SIGIF: Sistema de Información para la Gestión de Datos Provenientes de Inventarios Forestales

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(1)SIGIF: SISTEMA DE INFORMACIÓN PARA LA GESTIÓN DE DATOS PROVENIENTES DE INVENTARIOS FORESTALES. Daniel Fernando Guerrero Machado & Lucía Sabogal Castellanos. Salomón Ramírez Director. Trabajo de grado en modalidad de monografía presentado como requisito parcial para optar por el título de especialista en Sistemas de información geográfica. Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Ingeniería Especialización en Sistemas de Información Geográfica Trabajo de grado Octubre de 2016.

(2) Tabla de contenido 1.. Introducción ..................................................................................................................... 1. 2.. Formulación del problema ............................................................................................... 2. 3.. Justificación ...................................................................................................................... 4. 4.. Alcance ............................................................................................................................. 6 4.1. Espacial ......................................................................................................................... 6. 4.2. Técnico ......................................................................................................................... 6. 5.. Objetivos .......................................................................................................................... 7 5.1. Específicos .................................................................................................................... 7. 6.. Metodología ..................................................................................................................... 8. 7.. Antecedentes .................................................................................................................. 12. 8.. Marco teórico ................................................................................................................. 14. 9.. Resultados ...................................................................................................................... 16 9.1. Especificación de requerimientos ............................................................................... 16. 9.2. Análisis de componentes ............................................................................................ 17. 9.3. Diseño del sistema ...................................................................................................... 18. 9.4. Desarrollo e integración.............................................................................................. 20. 9.5. Validación del sistema ................................................................................................ 25. 9.5.1. Especificación del modelo de calidad ................................................................. 25.

(3) 9.5.2. Metodología de evaluación ................................................................................. 26. 9.5.3. Métricas de calidad a ser evaluadas .................................................................... 28. 10.. Conclusiones .................................................................................................................. 32. 11.. Recomendaciones ........................................................................................................... 33. 12.. Referencias ..................................................................................................................... 34.

(4) Lista de tablas Tabla 1: Métricas de calidad a evaluar ..................................................................................... 28 Tabla 2: Escala de Gradiación ................................................................................................. 28 Tabla 3: Pesos de métricas de calidad de software. ................................................................. 29 Tabla 4: Calificación SIGIF punto de vista expertos y usuarios .............................................. 30 Tabla 5: Calificación ponderada por sub parámetros, punto de vista expertos y usuarios ...... 30.

(5) Lista de figuras. Figura 1: Diagrama metodológico ............................................................................................. 8 Figura 2: Diagrama de casos de uso ......................................................................................... 17 Figura 3: Diagrama de componentes........................................................................................ 18 Figura 4: Diagrama de despliegue ............................................................................................ 19 Figura 5: Diagrama de persistencia. ......................................................................................... 20 Figura 6: Parámetros de conexión a base de datos ................................................................... 23 Figura 7: Conversión de coordenadas en geometrías ............................................................... 23 Figura 8: Captura de datos por entrada de texto ...................................................................... 24 Figura 9: Captura de fotografías .............................................................................................. 24 Figura 10: Visor de puntos georreferenciados ......................................................................... 24 Figura 11: Consulta de información por medio de QGIS. ....................................................... 24.

(6) 1. Introducción. El presente trabajo tiene como fin optimizar el proceso de captura, almacenamiento y consulta de datos provenientes de inventarios forestales, y así, disminuir tiempos y costos innovando en el almacenamiento en tiempo real de la información espacial. Para conseguir este objetivo se optó por desarrollar un sistema que permita automatizar el proceso de levantamiento de datos en campo junto con la ubicación geográfica, y del mismo modo actualizar el contenido de las bases de datos en tiempo real, lo cual facilita el proceso de consulta y visualización de registros de forma eficiente de los datos levantados mediante un SIG. Los resultados obtenidos comprenden las fases de análisis, diseño de modelos de datos conceptuales, arquitectura del software, implementación de la herramienta y pruebas para la evaluación de usabilidad, de manera que se garantizó que la herramienta cumpla con los objetivos del proyecto, desarrollándose de manera rigurosa conforme a la metodología. Como resultados para resaltar se puede observar la interfaz de usuario final que de manera sencilla puede digitalizar las características, tomar fotografía y obtener la ubicación geográfica (Latitud y Longitud) de cada uno de los puntos, así mismo, permite almacenar la información en la base de datos, consultarla y visualizarla a través de un sistema manejador de bases de datos.. 1.

(7) 2. Formulación del problema. El procesamiento de los datos provenientes de campo requiere una enorme cantidad de tiempo y esfuerzo antes de poder convertirse en la base sobre la que se asientan los estudios ambientales. Las consultoras ambientales dedican una parte significativa de sus recursos y tiempo a esta tarea, que comprende dos vertientes diferenciadas y a la vez complementarias: el proceso de los datos en sí y el desarrollo de las metodologías necesarias para llevar a cabo los estudios (Romá, Cueva, & Piqué, 2005). Lo que ha implicado que a través de la historia los trabajos de campo representen la fase que más recursos utiliza, tanto materiales, como humanos y presupuestarios (FAO, 2010). La mayor parte de los procesos que genera la toma de información en campo son metodologías rutinarias que implican esfuerzos posteriores, para el registro, documentación y georeferenciación de los datos; abarcando tiempo y dinero; actividades que por lo general son susceptibles de automatización mediante la programación de las distintas tareas de las que constan (González, Diéguez, Álvarez, & Rojo, 2005). Actualmente, el diligenciamiento tradicional que se realiza de esta información es susceptible a errores, dado que los datos se obtienen mediante formularios en papel en donde son requeridas numerosas variables (p.e.: nombre común de la especie, altura total, altura comercial, diámetros a la altura del pecho, diámetro de copa, entre otros). Los costos de proveer personal calificado para las actividades diarias en campo, pueden abarcar entre $130.000 y $150.000 COP (G&R Ingeniería y Desarrollo S.A.S., 2016), adicionales al valor de la nómina y acompañantes de cuadrilla. Por otro lado, la espera de la. 2.

