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Radares meteorológicos: exactitud, precisión y resolución

No es lo mismo un error que una equivocación, al menos, no para las ciencias. Nos referimos a error cuando hablamos de la incertidumbre de la medición dada por el tipo de instrumento usado y de las condiciones en que se desarrolló el experimento. Equivocación es leer incorrectamente un instrumento, o leerlo correctamente y anotar el valor erróneo. Para caracterizar el error usaremos tres categorías: exactitud, precisión y resolución. En la práctica se usan indiscriminadamente y se mezclan unas con otras hasta el punto de no saber exactamente de qué estamos hablando. Para evitar confusiones daremos las definiciones generales y luego las específicas que usamos para estimar la Reflectividad de los objetos meteorológicos.

Según Wikipedia: La exactitud y la precisión son dos medidas del error de observación. La exactitud es lo cerca que está un conjunto determinado de mediciones (observaciones o lecturas) de su valor verdadero . La precisión es lo cerca que están las mediciones entre sí. Una sola medición puede considerarse exacta; pero una sola no puede ser precisa. La exactitud indica la calidad del resultado, mientras que la precisión indica la concordancia entre las medidas. Una medición puede ser exacta sin ser precisa, y viceversa. 

¿Cómo das seguimiento a la exactitud y a la precisión? Para saber si cumples con la exactitud o la precisión, deberás dar seguimiento a los resultados y medirlos. La exactitud se expresa como porcentaje de error, mientras que la precisión se expresa en términos de desviación estándar. La exactitud y la precisión se miden de maneras diferentes:

Medición de la precisión: Cuánto se aproximan las mediciones entre sí. Para revisar la precisión, deberás desarrollar un sistema de seguimiento con el que se muestren varios puntos de datos o resultados comparados a lo largo del tiempo.

Medición de la exactitud: La comparación de tus resultados con respecto al valor esperado. Mientras más te aproximes, mayor será la exactitud. Para determinar la exactitud, deberás haber determinado con claridad los objetivos o las métricas de éxito que intentas alcanzar. La exactitud de un resultado se expresa mediante el error absoluto que es la diferencia entre el valor medido (experimental) y el valor verdadero.

Una imagen vale más que mil palabras: Ejemplos de exactitud y precisión.

La resolución, en cambio, es la mínima variación de la magnitud que puede detectar y/o mostrar. Se mide en las mismas unidades que la magnitud que se está midiendo y se expresa como el valor del incremento más pequeño que el instrumento puede distinguir. La resolución puede referirse a tres instancias. Tenga en cuenta mi amable lector que no nos referimos a la resolución espacial del radar, ni a la resolución de las imágenes de radar, sino a la resolución de la medición de la Reflectividad.

La primera es la resolución intrínseca del captador (el sensor que realmente está en contacto con la variable) que determina cuál es el valor más pequeño que el sistema de medición puede detectar. Por ejemplo, con una regla graduada en centímetros, no podemos dar una lectura que sea 2.357 cm, porque el sistema (la regla en este caso) cuando más, solamente podría decirnos que la distancia medida es mayor que 2 cm y menor que 3, el resto sería una estimación “a ojo de buen cubero” y decir que el valor es aproximadamente 2.3 cm.

La segunda instancia es el sistema de adquisición, presente hoy día en todos los sistemas modernos, y que se caracteriza por dos elementos: i) cuán frecuente en el tiempo el sistema toma muestras discretas, y ii) en cuántos niveles cuantifica el valor de la señal que le da el captador.

La tercera instancia es la resolución de lectura (salida) del sistema. Con el advenimiento de los sistemas digitales la pantalla puede mostrar que la salida de un esfigmomanómetro digital, por ejemplo, es de 81.88 para la presión diastólica (mínima) y 123.17 para la presión sistólica (máxima), expresados ambos valores en mm de la columna de mercurio; pero sabemos que esos valores son instantáneos y … no son necesarios con esa resolución, un médico diría simplemente: 80 con 120. Esto sucede cuando el sistema de visualización tiene una resolución mucho mayor que la del sistema de medición, lo cual es, generalmente, innecesario. La resolución de salida de un instrumento debe ser ligeramente superior a la resolución intrínseca del captador.


Para terminar los dejo con una imagen que no les dejará margen a la duda sobre los términos de Exactitud, Precisión y Resolución en las mediciones (estadísticas) de la Reflectividad de un objeto meteorológico (nubes y precipitaciones).

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