinadamente, preservando losrecursos para el futuro


Empresas (razones comerciales, técnicas, de imagen, etc.) :Conseguir beneficiosSupervivenciaEficiencia en el desarrollo de actividadesMáximo uso del mercado disponibleSatisfacción del personalAportación a la colectividad

MOTIVACIÓ N:



Estudio de mercado

Diseño (escala, simbología, ajuste a normas, etc.)

Materiales (clase de papel, ajuste a normas, etc.)

Proceso de fabricación (restitución analógica, digital, etc.)

Conformidad a la especificación (normas)

Fiabilidad, mantenibilidad, disponibilidad, servicio posventa, etc.

Ciclo de un producto (detección, diseño,.... Abandono)


FACTORES de CALIDAD de un PRODUCTO



CALIDAD TEÓ RICA


CALIDAD TÉCNICA

El DISEÑO

LA REALIZACIÓ N



IMPORTANCIA DE LA CALIDAD EN CARTOGRAFÍA: Toma de decisiones


Mundo real

Imagen teórica

BDG Información

Toma de decisiones

Análisis

Captura

Modelado

Políticas, Planes,Proyectos

Consecuencias



CALIDAD EN CARTOGRAFÍA


Mundo real

Verdad Nominal

Bases de Datos

Abstracción

Imagen Teórica

Captura

Especificación de datos

EspecificaciónCaptura



Dato geográfico Espacio: X, Y, Z Tiempo: t1, t2, ...tn Atributaje: a1, a2, .... am

Componentes de la calidad: Exactitud posicional Exactitud temática Exactitud temporal Coherencia lógicaCompleción Genealogía o linaje

CALIDAD EN CARTOGRAFÍA



Niveles de gestión:

Programas básicos (organización, Orden, Limpieza, Control, Disciplina-hábito)

Marco ISO 9000:1994

Modelos de Excelencia (p.e. EFQM)

INTRODUCCIÓN

Calidad en CartografíaGESTION DE LA CALIDAD


Actividades, englobadas en la gestión general, que tienen por objetoimplantar y delimitar la política de calidad, los objetivos y lasresponsabilidades mediante la

planificación de la calidad,

su control,

Su aseguramiento y,

mejora

INTRODUCCIÓN



Sistema de Calidad:

Conjunto de la estructura organizativa, de responsabilidades, deprocedimientos de procesos y recursos que se establecen para llevar acabo la gestión de la calidad.

SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD



Ideas básicas de los sistemas

Son un Marco Amplio para todo tipo de actividad productiva

Pretenden Hacer las cosas bien a la primera

Hay que decir lo que se va a hacer y hacer lo que se ha dicho(manuales, procedimientos, instrucciones, registros, etc.)

SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD



Normas ISO serie 9000

ISO 9000: Introducción al marco (directrices, reglas generales, guíapara el desarrollo, suministro y mantenimiento de software).

ISO 9001: Modelo de aseguramiento para industrias con procesocompleto: diseño, desarrollo, producción, instalación y servicioposventa y asistencia técnica

ISO 9002: Sólo producción, instalación y posventa

ISO 9003: Inspección y ensayos finales

SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD: ISO 9000





Responsabilidades

Sistema de calidad

Revisión del Contrato

Control de documentos y de datos

Control de los productos suministrados por el cliente

Identificación y trazabilidad

Inspección y ensayo

Control de los equipos de inspección, medición y ensayo

Estado de Inspección y ensayo

Control de productos no conformes

Acciones correctoras y preventivas

Manipulación, almacenamiento, embalaje




Control de los registros de calidad

Formación

Técnicas estadísticas

Compras

Control de procesos

Control del diseño


Manuales : Manual de calidad,

Procedimientos generales

Procedimientos específicos

Registros de calidad

Documento Nivel de decisión Estamento que colabora Manual de calidad Estrategias de la empresa Dirección Procedimientos Generales Organización procesos Mandos intermedios Procedimientos específicos Instrucciones de trabajo Personal de base Fuente: Senlle (1996)

SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD: SISTEMA DOCUMENTAL



SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD: SISTEMA DOCUMENTAL



SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD: Ejemplo de posiblesprocedimientos