(8) llegada y posterior procesamiento de la información en oficina, puede en algunos casos tardar semanas, lo cual retrasa el cronograma de las actividades, ya que estas tan solo hacen parte de un insumo del estudio ambiental. Es por ello que el tiempo al ser un elemento escaso, limitado y limitante, debe ser optimizado al máximo por parte de las organizaciones, las cuales siempre están buscando reducir costos y aumentar sus rendimientos. El distanciamiento entre la tecnología y las labores de toma de datos en campo en el sector forestal, debe procurar disminuir su brecha, así la información recolectada podría brindar mayor fidelidad, organización, ayudar en la toma de decisiones o aumentar el nivel de seguridad en el almacenamiento. La aplicación de las herramientas informáticas con las que se dispone actualmente, pueden llegar a colaborar implícitamente en el desarrollo de la toma de información, con el fin de poner los avances informáticos a disposición de la recolección de datos, para la gestión y manipulación de estos en tiempo real. Se planteó desarrollar una aplicación que facilite la captura de datos espaciales en campo y que permita su sincronización en tiempo real para el procesamiento en el trabajo de oficina.. 3.

(9) 3. Justificación. La toma de datos para inventarios forestales se ha caracterizado por el uso de técnicas análogas y elementales desarrolladas con el fin de monitorear el recurso forestal, para así poder proporcionar nueva información cualitativa y cuantitativa sobre su estado, uso actual y ordenación necesaria para estos. En los últimos años, el crecimiento y desarrollo de nuevas técnicas de ingeniería, junto con el acelerado avance tecnológico en las herramientas computacionales y móviles, ha ocasionado un gran impacto en la generación y construcción de herramientas que permitan facilitar, mejorar, automatizar y potencializar actividades, con el fin de disminuir costos y tiempos. Así mismo, el auge en la construcción de infraestructuras de datos espaciales, ha permitido crear recursos que proporcionen al usuario acceso a información que se encuentra localizada espacialmente, de esta manera, el usuario puede acceder a información que sostiene la base de datos y obtener una respuesta gráfica y atributiva de ésta, lo que facilita la toma de decisiones acertadas sobre el territorio a escala local y regional. El adecuado manejo de la información es vital para cualquier organización, dado que, una gestión adecuada de los datos, conduce al buen desempeño de los procesos que conforman el análisis de datos obtenidos, para los proyectos que toman como sustento este tipo de información. Es por esto que con el desarrollo de un sistema de gestión de información de inventarios forestales, se pueda acceder a una estandarización y estructuración de los datos obtenidos en campo, con el fin, de que permitan la eficiencia y eficacia en su captura, adicionalmente. 4.

(10) permitiendo la interoperabilidad de los datos (usuarios de campo- usuarios de oficina), lo que conduzca a generar análisis de la zona de estudio de forma oportuna, confiable y actualizada en el desarrollo de los diferente estudios que precisan de este tipo de información; lo que sería de gran soporte para las organizaciones que hagan uso de este aplicativo, que está encaminado a la captura, consulta y edición de información geográfica y atributiva de los recursos forestales en tiempo real. La implementación de este sistema, va encaminado a permitir la automatización del proceso de captura de datos a partir de una plataforma Web, con el fin de disminuir tiempos de ejecución, traspaso de formato análogo a digital, edición y mecanización en el proceso de georreferenciación de datos. Adicionalmente contribuir al acceso de las muestras de campo en tiempo real, lo que significa, la accesibilidad a consultas más eficientes y oportunas para la integración de la información, por medio de la conexión a la base de datos espacial; con el propósito de disminuir costos dados por la elongación de tiempos de contratación (personal y equipos) y demora en entregas, obstáculos comunes en la consultoría. El uso recurrente de este servicio por parte de las organizaciones del sector forestal, permitirá un beneficio cuantificable y medible en indicadores de eficiencia, tales como disminución en costos fijos como el transporte y variables (papelería, impresión, digitalización y depuración).. 5.

(11) 4. Alcance. 4.1 Espacial En la actual fase de desarrollo de la aplicación SIGIF se presenta una limitante en cuanto a la espacialidad de los datos, puesto que la toma de ellos se deberá realizar en zonas que cuenten con conexión constante a Internet. Así mismo, el esquema actual de los formularios se tiene pensado para levantamiento de inventarios forestales enmarcados en proyectos de infraestructura vial, específicamente en ambientes de rehabilitación de la red vial existente. 4.2 Técnico Inicialmente el aplicativo contempla un módulo de autentificación por cada uno de los usuarios, así como un panel de administración para cada uno de ellos. Dadas las limitaciones en los tiempos para el desarrollo de todas las funcionalidades, el presente documento detalla únicamente las características funcionales referidas al módulo más importante de la aplicación, es decir, se enfocará en la captura de datos a través de dispositivos móviles por parte de los usuarios de campo. Por otro lado, el nivel de precisión requerido para un inventario forestal debe contar con un mayor detalle. No obstante, dado que el desarrollo de la aplicación se enmarca en el sistema operativo Android, es de destacar que en la actualidad existen modernos dispositivos con sistemas de posicionamiento global (GPS), que soportan este entorno de ejecución, lo cual podría ampliar sustancialmente el alcance del SIGIF.. 6.

(12) 5. Objetivos. Desarrollar un aplicativo web que permita la gestión de información geográfica, proveniente de inventarios forestales, facilitando/optimizando/ayudando la captura, consulta y edición de datos en tiempo real, a partir de una infraestructura de datos espaciales; con el fin de optimizar procesos, tiempos y costos en las organizaciones. 5.1 Específicos . Definir los requerimientos funcionales y no funcionales del Sistema de Información para la gestión de inventarios forestales.. . Diseñar una base de datos espacial; que permita el almacenamiento, edición y consulta de los datos en tiempo real.. . Diseñar una arquitectura de software que dé cumplimiento a los requerimientos.. . Identificar, reutilizar, configurar e integrar componentes de software que respondan a los requerimientos funcionales y no funcionales del sistema de información.. 7.

