Αξιολόγηση της ποιότητας της εθελοντικής γεωγραφικής πληροφορίας ως προς τα ανοιχτά δεδομένα του Ελληνικού Κτηματολογίου : μελέτη για το αστικό οδικό δίκτυο του Osm

Βασιλειάδης, Σάββας; Vasileiadis, Savvas

dc.contributor.author	Βασιλειάδης, Σάββας	el
dc.contributor.author	Vasileiadis, Savvas	en
dc.date.accessioned	2024-03-01T14:09:25Z
dc.date.available	2024-03-01T14:09:25Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58955
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26651
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Γεωπληροφορική”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Αξιολόγηση της ποιότητας	el
dc.subject	Οδικό δίκτυο	el
dc.subject	OpenStreetMap	en
dc.subject	Ελληνικό Κτηματολόγιο	el
dc.subject	Εθελοντική γεωγραφική πληροφορία	el
dc.subject	Assessing quality	en
dc.subject	Road network	en
dc.subject	OpenStreetMap	en
dc.subject	Hellenic Cadastre	en
dc.subject	Volunteered geographic information	en
dc.title	Αξιολόγηση της ποιότητας της εθελοντικής γεωγραφικής πληροφορίας ως προς τα ανοιχτά δεδομένα του Ελληνικού Κτηματολογίου : μελέτη για το αστικό οδικό δίκτυο του Osm	el
dc.title	Assessment of Osm road network quality in comparison to Hellenic Cadastre open data	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Εθελοντική γεωγραφική πληροφορία	el
heal.classification	Volunteered geographic information	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-27
heal.abstract	Η αξιολόγηση της ποιότητας της Εθελοντικής Γεωγραφικής Πληροφορίας (ΕΓΠ) αποτελεί ένα αναδυόμενο θέμα έρευνας τα τελευταία χρόνια. Ένας ευρέως αποδεκτός τρόπος εκτίμησης της ποιότητας είναι η σύγκριση των δεδομένων της ΕΓΠ με επίσημα χωρικά δεδομένα που παρέχονται από Εθνικές Υπηρεσίες Χαρτογράφησης (NMAs) ή εμπορικές εταιρείες. Οι περισσότερες μελέτες εστιάζονται στα δεδομένα του OpenStreetMap (OSM). Σε αυτήν την εργασία, το οδικό δίκτυο του OSM συγκρίνεται με τα πιο λεπτομερή και ενημερωμένα γεωγραφικά δεδομένα μεγάλης κλίμακας για την Ελλάδα, τα οποία έχουν συλλεχθεί από το Εθνικό Κτηματολόγιο. Υπάρχουν και παλαιότερες μελέτες που έχουν ήδη αξιολογήσει την ποιότητα και συγκεκριμένα, την ακρίβεια θέσης του οδικού δικτύου του OSM στην Ελλάδα συγκρίνοντάς το με αξιόπιστα χαρτογραφικά σύνολα δεδομένων (Kounadi, 2009 & Koukoletos, 2014), αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που γίνεται σύγκριση με σύνολα δεδομένων μεγάλης κλίμακας που συλλέχθηκαν με βάση τις προδιαγραφές ποιότητας της κτηματολογίου. Το OSM καταγράφει το οδικό δίκτυο παγκοσμίως και παρέχει διαδικτυακούς χάρτες πολλαπλών κλιμάκων. Το μέγιστο επίπεδο μεγέθυνσης (zoom level 19) επιτρέπει την απεικόνιση σε κλίμακα περίπου 1:1000. Επιπλέον, παρέχονται θεματικές πληροφορίες, όπως οι κατηγορίες των οδών για το σύνολο δεδομένων. Σύμφωνα με το μοντέλο δεδομένων του OSM, οι οδοί καταγράφονται ως «ways», δηλαδή γραμμές με ετικέτες/ιδιότητες (tags) όπως ο τύπος, η κατεύθυνση κυκλοφορίας, η μέγιστη ταχύτητα, κλπ., που προσφέρουν χρήσιμο σημασιολογικό περιεχόμενο. Από το Εθνικό Κτηματολόγιο συλλέγονται δεδομένα γεωτεμαχίων για τη δημιουργία κτηματολογικών διαγραμμάτων σε κλίμακα 1:1000 για τις αστικές περιοχές και 1:5000 για τις αγροτικές περιοχές. Αυτά είναι διαθέσιμα ως ανοιχτά δεδομένα από τη γεωπύλη του οργανισμού (https://www.ktimanet.gr/geoportal/catalog/main/home.page). Τα δεδομένα είναι διαθέσιμα ως υπηρεσίες αλλά μπορούν να ληφθούν και ως αρχεία Shapefile στο ΕΓΣΑ87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987). Οι οδοί στα δεδομένα του κτηματολογίου εμφανίζονται και αυτοί ως γεωτεμάχια, δηλαδή πολύγωνα με έναν συγκεκριμένο κωδικό (KAEK) που τις ταυτοποιεί ως οδούς. Σύμφωνα