Uncertainty Evaluation of Terrain Analysis Source Data

Abstract

The Finnish Defence Forces engineering decision making system contains a basic terrain analysis system, which, among other things, gives results for cross-country mobility. Cross-country mobility analysis is an important tool for the defence forces when possibilities to advance in terrain are studied, both for home and enemy troops.

The kind of uncertainty that has an impact on the reliability of the results of mobility analysis is related to its input data sources. In this research, the joint impact on the results of the analysis from different sources of uncertainty is studied. There is little information on the spatial uncertainty of input data. Therefore the uncertainty of the data is produced by simulation and partly by utilizing expert opinions.

The result of this research was that the uncertainty of the mobility analysis results is increased by taking the input data uncertainty into joint consideration. The spatial uncertainty of both input data and the results of the analysis can be visualized with maps corresponding to the study area, where uncertainty can be evaluated at pixel level. The uncertainty estimation is also obtainable in numerical probabilities.

The use of continuous data in all input data and analysis results should be considered. Then the uncertainty evaluation could become more systematic.

Puolustusvoimien pioneeritoiminnan johtamislaitteeseen kuuluu maaston perusanalyysijärjestelmä, joka antaa tuloksia muun muassa maaston kulkukelpoisuudelle. Kulkukelpoisuusanalyysi on tärkeä apuväline puolustusvoimille tutkittaessa sekä omien joukkojen että vihollisen etenemismahdollisuuksia maastossa.

Kulkukelpoisuusanalyysin lähtöaineistoihin liittyy epävarmuutta, joka vaikuttaa analyysin tulosten luotettavuuteen. Tässä työssä selvitetään, miten aineistojen yhdistetty epävarmuus vaikuttaa analyysin tuloksiin. Lähtöaineistojen spatiaalista epävarmuustietoa on saatavilla vain vähän. Siksi epävarmuus joudutaan tuottamaan aineistoihin simuloimalla ja asiantuntija-arvioita apuna käyttäen.

Tutkimuksen tuloksena selvisi, että kulkukelpoisuusanalyysin tulosten epävarmuus lisääntyy, kun lähtöaineistojen sisältämä epävarmuus otetaan yhtä aikaa huomioon. Lähtöaineistojen ja analyysin tulosten spatiaalista epävarmuutta voi visualisoida tutkittavaa aluetta vastaaviksi kartoiksi, joissa epävarmuutta voi tarkastella kartan pikselitasolla. Epävarmuusarviot saadaan halutessa myös todennäköisyyksinä.

Jatkuvien muuttujien käyttöönottoa kaikissa lähtöaineistoissa sekä analyysin tuloksessa tulisi tutkia. Tällöin epävarmuustarkastelu saattaisi muuttua järjestelmällisemmäksi.