(13) 6. Metodología. El diseño y desarrollo del Sistema de Información para la Gestión de datos provenientes de Inventarios Forestales (SIGIF), se desarrolló en un entorno de reutilización de componentes, esto se soportó en el conocimiento de la existencia de componentes que requeridos por el sistema. El sustento de aplicar la ingeniería del software basada en componentes, es la reducción de la cantidad de código, el riesgo consecuente y la entrega más rápida del sistema (Sommerville, 2005), el desarrollo se ejecutó mediante el siguiente flujo de procesos (Figura 1):. Figura 1: Diagrama metodológico. Ingeniería del software basada en componentes. Fuente: Adaptado de Sommerville (2005). 1. En la fase de especificación de requerimientos del SIGIF, se establecieron las necesidades del sistema que ayudarían a resolver los problemas identificados en la captura y digitalización de la información proveniente de campo. Esta fase tiene como fin identificar de manera detallada un planteamiento que guíe la gestión del aplicativo Web, de manera metodológica y temporal. Así, se busca determinar los elementos que intervienen, las relaciones, funcionalidades, el comportamiento que tendrá y el alcance. 8.

(14) del proyecto. En esta etapa se obtienen los casos de uso, al igual que los requerimientos funcionales y no funcionales. 2. En el análisis de componentes, se parte de la especificación de requerimientos, buscando componentes que se ajusten a cada una de las especificaciones. Generalmente, no existe una adaptación exacta, por ello tan sólo se utiliza un fragmento de estos (Sommerville, 2005). De tal manera, se buscó recuperar un subconjunto de componentes, candidatos a reutilizar. 3. Posteriormente, en la fase de diseño del sistema a partir de la reutilización, se tuvieron en cuenta los componentes de reutilizacion y posteriormente fueron organizados dentro de un framework para la satisfacción de los requerimientos funcionales y no funcionales (Sommerville, 2005). 4. Finalmente, en la etapa de desarrollo e integración, luego de la revisión de componentes, se evaluó si es o no posible el acceso a todos ellos, en caso negativo, se desarrollaron e integraron con aquellos componentes que sí pudieron ser adquiridos. Adicionalmente se adecuan a las nuevas necesidades y requerimientos planteados. 5. En el proceso de Validación, se desarrollaron pruebas intermedias aplicadas de usabilidad, practicidad y desempeño para verificar la consistencia de los requisitos funcionales y no funcionales de acuerdo con las necesidades planteadas por el usuario, en aspectos temáticos, pedagógicos y comunicativos.. Dadas las características del proyecto, se usó una metodología ágil de programación extrema (XP), esta metodología integra buenas prácticas, como el desarrollo iterativo y la participación del cliente en niveles extremos a tiempo completo (Somerville, 2005).. 9.

(15) Esta metodología se usó gracias a su simplicidad y capacidad de integrar la reutilización de código, tanto como la fácil adaptación al cambio de requerimientos. La Metodología XP define que los campos en el proceso de desarrollo son un aspecto inevitable y que cualquier gerente de proyecto debería ser capaz de resolverlo (López, 2013). Se desarrollaron las funcionalidades principales del SIGIF y a esta posteriormente se le fueron añadiendo funcionalidades secundarias de acuerdo a lo requerido en el desarrollo. Así mismo se realizaron pruebas a los procesos principales con el fin de prevenir posibles errores. Siguiendo lo propuesto por Sommerville (2005), el proceso metodológico de la programación XP se dividió en 4 fases: •. Planificación del proyecto: En esta fase se determinaron las Historias de Usuario, las cuales tienen la misma utilidad de los casos de uso, pero el cliente es la persona que relata cada historia para que el programador pueda interpretarlas.. •. Diseño: Se realizó con el fin de mantener una correcta especificación de los nombres de métodos, funciones y clases, ya que permitía que el equipo de desarrollo comprendiera de una mejor manera el diseño y facilitara en dado caso la futura reutilización de código.. •. Codificación: En esta fase, el cliente juega un papel fundamental, ya que este se encarga de transmitir detalladamente mediante las historias de usuario, lo que desea que el sistema realice en cada una de sus funcionalidades, y así es posible probar el correcto funcionamiento del requerimiento. Luego de este análisis, y posterior a la verificación del correcto funcionamiento, se puede proceder a la optimización del código.. •. Pruebas: finalmente, esta fase se realizan pruebas continuas durante todo el desarrollo, para comprobar el funcionamiento de los códigos que vayamos implementando, es de. 10.

(16) vital importancia ya que se puede anticipar que un cambio en alguno de los componentes no altere las funcionalidades principales de la aplicación.. 11.

(17) 7. Antecedentes. En Colombia, los inventarios forestales registran las variables de interés sobre los bosques nacionales, todo esto con el fin de poder contribuir al monitoreo del estado, tipo y calidad de estos; adicionalmente los inventarios forestales buscan hacerle un seguimiento a los ecosistemas en cuanto a su composición, la estructura, y la degradación con el fin de dar soporte para la toma de decisiones del sector involucrado y para las políticas ambientales que busquen mitigar daños y un desarrollo sostenible para los bosques. A partir de esto, el origen de los inventarios forestales en Colombia se dio para los años 60, donde el Ministerio de Agricultura inició el proyecto con fines de conocer el recurso existente para el aprovechamiento y manejo, a nivel regional. Lo que abarcó, los primeros inventarios detallados con cifras técnicamente soportadas. Esto inició la creciente demanda de personal humano con conocimiento forestal y la creación y divulgación de políticas. Para el año 2006 el IDEAM, inició el Programa de Monitoreo y Seguimiento de Bosques, como resultado de esto se reconoció la necesidad de hacer una investigación del Inventario Forestal Nacional (IFN) con el fin de fortalecer el conocimiento sobre la composición y la estructura de bosques en Colombia. La captura de datos en campo, es digital mediante un dispositivo móvil de captura (DMC), en donde se integran software de captura de datos alfanuméricos y software geográficos, tales como ArcPad, Terrasninc, GPS y adicionalmente va acompañada por el método convencional (Registros en papel) (Departamento Administrativo Nacional de Estadística, 2009).. 12.