με την έκθεση ακρίβειας για τα δεδομένα του κτηματολογίου, ορίζεται μέσο τετραγωνικό σφάλμα RMSExy <= 0,71μ για σημεία ελέγχου (RMSEx <= 0,50μ, RMSEy <= 0,50μ) και 1.22μ απόλυτη ακρίβεια για επίπεδο εμπιστοσύνης 95%. Από την παραπάνω ανάλυση, συμπεραίνεται ότι τα δύο σύνολα δεδομένων μπορούν να συγκριθούν. Η προεπεξεργασία περιλαμβάνει την προβολή των δεδομένων του OSM από το παγκόσμιο σύστημα αναφοράς WGS84 στο ΕΓΣΑ87. Αξίζει να σημειωθεί ότι εξετάζονται μόνο οι γραμμές του οδικού δικτύου του OSM που βρίσκονται εντός των γεωτεμαχίων/πολυγώνων με κωδικό οδούς στο Εθνικό κτηματολόγιο. Με αυτόν τον τρόπο συγκρίνονται μόνο τα αντίστοιχα τμήματα. Επιπλέον, απαιτείται η εξαγωγή του μέσου άξονα κάθε γεωτεμαχίου/πολυγώνου που αντιπροσωπεύει τον άξονα του δρόμου. Για την αξιολόγηση της θέσης του οδικού δικτύου, εφαρμόζονται οι ακόλουθοι δείκτες ποιότητας: • Σε επίπεδο οντότητας: Υπολογισμός απόστασης μεταξύ του οδικού δικτύου του OSM και του κτηματολογίου: o Απόσταση μεταξύ των κορυφών του οδικού δικτύου του OSM και των γραμμών του οδικού δικτύου αναφοράς. o Η μέση απόσταση για κάθε γραμμή οδικού δικτύου που αναγνωρίζεται από το μοναδικό κωδικό OSM ID με βάση τις τιμές για τις κορυφές. • Σε επίπεδο κάναβου (πλέγμα): o Μέση απόσταση των γραμμών o Ποσοστό του μήκους του οδικού δικτύου του OSM που περιλαμβάνεται σε ζώνες 1μ, 2μ, 3μ και 5μ που δημιουργούνται γύρω από τα αξιόπιστα δεδομένα. • Καθολικός δείκτης: o Μέσος όρος απόστασης κορυφών o Μέσος όρος μέσης απόστασης δρόμων o Ποσοστό του μήκους του οδικού δικτύου του OSM που απέχει μέση απόσταση έως 1μ, 2μ, 3μ, 5μ από τα δεδομένα του κτηματολογίου. o Ποσοστό του μήκους του οδικού δικτύου του OSM που βρίσκεται σε ζώνης πλάτους 1μ, 2μ, 3μ, 5μ από τα δεδομένα του κτηματολογίου. Η μελέτη εφαρμογής αφορά μια περιοχή 35 τετραγωνικών χιλιομέτρων στη δυτική Αττική. Σε αυτήν την περιοχή, το δίκτυο OSM έχει μήκος 956 χιλιόμετρα. Η πληρότητα σε σύγκριση με το δίκτυο του κτηματολογίου είναι 88%. Τα αποτελέσματα παρουσιάζουν αποδεκτή ακρίβεια θέσης για τα δεδομένα του OSM: το 95% του μήκους του οδικού δικτύου του OSM έχει μέση απόσταση μικρότερη από 2.75μ από τα δεδομένα του κτηματολογίου και το 50% των κόμβων του OSM βρίσκονται 1.1μ μακριά από τις γραμμές του κτηματολογίου. Η θεματική ακρίβεια δεν αξιολογείται καθώς οι οδοί του κτηματολογίου δεν έχουν χαρακτηριστικά στο σύνολο δεδομένων με ανοικτή πρόσβαση. Τέλος, για να δημοσιοποιηθεί η αξιολόγηση της ποιότητας στο κοινό, τα αποτελέσματα της έρευνας οπτικοποιούνται με χάρτες μεταβλητής κλίμακας στο διαδίκτυο σε επίπεδο κόμβων, γραμμών του οδικού δικτύου και σε επίπεδο φατνίων του πλέγματος καλύπτοντας διαφορετικές ανάγκες του χρήστη για την πληροφόρηση για την ποιότητα κατά τη χρήση του ΟSM όπως ως χάρτη υποβάθρου, για τον προσδιορισμό της βέλτιστης διαδρομής, για τεχνικά έργα κ,ά.	el
heal.abstract	VGI quality assessment has been an emerging research topic in recent years. One widely accepted method is to compare VGI data with authoritative data provided by NMAs or commercial companies. Most of the studies elaborate on OSM data. In this work, the OSM road network is compared with the most detailed and up-to-date large- scale geographic data for Greece. These data have been collected by the Hellenic Cadastre (HC) in the last 20 years (since 2003) as part of the compilation of the Greek Cadastre. Several studies have already assessed the quality and, more precisely, the positional accuracy of the OSM road network in Greece by comparing it with authoritative datasets, but this is the first time that a comparison is made with such a large-scale dataset collected under the quality