P.E. De comprobación y verificación de equipos de medición

P.E. De apoyo a vuelos fotogramétricos

P.E. Para la realización de vuelos fotogramétricos

P.E. Para las fases de orientación interna y externa de la restitución

P.E. Para la captura por digitalización

P.E. Para las correcciones geométricas, radiométricas y del relieve deImg. Satélite

P.E. Para la clasificación de imágenes de satélite


SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD: ISO 9000:2000


Para reflejar los nuevos enfoques de gestión y mejorar las prácticasorganizativas las ISO 9000:2000 introducen cambios estructurales en las,manteniendo los requisitos esenciales de las normas vigentes

La ISO 9000:2000 está constituida por tres normas básicas, complementadascon un número reducido de otros documentos (guías, informes técnicos yespecificaciones técnicas) :

?UNE-EN ISO 9000: Sistemas de gestión de la calidad. Fundamentos yvocabulario?UNE-EN ISO 9001: Sistemas de gestión de la calidad. Requisitos?UNE-EN ISO 9004: Sistemas de gestión de la calidad. Directricespara la mejora del desempeño


SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD: ISO 9000:2000


Las normas ISO 9001:1994, ISO 9002:1994 y ISO 9003:1994 se han integrado enuna única norma UNE-EN ISO 9001:2000. Las normas 9001:2000 y ISO 9004:2000se han desarrollado como un "par coherente" de normas. Mientras la norma ISO9001:2000 se orienta más claramente a los requisitos del sistema de gestión dela calidad de una organización para demostrar su capacidad para satisfacer lasnecesidades de los clientes, la norma ISO 9004:2000 va más lejos,proporcionando recomendaciones para mejorar el desempeño de lasorganizaciones.La revisión de ISO 9001:2000 y ISO 9004:2000 se ha basado en ocho principiosde gestión de la calidad que reflejan las mejores prácticas de gestión y fueronpreparados como directrices para los expertos internacionales en calidad quehan participado en la preparación de las nuevas normas.


Conceptos (8 principios):Orientación hacia los resultadosOrientación hacia los clientesLiderazgo y constancia en los objetivosGestión por procesos y hechosDesarrollo e implicación de la personasAprendizaje, Innovación y Mejora continuosDesarrollo de alianzasResponsabilidad social


MODELOS DE EXCELENCIA

GESTION DE LA CALIDAD



MODELOS DE EXCELENCIA: EFQM






• Liderazgo: Implicación y compromiso del equipo directivo en alcanzar lamisión de la organización, la visión necesaria para asegurar el éxito a largoplazo y la puesta en práctica del sistema de mejora continua, continuoejemplo de los valores que se persiguen, motivación del personal, etc. Es elmotor del modelo.

• Política y estrategia: Establecimiento de políticas, planes, objetivos, metasy procesos que materialicen la visión y misión de la organización:despliegue, implantación, comunicación, revisión, inversiones,investigación, fundamento realista, etc.





• Personal: Se refiere a la gestión de los RRHH, a su planificación y desarrollo,asignación de responsabilidades, comunicación, formación, remuneración,reconocimiento y promoción, cuidado, etc. El personal se considera desde la dobleperspectiva de recursos y actores.• Colaboradores y recursos: Coincide con el núcleo de la gestión clásica, hacereferencia a cómo se gestionan las relaciones con los proveedores los recursoseconómicos y financieros, el patrimonio, la tecnología, la información, etc. dentro dela organización.• Procesos: Cómo se diseñan, gestionan y mejoran los procesos de manera que seproduzcan resultados de calidad creciente, que se asegure que serán apreciados ysatisfagan a los actores, y cómo se conocen y anticipan dichas necesidades.• Resultados en los Clientes / Personal / Sociedad: Se utilizarán medidas depercepción subjetivas e indicadores objetivos.•Rendimiento final: Resultados e indicadores clave (ingresos, gastos, beneficio,cuota de mercado, cumplimiento presupuestario, etc.)


Descripción detallada del proceso, instrumentos, operaciones, etc.

Identificación de factores críticos

Aplicación de la Estadística, (Estadística Descriptiva, Probabilidad, Inferencia estadística,Distribución normal, Otras distribuciones, Análisis de varianza, Análisis cluster, Muestreos, Series temporales, etc.)

Aplicación de las Herramientas de la calidad (básicas, avanzadas, etc.)