(18) Las aplicaciones SIG referentes al ámbito forestal son muchas; dado que la gestión de los recursos forestales precisa de un gran número de datos georeferenciados espacialmente, adicionalmente se pueden convertir en herramientas que facilitan la toma de decisiones, la valoración, y el manejo de estos recursos (Sanchéz & Fernández , 1999). De manera metodológica muchos proyectos se han vistos involucrados en el desarrollo de aplicativos Web que permiten almacenar, procesar, analizar y consultar la información, para apoyar la toma de decisiones haciendo uso de las tecnologías de la información orientadas hacia los entornos web, lo que permite que el aplicativo esté disponible para el usuario desde cualquier navegador de internet, en el lugar donde se encuentre. En el 2014, se diseñó e implementó una aplicación Web que permitiera la gestión de información espacial de datos relacionados con los apoyos otorgados por los programas de desarrollo forestal de la CONAFOR, a partir de un Web Mapping que brindaba las herramientas necesarias para la visualización y consulta de información con el fin de conocer sus características espaciales y descriptivas (Peña & García, 2014). Vegas (2016), diseñó un trabajo investigativo, en el cual basó sus argumentos en el análisis de las actividades implicadas en la recogida de datos en el campo, almacenamiento y procesamiento de la información del Inventario Nacional Forestal, a través de una aplicación Web y una aplicación móvil bajo plataforma Android - Java, que implementó las interfaces de ingreso de datos con los formularios utilizados para el levantamiento del Inventario Nacional Forestal y presentó reportes con la información referente a biodiversidad (especies). Adicionalmente permitió identificar los problemas que comúnmente se presentan en los procesos indicados y la necesidad de almacenar en formato digital dicha información (Vega, 2016).. 13.

(19) 8. Marco teórico. Los ecosistemas forestales son más que conjuntos de árboles, de acuerdo con Woodall & Monleon (2007), estos se describen como la asociación de fauna, flora y entidades abióticas. Clásicamente, un inventario forestal se define como un procedimiento que permite recopilar eficientemente información de área, localización, cantidad, calidad y crecimiento de los recursos maderables de un bosque o de un lugar específico. Es utilizado para obtener información necesaria para la toma de decisiones sobre el manejo y aprovechamiento forestal (CATIE, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza, 2002). Dentro de la etapa preliminar de un inventario forestal, se ejecutan labores de recopilación y organización de informes, estudios, planos de diseño y cartografía base, donde se encuentra delimitada el área de influencia directa del proyecto y la ubicación del inventario forestal en el área de afectación. Por otro lado, dentro de la etapa de campo, para este tipo de estudios, se desarrolla un inventario forestal al 100%, que consiste en medir todos los individuos que se encuentran en el área de influencia del proyecto, con un Diámetro a la Altura del Pecho (DAP) ≥10 centímetros donde se incluye nombre común del individuo, altura total, altura comercial (h comercial en metros), diámetro de copa, estado físico y sanitario actual; junto con un número de identificación por individuo, el cual es asignado en orden consecutivo con pintura de color rojo sobre el fuste en un lugar visible. De esta manera y bajo estos parámetros se determina el número de individuos presente en el área de influencia del proyecto, de acuerdo con los lineamientos del Decreto 1791 de 1996.. 14.

(20) Los datos recopilados y calculados en un Inventario Forestal son necesarios para la aprobación de EIA (Estudios de Impacto Ambiental) y/o PMA (Plan de Manejo Ambiental) en proyectos en los sectores de hidrocarburos e infraestructura. Un EIA puede ser definido como el procedimiento técnico, jurídico y administrativo usado para la toma de decisiones relacionadas con actividades que afectan el medio ambiente, las cuales están regidas por la legislación vigente (Zuñiga, 2009). La Evaluación del Impacto Ambiental consta de una serie de pasos concretos regulados por plazos temporales establecidos, cuyo cumplimiento es responsabilidad del órgano ambiental competente. En dicho procedimiento se debe analizar toda la documentación aportada por el interesado en realizar un proyecto de desarrollo; documentación elaborada con soporte científico – técnico – legal y que por su carácter interdisciplinario no solo considera los problemas ambientales, económicos y socioculturales que el determinado proyecto de desarrollo puede generar, sino que, además, da a conocer las propuestas de corrección o eliminación de las afectaciones al entorno (Zuñiga, 2009). De acuerdo con MMAE (1996), Rojas (1996) & Ortega y Rodríguez (1997), citados por Zúñiga (2009), el impacto ambiental es un efecto que altera el medio ambiente, desencadenado por la intervención humana, bien sea con actividades de construcción u operación. Dichos efectos pueden ser valorados favorable o desfavorablemente de acuerdo con su efecto sobre los componentes del medio ambiente.. 15.

(21) 9. Resultados. 9.1 Especificación de requerimientos El primer resultado obtenido al implementar la metodología de reutilización de componentes, comprendió en la definición de actores del sistema, el cual se identificó como un usuario general, este puede realizar la captura, consulta, la descarga de un reporte de la consulta realizada y acceso sin restricciones al aplicativo. No obstante se especificaron algunos requerimientos no funcionales; contemplando que el dispositivo donde se encuentra la aplicación debe tener acceso a internet, con el fin de poder hacer la conexión a través del servidor a la Base de Datos, la solución debe ser de fácil entendimiento de tal forma que se reduzcan los tiempos de entrenamiento, debe ser intuitivo para el usuario, además de garantizar la lógica del flujo de eventos asociado a cada uno de los elementos de la interfaz de usuario, los archivos fotográficos que capture deben ser almacenados en formato .jpg; por ultimo debe ser implementada en idioma español y disponer herramientas de ayuda visual que facilite al usuario la interacción con la aplicación. Como resultado del análisis de requerimientos se referencia el diagrama de casos de uso (Figura 2), el cual señala la conexión de los diferentes requerimientos junto a los actores que se ven involucrados en el sistema; el primer caso de uso se refiere a la autentificación y consulta sobre la base de datos, los cuales son los únicos casos de uso aplicables para los usuarios de oficina, adicionalmente se encuentran los usuarios de campo, que heredan los casos de uso de los usuarios de oficina junto con la creación, la modificación y la eliminación de registros sobre el inventario forestal. Finalmente se encuentra el usuario administrador el cual hereda los. 16.