requirements of a cadastre. OSM captures the road network worldwide and provides multi-scale web maps. The maximum zoom level (value 19) permits the portrayal at approximately a 1:1000 scale map. Additionally, thematic details are present as many road categories appear in the dataset. Based on the OSM data model, roads are recorded as ways e.g. lines with several tags/attributes such as fclass, oneway, maxspeed, etc that build valuable semantic content. Parcel data are collected by the Hellenic Cadastre to create cadastral diagrams at a 1:1000 scale for the urban areas and a 1:5000 scale for the rural areas. They are available as open data from the geoportal of the organization (https://www.ktimanet.gr/geoportal/catalog/main/home.page). Data are available as services but can also be downloaded as an ESRI shapefile at the HGRS87 (Hellenic Geodetic Reference System 1987). Roads in the parcel dataset appear as parcels i.e. polygons with a specific code (KAEK) that identifies them as roads. According to the accuracy report on parcel data, there is a RMSExy <= 0,71m for control points (RMSEx <= 0,50m, RMSEy <= 0,50m) and a 1,22 m horizontal accuracy at the 95% confidence level. From the above analysis, it is concluded that the two datasets can be compared. Pre- processing involves the projection of OSM data (geographic coordinates in WGS84) to HGRS87. Only OSM road network lines that are inside the HC road polygons are examined. In this way, only corresponding lines are compared. Additionally, it is needed to extract the medial axis/centerline of each parcel/polygon that represents the road axis. To evaluate the positional accuracy of the road network the following quality indicators are applied: • At the entity level: Calculation of distance between the OSM road network and the cadastre: o Distance between the vertices of the OSM road network and the reference lines of the road network. o The average distance for each road network line recognized by the unique OSM ID based on the values for the vertices. • At the grid level: o Average distance of the lines. o Percentage of the length of the OSM road network included in buffer zones of 1m, 2m, 3m, and 5m created around reliable data. • Global index: o Average distance of vertices. o Average distance of road segments. o Percentage of the length of the OSM road network that is within an average distance of 1m, 2m, 3m, 5m from the cadastre data. o Percentage of the length of the OSM road network located in width buffer zones of 1m, 2m, 3m, 5m from the cadastre data. A case study is conducted for a 35 square kilometer area in western Attica. In this area, the OSM network has a length of 956 km. The completeness compared to the HC network is 88%. Preliminary results show acceptable positional accuracy for the OSM road dataset: 95% of the OSM road length has a mean distance of less than 2.75 m from the HC dataset and 50% of the OSM vertices are 1.1 m away from the HC road lines. In addition, positional accuracy is checked concerning OSM road classes (fclass). Thematic accuracy is not evaluated because HC roads have no attributes in the open-access dataset. Finally, to communicate the quality assessment to the citizens, the horizontal position accuracy results are visualized with web maps at the road network line level and at the grid cell level.	en
heal.advisorName	Σκοπελίτη, Ανδριανή	el
heal.committeeMemberName	Σκοπελίτη, Ανδριανή	el
heal.committeeMemberName	Πότσιου, Χρυσή	el
heal.committeeMemberName	Νάκος, Βύρωνας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	113 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false