CONTROL DE LOS PROCESOS



La cartografía (los SIG) consisten en someter las informaciones atransformaciones (procesos de producción y modelización cartográfica).

El error, la inexactitud se propaga cuando la información se somete atransformaciones

Modelos para el seguimiento :• Matemáticos/Físicos (Gauss, Taylor I & II, Rosenblueth, etc.)

• Caja negra

• Simulación (Montecarlo)






INTRODUCCIÓ N :



Componentes del error en cada una de las fases de la producción del mapaEstado de la formación delmapa

RMSE Menor valor (mm) Mayor valor (mm)

Levantamiento de controlTrazado de controlTrazado de los detallesCompilaciónDibujo en limpioReproducciónRegistro de color

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

? 0.005? 0.01? 0.15? 0.30? 0.06? 0.10? 0.17

? ------? 0.32? 0.30? 0.32? 0.18? 0.20? 0.30

Fuente: Maling (1989)


EJEMPLO



Combinación de los errores acumulados para cada una de las fases de la produccióndel mapa

Fase de la formación Fórmula Mejor valor (mm) Peor valor(mm)

Minuta de control S*1 = ? ? ( (S1 / S)2

+ S22) ? 0.01 ? 0.32

Trazado de detalles S*2= ? ? ( S* 2

1 + S23) ? 0.15 ? 0.44

Compilación S*3= ? ? ( k2S* 2

2 + S24) ? 0.33 ? 0.54

Dibujo en limpio S*4= ? ? ( k2S* 2

3 + S25) ? 0.33 ? 0.57

Planchas de reproducción y mapasde un solo color

S*5= ? ? ( k2S* 2

4 + S26) ? 0.38 ? 0.67

Mapas de varios colores S*6= ? ? (S* 2

5 + S27) ? 0.42 ? 0.73

Fuente: Maling (1989).


EJEMPLO



La simulación es la construcción de un programa de ordenador quedescribe el comportamiento de un sistema mediante un modelo ypermite obtener conclusiones de valor para apoyar la toma dedecisiones. Se puede definir con una serie de pasos:

? Generación de unos valores aleatorios? Transformación de los valores aleatorios en entradas al modelo? Ejecutar el modelo? Estudio estadístico de las salida para entender el

comportamiento





Recepción de productos de un suministrador externo

En el paso de una operación de producción a otra (aprovisionamiento interno,cliente interno)

Antes de entrada en almacenes / Antes del envío al cliente

Objetivos:Obtener buenos materiales

Optimizar costes de calidad

Detectar defectuosos

Informar al proveedor para que mejore

CONTROL EN LA RECEPCION



Contratos claros con responsabilidades, costes, AQL, etc.

Planes de muestreo

Riesgo del Vendedor

Riesgo del comprador

Nivel de calidad aceptable (AQL)

Errores: críticos, principales y secundarios






Procedimiento de control de calidad convenido entre el OS y la NJUG

Descripción Método Tamaño de muestra Criterio deaceptación

Formato del fichero Validación por programa todo el fichero Lectura sin error

Número de datos noexcesivo

Cálculo en ordenador del númerode datos existentes, el operadorestima los necesarios

20 líneas Exceso inferior al25%

Códigos En ordenador o trazado concomprobación visual de todos loselementos

Todos Máximo 5/10/20errores (*)

Exactitud posicional Redigitalización en ordenador depuntos y cálculo de media ydesviación

50 puntos biendefinidos

Media +2? < 0,28mm a escala delmapa




Cuadratura deconstrucciones

En ordenador por algoritmo ovisual por trazado

32/50/50 Máximo 1/2/3errores (*)

Casado de unión delíneas

Comprobación visual enordenador buscando faltas oexcesos > 0,2 mm a la escaladel mapa

32/50/50 Máximo 1/2/3errores (*)

Textos (categorías a, bo c en función de laimportancia)

En ordenador o trazado. Lacomprobación es: inclusión,ortografía, posición, estilo,tamaño.

en “a” todosen “b” 50en “c” 20/32/50

Ningún errorMáximo 1Máximo 1/2/3errores (*)

Compleción Trazado: comprobación deomisiones, comisiones yerrores groseros frente aloriginal

todo el mapa máximo5/10/20 errores(*)


Es la propia de los elementos desde un punto de vista cero dimensional,

Es la componente más tradicional de los estudios de calidad en cartografía.