(22) requerimientos de los usuarios anteriores junto a la gestión de usuarios, lo cual implica la creación, consulta, modificación y eliminación de usuarios sobre la organización. uc Use Case Model SIGLD. CU01: AUTENTIFICAR_USUARIO. U_OFICINA CU02: CONSULTAR_BASE_DATOS. CU03: CREAR_INFORMACIÓN. CU04: MODIFICAR_INFORMACIÓN U_CAMPO. CU05: BORRAR_INFORMACIÓN. CU06: CREAR_USUARIO. CU07: CONSULTAR_USUARIO. CU08: MODIFICAR_USUARIO. U_ADMIN. CU09: BORRAR_USUARIO. Figura 2: Diagrama de casos de uso. Fuente: Elaboración propia. 9.2 Análisis de componentes A continuación, se describen las características del entorno de trabajo bajo el cual se define el correcto funcionamiento de la herramienta SIGIF web: Las características de software dentro del proyecto son las siguientes: •. Editores de texto: Sublime text. 17.

(23) •. Lenguajes: JavaScript, HTML5 y CSS3.. •. Software: QGIS, Android SDK, Android Studio, Java JDK, Java SDK, Genymotion. •. Base de datos: PostgreSQL y su complemento espacial PostGIS. •. Entorno de ejecución: Node.js. •. Framework: Apache Cordova, AngularJS, Ionic. 9.3 Diseño del sistema Dentro de la fase de diseño del sistema con reuso, los primeros resultados fueron el diagrama de componentes, de despliegue y el modelo de datos conceptual representado en un Modelo Entidad-Relación. La Figura 3 muestra el diagrama de componentes de la aplicación SIGIF, se observa que en sí misma, la aplicación en su actual fase de desarrollo funciona en conjunto como un mismo componente, el cual provee la información necesaria que requiere el componente de la base de datos PostgreSQL, la cual almacenará adecuadamente de acuerdo al esquema que se presenta en el diagrama de persistencia (Figura 5).. Así mismo, los datos almacenados podrán ser. consultados inmediatamente mediante cualquier componente que pueda visualizar espacialmente la información, tal como QGIS. cmp DIAGRAMA DE COMPONENTES. SIGIF. POSTGRES. Figura 3: Diagrama de componentes Fuente: Elaboración propia. 18. QGIS.

(24) Dado que el ambiente de desarrollo de la aplicación se realizó con el API 23 de Android, que soporta la versión 6.0, el ambiente de ejecución en donde se instalará la el SIGIF deberá ser también de esta versión o superior. En la Figura 4, se observa el diagrama de despliegue, este representa la disposición de los ambientes de ejecución, dispositivos y artefactos que serán necesarios para el uso adecuado del SIGIF. Dado que los datos recolectados en los inventarios son el insumo más importante de la aplicación, se planteó usar un servidor de base de datos con motor de PostgreSQL con su respectivo espejo, de tal forma tener un respaldo de la información. Finalmente, los datos ya georreferenciados podrán ser accedidos mediante un componente externo, como lo puede ser Quantum GIS (QGIS).. Figura 4: Diagrama de despliegue. Fuente: Elaboración propia. 19.

(25) En la Figura 5, se observa el diagrama de persistencia propuesto para el SIGIF, en él se encuentran las entidades y relaciones de los datos que serán almacenados en el sistema. Se identificaron 3 entidades que hacen referencia a cada uno de los usuarios que interactúan con la aplicación y sus respectivos atributos. Adicionalmente se encuentra el núcleo de la información, es decir, el formulario de almacenamiento de todos los datos capturados por la interfaz del SIGIF.. Figura 5: Diagrama de persistencia.. Fuente: Elaboración propia. 9.4 Desarrollo e integración Dentro de la fase de integración, se creó el formulario principal, para la captura de la información requerido por el SIGIF. El cual fue producto del framework Ionic, mediante un lenguaje HTML5, con el fin de crear una aplicación móvil hibrida que permite ejecutar en un browser, y a su vez permite acceder a los recursos del dispositivo (cámara, GPS).. 20.

(26) El uso de este Framework, permitió simplificar el desarrollo del código para cumplir con las características planteadas en los requerimientos no funcionales. El formulario de registro de especies tiene la característica de ser sencillo, ligero e intuitivo, a su vez es completamente adaptable a la resolución de cualquier dispositivo móvil. Así mismo, están optimizados con características CSS3 y HTML5 que permitan mejorar la captura eficiente y veloz de los datos, mediante la ayuda de distintos tipos de teclados virtuales para el ingreso de los diferentes campos, es decir, si se pretende llenar un campo de texto aparecerá el teclado convencional, mientras que, si se desea ingresar alguna medición numérica, esta se realiza mediante el despliegue de un teclado numérico. La ventana de registro de especies tiene las características de proveer al usuario simplicidad para optimizar la velocidad en la captura de datos. No se presentan funcionalidades externas que puedan desviar la atención en el momento de su uso, ya que esta será la fuente principal de información del sistema. Así mismo, se establecieron los campos obligatorios, y sus respectivos tipos de datos, para que el formulario antes de ser enviado cumpliera con todas las características de integridad de la información; se establecieron reglas de comportamiento dentro de ciertos campos. Ionic, al ser un framework HTML5, necesita un contenedor nativo como Cordova para poder correr como una aplicación nativa e implementar, trabajar y aprovechar todas las capacidades del terminal móvil mediante la inclusión de plugins desarrollados por la comunidad. Se cargaron las librerías de angular, donde se especifica que requiere Ionic, y ngCordova. Para la implementación y captura de las coordenadas, se produjeron dos procesos.. 21.

(27) . De forma gráfica, que involucra llamar el visor de google maps, que se encarga de dibujar el mapa a partir de las coordenadas recibidas como parámetro.. . Obtener coordenadas del dispositivo, se utiliza la librería $cordovaGeolocation la cual proporciona información sobre la ubicación del dispositivo, tales como latitud y longitud. Las fuentes comunes de información de localización incluyen el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la ubicación infiere de las señales de red como la dirección IP, RFID, WiFi y Bluetooth direcciones MAC, y la identificación móvil GSM/CDMA.. La implementación de la cámara a través de, Camera.PictureSourceType.CAMERA. Permite que una vez el usuario toma la foto, la aplicación de la cámara se cierre y se restablece la aplicación, con esta función se utiliza la librería $cordovaCamera, la cual se encarga de registrar los eventos e interactuar con esta.. En cuanto al almacenamiento de los registros sobre el formulario, se creó una función que se encarga de guardar en el servidor los campos del formulario, junto con la ubicación (URL) de la imagen dentro del servidor, esa información se encuentra alojada en el scope. Adicionalmente a esto, se crea un objeto JSON el cual contiene mapeados los campos que se encuentran en la base de datos, con los valores respectivos, encaminando a la URL que se encarga de resolver la inserción de la información del formulario y persistirla en la Base de Datos. La adición de la funcionalidad de conectar bases de datos a las aplicaciones se consigue cargando el controlador de Node.js adecuado para la base de datos en la aplicación Figura 6.. 22.

(28) Figura 6: Parámetros de conexión a base de datos Fuente: Elaboración propia. Por último, se crea una función que se encarga de procesar la petición del JavaScript, resolviendo los parámetros de entrada y mapeándolos a través de expresiones a la inserción, como se observa en la Figura 7.. Figura 7: Conversión de coordenadas en geometrías Fuente: Elaboración propia. De esta manera, las coordenadas obtenidas (Latitud, Longitud), son convertidas a Geometría para el formato de Postgres, junto con el sistema de proyección 4326, que hace referencia al SRID (Spatial Reference System Indentifier), que indica el sistema de coordenadas concreto, donde están definidos los parámetros del sistema y la proyección de los datos, para este caso, se cuenta con una proyección Geográfica, con Latitud y Longitud de origen 0º, el elipsoide de referencia es WGS84 y las unidades son grados. Todo esto se hace a partir de un archivo con formato JSON.En la Figura 8, Figura 9 y Figura 10 se observa la vista del aplicativo en funcionamiento, identificando el diligenciamiento prueba del formulario sobre un simulador. 23.

(29) Android (Google Nexus - Version Android 5.1.0- Resolución de pantalla 768x1280) a partir del emulador Genymotion. Ingreso de Datos. Figura 8: Captura de datos por entrada de texto. Captura de fotografía. Figura 9: Captura de fotografías. Captura de coordenadas. Figura 10: Visor de puntos georreferenciados. Fuente: Elaboración propia. Luego de hacer la conexión de la base de datos, al software QGIS, En la Figura 11, se puede identificar, el correcto almacenamiento de los registros capturados desde la aplicación.. Figura 11: Consulta de información por medio de QGIS. Fuente: Elaboración propia. 24.

(30) 9.5 Validación del sistema Con el fin de evaluar el criterio de usabilidad del SIGIF, se tomó como referencia la norma ISO/IEC 9126-3. Esta norma está dirigida a desarrolladores, compradores y evaluadores independientes. 9.5.1 Especificación del modelo de calidad El modelo ISO 9126 especifica seis características que incluyen: funcionalidad, fiabilidad, usabilidad, eficiencia, mantenibilidad y portabilidad, que son aplicables a todo tipo de software; según Behkamal et al., (2009), el modelo ISO es el más completo debido a su estructura jerárquica, con criterios de evaluación precisos; No obstante, solo se tendrá en cuenta el criterio de usabilidad, evaluando los sub parámetros que se describen a continuación: Usabilidad: Capacidad del producto de software de ser comprendido, aprendido, usado y atractivo para el usuario, cuando se usa en condiciones específicas (ISO, 1991). . Comprensibilidad: Capacidad del producto de software que permite al usuario entender el uso para tareas particulares.. . Facilidad de aprendizaje: La capacidad del producto de software que permite al usuario aprender su aplicación.. . Operatividad: La capacidad del producto de software que permite al usuario operar y controlar el software. Según la ISO 9410-10 la operatividad corresponde conformidad con las expectativas de los usuarios. . Atractivo: La capacidad del producto de software para ser atractivo para el usuario, como por ejemplo el uso del color y la naturaleza del diseño gráfico.. 25.

(31) 9.5.2 Metodología de evaluación A continuación, se mostrarán algunos de los métodos y autores más relevantes en cuanto a metodologías de evaluación de la calidad del software, con el fin de determinar el modelo de evaluación más propicio para determinar el parámetro de usabilidad del SIGIF. Nielsen et al., (2007), segmenta en cuatro elementos la evaluación de calidad del software: . Formal: Análisis técnicos que se emplean en desarrollo de software real.. . Automática: Empleando procedimientos computarizados.. . Empírica: Experimentos con pruebas de usuarios.. . Heurística: Realizada revisando la interfaz de usuario y generando reporte de acuerdo a la experiencia de su manipulación.. Así mismo, Preece (1993), considera los siguientes elementos en la evaluación del software: . Evaluación de expertos: Se lleva a cabo por personas especializadas en diseño de interfaces, quienes describen los problemas potenciales que ellos consideran para los usuarios sugiriendo, soluciones específicas.. . Evaluación observacional: Colección de datos acerca de la interacción del usuario con el software.. . Evaluación por investigación: Empleada para conocer las opiniones de los usuarios respecto al software.. . Evaluación experimental: En esta evaluación se busca evaluar el desempeño del software mediante pruebas específicas.. 26.

(32) En su conjunto, Nielsen et al., y Preece, confirman que la evaluación de software debe ser apoyada en el uso de técnicas que permitan adquirir información para identificar problemas, unas de ellas podrían ser los cuestionarios. El uso de estos permite obtener conocimiento sobre opiniones, deseos y expectativas de los futuros usuarios (Gamberini & Valentini, 2003). Existen diferentes tipos de cuestionarios, en los cuales se plantean diferentes tipos de preguntas: generales, abiertas o cerradas (escala categórica); Así mismo, se emplean técnicas de escala de numeración, escalas de comparación con otros softwares que cumplan la misma función, preguntas multiselección o preguntas de escalamiento. Por su parte, los expertos deben tener pleno conocimiento de los estándares ISO 9126, ISO 9224-11 e ISO 14598, las cuales proporcionan las características y sub-características de calidad de software. La revisión de estándares por parte de expertos puede realizarse mediante guías de comprobación (herramientas aplicadas que permiten identificar no conformidades en el software) (Alva, 2005). La opinión de expertos es muy popular, ya que es un método más rápido y barato de realizar que otros métodos (Nielsen & Molich, 1990). La asignación de pesos a los factores de calidad y subfactores, generalmente se realiza por el método de comparación mutua y proceso jerárquico analítico. El método de comparación mutua sugiere que la importancia relativa entre algunos atributos se puede derivar en una escala de razón por comparaciones mutuas de los atributos de calidad. (Behkamal, Kahani, & Kazem, 2009).. 27.