Múltiples definiciones de exactitud por su sentido utilitarista

CONCEPTO

Calidad en CartografíaComponente Posicional


Test NMAS

Test EMAS

Test fórmula de Koppe

Test USGS para MDT

Test NSSDAEtc.


TEST DE CONTROL POSICIONAL



TEST NSSDA1.- Aplicaciones corrientes: las agencias federales de los Estados Unidos que realicen labores de

producción de datos cartográficos analógicos y/o digitales han de cumplir con los estándares delFGDC de acuerdo con el NSSDA (National Standard for Spatial Data Accuracy) [8]

2.- Método de comparación: emplea fuentes de mayor exactitud.

3.- Componente posicional: analiza tanto la componente horizontal (XY de forma conjunta), como lacomponente vertical (Z).

4.- Clases de elementos: puntos

5.- Correspondencia con un estándar de exactitud predefinida: basado en el RMSE de la muestra. Elpropio usuario, o agencia que solicita la cartografía, es quien decide los umbrales de aceptación.Este test viene a sustituir al NMAS y al ASPRS.

6.- Descripción: con la obtención del RMSE para XY por un lado, y para Z por otro, calcula el error realde la muestra analizada en función de un determinado nivel de confianza impuesto por el usuario(generalmente el 95 %). Este test nos muestra un índice de calidad de la cartografía en unidadesreales sobre el terreno.



TEST NSSDA7.- Procedimiento:

seleccionar una muestra de, al menos, 20 puntos perfectamente definidos sobre la cartografía ysobre la fuente de mayor exactitud.

detectar los errores previos de inconsistencia, signos, ...

calcular el RMSEx para la componente X y de forma análoga para componente Y.

calcular el RMSEr para la componente posicional (XY):

calcular el coeficiente de exactitud posicional a un 95 % de confianza dependiendo de dosopciones:

a) en caso de que RMSEx = RMSEy

b) en caso de que RMSEx ? RMSEy

calcular el RMSEZ para la componente Z de forma análoga

calcular el coeficiente de exactitud posicional a un 95 % de confianza para la componente Z:

??

?n

iziz e

nRMSE

1

21

22YXr RMSERMSERMSE ??

rr RMSEExactitud ?? 7308.1

? ?YXr RMSERMSEExactitud ??? 22385.1

ZZ RMSEExactitud ?? 96.1


Propia de la componente temática de la cartografía

Ligada a la posición ya que el tema depende de aquella

Trato independiente de la posición y, tradicionalmente, menos considerado

Los aspectos característicos son:? Se suele controlar con trabajos de campo.? Debe existir un esquema de clasificación adecuado (una

categoría para cada área, una clasificación jerárquica tal quepermita el colapso natural de clases).

? Debe establecerse un esquema de muestreo y un tamaño demuestra adecuados.

INTRODUCCIÓ N

Calidad en CartografíaCOMPONENTE TEMATICA


EJEMPLO DE CLASIFICACIÓ N



Nomenclatura: matriz de error, matriz de confusión, tabla de contingencia

Uso: teledetección, fotointerpretación, trabajos temáticos

Presenta una visión general de las asignaciones, tanto de las correctas(elementos de la diagonal) como de las migraciones o fugas (elementosfuera de la diagonal).

Recoge los denominados errores de omisión y de comisión.

Los errores de comisión lo forman los elementos que no perteneciendo auna clase aparecen en ella.

Los de omisión están formados por los elementos que perteneciendo a esaclase no aparecen en ella por estar incorrectamente incluidos en otra

MATRIZ DE ERROR



Indices Globales: bien de forma directa o indirecta necesitan de laconstrucción de la matriz de confusión:

Pa: Porcentaje de AcuerdoPc: Coeficiente de Acuerdo al AzarPr: Coeficiente de Acuerdo AleatorioK:Ccoeficiente Kappa de AjusteT: Coeficiente Tau de Ajuste

ÍNDICES BASADOS EN LA MATRIZ DE ERROR

Eliminan la incomodidad del uso de la matriz de confusión, pero suponenpérdida de información



Indices por Clase: suponen un cálculo en el que interviene un valor marginalde la matriz de error. Informan sobre el comportamiento estadístico deuna clase en concreto, lo que supone la necesidad de trabajar con tantosíndices como clases:

– EU: Exactitud Usuario– RP: Riesgo Productor– EP: Exactitud Productor– RU: Riesgo Usuario– ERC: Error Comisión– ERO: Error Omisión– PV: Probabilidad Verdad Terreno– PC: Probabilidad Unidad Cartográfica

ÍNDICES BASADOS EN LA MATRIZ DE ERROR




A U I A TotalA 65 4 22 24 115U 6 81 5 8 100I 0 11 85 19 115A 4 7 3 90 104

Total 75 103 115 141 434

Pa = ( 65 + 81 + 85 + 90 ) / 434 = 74%

Matriz de confusión de terrenos Agrícolas, Urbanos, improductivos y superficiesde Agua



.Clase Ex. Productor Ex. Usuario

A 65/75 87 65/115 57U 81/103 79 81/100 81I 85/115 74 85/115 74A 90/141 64 90/104 87

.


Posibilidad de desarrollar:Test para comparar valores de Pa, k, etc. Frente a umbralesTest para comparar clasificacionesTest para comparar valores por celda, etc.Bases:Contraste de hipótesis estadísticas

TEST



COMPLECIÓ N

COHERENCIA LÓ GICA

EXACTITUD TEMPORAL

GENEALOGÍA

METADATOS

Calidad en CartografíaOTRAS COMPONENTES DE LA CALIDAD

Componentes más modernas

Sin definir totalmente

Faltan métricas

Faltan acuerdos sobre los nombres

No hay unanimidad en las normativas


Calidad y condición de completo, pleno

En nuestro caso:

Relación entre los objetos presentes en la base de datos y eluniverso real

COMPLECION:


Capacidad de unos datos para describir un área geográfica

Es Compleción


Leyes que se han de cumplir en:

Estructura

Atributos

Relaciones

etc.

COHERENCIA LOGICA:



COHERENCIA LOGICA:



Indicadores y medidas de la calidad para la exactitud temporalIndicador Medida Comentario

Error en tiempo Error medio temporal Error en las unidades establecidasActualidad Fecha de última actualización Relacionada con la compleción. Definible

por clases.Ratio de cambio Número de cambio por unidad

de tiempoEstimación de la tasa de cambio por unidadestablecida. Junto con la última fecha deactualización puede dar idea de loscambios.

Lapso temporal Unidad de tiempo Promedio de tiempo entre cambios en laverdad nominal y su representación en losdatos.

Validez temporal Validez Validez respecto a su uso en función de lafecha: válido, fuera de uso, etc.

Fuente: prEN 12656:1996

EXACTITUD TEMPORAL :



Conjunto de registros del informe de calidad de los datos en el que seincluye una descripción de las fuentes, procesos, procedimientos, etc.,seguidos hasta obtener el producto final.

De gran importancia para entender la calidad de los datos

De gran importancia para entender las posibilidades de los datos

GENEALOGIA / LINAJE :



Datos que referidos a otros datos nos permiten conocer la bondad delos mismos .

Permiten:

Saber que los datos existen

Seleccionar los datos de mayor interés

Adquirir los datos

Utilizarlos adecuadamente

METADATOS :



Los Metadatos debe incluir:

Información de identificación

Información sobre la calidad de los datos

Información sobre la referencia espacial

Información sobre entidades y atributos

Información sobre la distribución

Información de referencia de los metadatos

METADATOS :



•Ariza, F.J. (2000). Calidad en producción Cartográfica. Universidad de Jaén.

•Asprs (1990). Accuracy standards for large scale maps. Photogrammetric Engineering andRemote Sensing, 56-7, pp. 1068-1070.

•Besterfield, D. (1994). Control de Calidad. Prentice Hall. México.

•Cochran, W.G. (1977). Sampling Techniques. John Wiley & Sons. Nueva York.

•Congalton, R.; Green, K.; (1998). Assessing the accuracy of remotely sensed data:Principles and Practices. Lewis Publishers.

•Maling, D. (1989). Measurements from Maps. Pergamon Press. Oxford.

MANUALES :

Calidad en CartografíaBIBLIOGRAFÍA


Francisco J. Ariza LópezGRUPO DE INVESTIGACIÓ N EN INGENIERÍA CARTOGRÁFICA

UNIVERSIDAD DE JAÉN

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