(33) El conjunto de todas estas comparaciones se puede representar en una matriz cuadrada. La sentencia refleja las respuestas a dos preguntas: ¿Cuál de los atributos es más importante, y con qué fuerza? Esto se realiza mediante 5 escalas ('1' denota la importancia igual y '5' denota la importancia extrema) (Gamberini & Valentini, 2003). Finalmente, el proceso de jerarquía analítica, es una herramienta orientada a la toma de decisiones, la cual jerarquiza niveles que contiene un número acotado de patrones de decisión (Alva, 2005). 9.5.3 Métricas de calidad a ser evaluadas Elección del modelo de calidad ISO como base. Las características que se escogieron para evaluar en el presente estudio fueron: Tabla 1: Métricas de calidad a evaluar. Característica de Calidad. Subcaracterística Comprensibilidad Aprendizaje. Usabilidad. Operatividad Atractivo Fuente: Elaboración propia. Para realizar la puntuación de cada métrica de calidad seleccionada, se tuvo como referencia la escala de gradiación propuesta por González et al., (2009) presentada en la Tabla 2. Tabla 2: Escala de Gradiación. Gradiación 0.0 hasta 0.9 1.0 hasta 1.9 2.0 hasta 2.9 3.0 hasta 3.9 4.0 hasta 4.6 4.7 hasta 5.0. Nivel de Importancia Deficiente Insuficiente Regular Aceptable Bueno Excelente Fuente: Gonzalez & Cáceres (2013). 28.

(34) Para establecer los rangos de niveles de las métricas, se tuvo como referencia los resultados obtenidos en la publicación Customizing ISO 9126 quality model for evaluation of B2B applications realizado por Benhid Behkamal, Mohsen Kahanni & Mohamemad Kazem en el año 2009 quienes desarrollaron una metodología para evaluar la calidad del software. Tabla 3: Pesos de métricas de calidad de software.. Punto de vista de los desarrolladores Punto de vista de usuarios Factor de calidad Peso Factor de Sub Peso Peso Factor de sub Peso calidad relativo Calidad relativo Comprensibilidad 0,16 Comprensibilidad 0,2 Capacidad de Capacidad de 0,17 0,2 Usabilidad 1 aprendizaje 1 aprendizaje Operatividad 0,20 Operatividad 0,14 Atractivo 0,13 Atractivo 0,17 Fuente: Behkamal et al. (2009). A continuación, se presentan los resultados de la calificación conforme los pesos de las métricas establecidos para las aplicaciones objeto de la evaluación realizada, resaltando que se tomaron únicamente los parámetros y factores de usabilidad. En la Tabla 4, se puede observar la calificación arrojada por cada uno de los niveles de usuarios encuestados para cada uno de los subparámetros y factores. Como usuarios expertos se tomó el criterio de los ingenieros que estuvieron a cargo desde el planteamiento del problema, identificación de requerimientos, fase de diseño e implementación. Cada uno de ellos evaluó objetivamente cada ítem y su resultado fue promediado para obtener un valor único. Por su parte, la calificación de los usuarios fue determinada mediante un pequeño cuestionario que explicaba las métricas de usabilidad a ser evaluadas junto con sus escalas de valor. Dichos usuarios fueron seleccionados de acuerdo al perfil de usuario objetivo de la aplicación, es decir técnicos o ingenieros forestales. Los cuales debido a su formación profesional están familiarizados con la terminología y esquema de recolección de datos, en total fueron seleccionados 5 usuarios, los valores para cada métrica fueron promediados. 29.

(35) Tabla 4: Calificación SIGIF punto de vista expertos y usuarios. Parámetro. Comprensibilidad. Usabilidad. Factor Entender el uso para tareas particulares.. Capacidad de aprendizaje. Facilidad de aprendizaje. Operatividad. Control sobre software. Expertos. Usuarios. Fácil de reconocer. 5. 5. Esquema de organización global. 5. 4,2. Soporte y retroalimentación. 4. 3,9. Documentación (Manual). 0. 5. Lenguaje común. 5. 5. Intuitivo. 5. 5. Retroalimentación. 5. 5. 5. 4. 3. 3,5. 4. 3,5. Atractivo para el Interfaz gráfica sencilla y amigable usuario, como por ejemplo el uso del color y la naturaleza del Uso de metáforas para diseño gráfico. reconocimiento Estética y diseño Fuente: Elaboración propia. Atractivo. De acuerdo a la evaluación de los parámetros anteriormente expuestos, se presenta un resumen de los puntajes obtenidos para la aplicación SIGIF en la Tabla 5. Tabla 5: Calificación ponderada por sub parámetros, punto de vista expertos y usuarios. Parámetro. Calificación Expertos Calificación Usuarios. Comprensibilidad. 0,91. 1,36. Capacidad de aprendizaje. 1,35. 1,50. Operatividad. 1,50. 1,00. Atractivo. 0,68. 0,73. Usabilidad. Total. 4,44 Fuente: Elaboración propia. 4,59. El parámetro de comprensibilidad para cada uno de los dos grupos encuestados fue influido principalmente por la no existencia de un manual de usuario para el SIGIF. Para los usuarios expertos se considera un factor de bastante importancia dado que se espera que cualquier tipo de software cuente con su respectiva documentación sin importar el nivel de complejidad del 30.

(36) mismo. No obstante, dado que los usuarios objetivo fueron segmentados de acuerdo a sus características profesionales, para ellos, este no fue un factor determinante, pues se espera que los usuarios estén familiarizados con la terminología y metodología de un inventario forestal. En cuanto a la capacidad de aprendizaje y operatividad, ambos grupos encuestados tuvieron experiencias similares al momento del uso de la aplicación. Esto se debe a que dada la simplicidad del formulario, es de fácil comprensión y no representa ningún tipo de inconveniente para el usuario que lo ejecuta. También debido a su estructura vertical, con captura de datos en cascada, permite que el ingreso de la información sea bastante intuitivo. En el parámetro de atractivo de la aplicación, los usuarios le ofrecen un mayor peso a esta característica, y en este parámetro es en donde la aplicación SIGIF presenta inconvenientes debido a su usabilidad, sus calificaciones más bajas estuvieron en las características de uso de metáforas para el reconocimiento y su estética y diseño. Finalmente, como resultado de la evaluación se obtuvieron valores entre 4,44 y 4,59, por parte de los expertos y usuarios respectivamente. Estos resultados permiten notar la pequeña diferencia que existe entre los puntos de vista de estas dos partes.. 31.

(37) 10. Conclusiones. La facilidad de uso y la funcionalidad de la aplicación móvil claramente mejora la interacción del usuario con la captura de la información en campo, al mismo tiempo permite una relación más efectiva y ágil a la hora de la consulta, almacenamiento y georreferenciación de los datos, dado que lo hace de manera automática. Dada la experiencia de los usuarios y expertos en la usabilidad de la aplicación SIGIF, es importante resaltar que las características que mayor impacto negativo tienen en la usabilidad están dadas por su atractivo. Mientras que los parámetros comprensibilidad, capacidad de aprendizaje y operatividad fueron sobresalientes. Los dispositivos móviles permiten capturar los datos con mayor precisión y facilitan la creación de cualquier tipo de dato espacial sobre el terreno, dada la capacidad del dispositivo para conocer las coordenadas de su localización, lo que implica de manera inmediata las capacidades de las aplicaciones SIG para edición de datos, así como las propias ventajas de los datos digitales en comparación con los métodos análogos o que involucren menor automatización de los procesos. Para el correcto desarrollo de la aplicación SIGIF, es necesario implementar dos módulos (Pagina Web administradora, Aplicación Móvil), con el fin de que se permita el correcto funcionamiento y administración de la aplicación, junto al cumplimiento de los requerimientos fijados inicialmente.. 32.

(38) 11. Recomendaciones. Se recomienda continuar con el desarrollo de los módulos propuestos que cumplan con mayor detalle los requerimientos funcionales y no funcionales, a su vez que den solución al resto de las problemáticas. Se recomienda el uso de la aplicación SIGIF en dispositivos que cuenten con sistemas de posicionamiento global de mayor precisión, y que cuenten con sistema operativo Android 6.0 o superior. Dados los resultados del análisis de usabilidad de la aplicación SIGIF, se recomienda profundizar actividades que permitan mejorar la percepción visual por parte de los usuarios. Este proceso podría ser apoyado por consultoría de terceros que estén más familiarizados con el diseño de entornos amigables en aplicaciones.. 33.

(39) 12. Referencias. Alva, M. (2005). Metodología de Medición y Evaluación de la Usabilidad en Sitios Web Educativos. Oviedo: Universidad de Oviedo, Departamento de Informática. Behkamal, B., Kahani, M., & Kazem, M. (2009). Customizing ISO 9126 quality model for evaluation of B2B applications. Information and Software Technology, 16. Brand Cadena, A., Gomez Erazo, A., & Piedrahita Manrique, P. (2015). Desarrollo e implementación de un aplicativo en SIG para la gestion ambiental y predial del proyecto de ampliacion de la troncal central del norte. Manizales: Universidad de Manizales. Calero Clavijo, R. (2016). Diseño e implementacion piloto de una aplicacion SIG para el análisis de los AHDI para EMCALI. Manizales: Universidad de Manizales. CATIE, Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza. (2002). Inventarios forestales para bosques latifoliados en América Central. Turrialba, Costa Rica. Departamento Administrativo Nacional de Estadística. (2009). Diseño del Marco Conceptual y Metodológico del inventario Fprestal Nacional. Bogotá: Subdirección de Ecosistemas e Información Ambiental. FAO. (2004). Inventario forestal nacional, manual de campo: modelo. Guatemala. FAO. (2010). Aplicación de nuevas tecnologías a la planificación, seguimiento y control de los trabajos de campo del Inventario Forestal Nacional. Control de errores en la toma de datos. G&R Ingeniería y Desarrollo S.A.S. (2016). Informe de contabilidad primer trimestre. Bogotá. 34.

(40) Gamberini, L., & Valentini, E. (2003). Web usability today: Theories, approach and methods. Amsterdam: Towards . Gonzalez, J., & Cáceres, G. (2013). Comprasion of GIS Desktop Tool for Development of SIGPOT. IEEE Latin America Transactions, 86-90. González, J., Diéguez, U., Álvarez, J., & Rojo, A. (2005). LIFOR: Aplicación informática para el procesado de datos en inventarios forestales. Actas de la I reunión de Inventario y Teledetección Forestal, 123-128. ISO, I. O. (1991). Softwate product evaluation- Quality characteristics and guidelines for their use. Geneva. López, F. (2013). Administración de proyectos de informática. Bogotá: BogotaEcoediciones. Nielsen, J., & Molich, R. (1990). Heuristic evaluation of user interface. New York. Peña, G., & García, M. (2014). Diseño e implementación de una aplicación web para la gestión de información geográfica del departamento de desarrollo forestal de la CONAFOR Estado de México. Toluca de Lerdo: Universidad Autónoma del Estado de México. Romá, J., Cueva, J., & Piqué, M. (2005). DRIADE: Software para la gestión de datos de inventarios forestales. Actas de la I reunión Inventario y Teledetección Forestal, 181185. Sanchéz, M., & Fernández , A. (1999). Los Sistemas de Información Geográfica en la Gestión Forestal. Teledetección, Avances y Aplicaciones, 96-99. Somerville, I. (2005). Ingeniería del software (Séptima ed.). Madrid: Pearson Education.. 35.

(41) Vega, E. (2016). Aplicacion WEB para la gestión de la información del inventario forestal a ser implementado en un servidor WEB dentro de la Intranet de la direccion forestal del ministerio del ambiente. Quito: Universidad Politécnica Salesiana. Zambelli, P., Chiara, L., & Spinelli, R. (2012). A GIS decision support system for regional forest management to assess biomass availability for renewable energy production. Elservier, 211. Zuñiga, H. P. (2009). Elaboremos un Estudio de Impacto Ambiental. Bogotá.. 36.

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