UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

ÁREA DE LA ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y LOS

RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

“DISEÑO DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN

GEOGRÁFICA ACCESIBLE DESDE LA WEB Y EN UN

ENTORNO DE SOFTWARE LIBRE, PARA EL CENTRO

INTEGRADO DE GEOMÁTICA AMBIENTAL DE LA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA”

AUTOR:

STALIN PATRICIO GUAYLLAS POMA.

DIRECTORA:

ING. DAYSI MIREYA ERREYES PINZÓN

Loja-Ecuador

2011

TESIS DE GRADO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN SISTEMAS

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CERTIFICACIÓN

Ing. Daysi Mireya Erreyes Pinzón

DOCENTE DEL ÁREA DE LA ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA Y DIRECTORA DE TESIS

CERTIFICA:

Haber dirigido, asesorado, revisado y corregido el trabajo de tesis de grado titulado: “DISEÑO DE UN SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ACCESIBLE DESDE LA WEB Y EN UN ENTORNO DE SOFTWARE LIBRE, PARA EL CENTRO INTEGRADO DE GEOMÁTICA AMBIENTAL DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA” presentada por el Sr. Stalin Patricio Guayllas Poma, previo a obtener el título de Ingeniero en Sistemas, el mismo que reúne los requisitos que exige el reglamento de la Universidad Nacional de Loja, por tal razón autorizo su presentación.

Loja, julio de 2011.

………... Ing. Daysi Mireya Erreyes Pinzón

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AUTORÍA

Los conceptos, ideas, análisis, conclusiones y demás elementos teóricos de la presente tesis, le corresponden exclusivamentea su autor y el patrimonio intelectual a la Universidad Nacional de Loja. Autorizo al Área de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables y por ende a la carrera de Ingeniería en Sistemas, hacer uso del presente documento como estime conveniente.

……… Stalin Patricio Guayllas Poma

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DEDICATORIA

Desde lo más profundo de mi corazón, dedico este trabajo a los seres que me han guiado en la vida y me han apoyado incondicionalmente para lograr mis objetivos:

A mi Madre, la amiga fiel que con su dulzura puso en mi vida sabios consejos llenos de amor y ternura,

A mi Padre que es mi ejemplo y mi horizonte, que con cada palabra firme trazó mi camino y me llevó de la mano para mi pronto caminar.

A Maribel, la mujer que es dueña de mis sueños, la que comparte día a día su destino conmigo, mi complemento y mi apoyo.

A mi hijo, mis hermanos y hermanas que están trazando su camino, espero que este aporte les de fuerzas para su exitoso culminar.

Y con el permiso de mi abuelo que está en el cielo, dedico esta tesis a la sangre indígena que corre por mis venas.

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AGRADECIMIENTO

Dejo constancia de mi agradecimiento imperecedero a la Universidad Nacional de Loja, institución que me brindó la posibilidad de capacitarme en sus aulas, de compartir experiencias, de recoger enseñanzas y poner lo aprendido al servicio de la sociedad.

A los técnicos y personal administrativo del Centro Integrado de Geomática Ambiental CINFA, que día a día se esfuerzan por estar a la vanguardia tecnológica, a ustedes que depositaron su plena confianza en mi persona, de manera especial al Ing. Aníbal González, con quien compartimos largas jornadas de trabajo, de aprendizaje y de amistad.

A los técnicos de la Universidad de Santiago de Compostela, con quienes di mis primeros pasos para conocer parte del mundo de los SIG, a su Director el Dr. Rafael Crecente Maseda allá en España y a Fabián Reyes acá en el Ecuador.

A la Ing. Mireya Erreyes, quien me apoyó de manera desinteresada, confió en mis ideas, me las supo orientar y me ayudó a plasmarlas en el presente proyecto.

A la inmensa comunidad de bloggers, foristas y publicadores de la web, a quienes nunca conocí, pero que sus aportes me guiaron en el proceso investigativo, gracias amigos por estar allí.

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RESUMEN

El presente trabajo de investigación, se centra en la realización de un SIG-WEB (Sistema de Información Geográfico accesible desde la web) a partir de la información cartográfica que se dispone de la Parroquia Vilcabamba; la misma que ha sido levantada por el CINFA (Centro Integrado de Geomática Ambiental) de la Universidad Nacional de Loja, como parte de un convenio institucional con la Universidad de Santiago de Compostela de España.

Para realizar este trabajo, se planteó utilizar software de libre distribución, por lo que el estudio investigativo se centró precisamente en indagar, conocer y utilizar las herramientas de software libre disponibles para este tipo de aplicaciones web. En este sentido, se han empleado las siguientes herramientas: Sistema Operativo Linux, Base de Datos PostgreSQL con su extensión PostGIS, Base de Datos MySQL, MapServer, Lenguaje de Programación PHP, JavaScript, HTML, MapScript, CMS Joomla, GeoNetwork, p.mapper, GvSIG.

El resultado final es la publicación en el Internet del portal Web del CINFA, desde el cual se puede acceder al SIG-WEB con toda la información referente a infraestructura y equipamientos básicos de la Parroquia Vilcabamba; tales como: canales de riego, vías, hoteles, centros de enseñanza, centros asistenciales, parques, jardines, áreas naturales, redes de distribución de agua, redes de alcantarillado, puntos de luz, mercados, cementerios, plantas potabilizadoras, funerarias, centros de emergencia, sectorización de barrios, todos ellos georeferenciados para representar su ubicación exacta dentro de la Parroquia en mención.

En el mencionado portal web, además se publica información referente a las actividades y proyectos que el CINFA ejecuta, así como también se brinda la posibilidad de realizar búsquedas bibliográficas en el Centro de Documentación “CATTLEYA”, el mismo que es parte integral del CINFA y en donde se pueden encontrar libros, revistas, informes, etc., todos ellos relacionados directamente con los Sistemas de Información Geográfica.

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SUMMARY

This research focuses on the creation of a Web-GIS (Geographic Information System accessible from the web) from the mapping information is available Parish Vilcabamba, the same that has been raised by the CINFA ( Integrated Environmental Geomatics Center) of the Universidad Nacional de Loja, as part of an institutional agreement with the University of Santiago de Compostela in Spain.

To make this work, it was decided to use free software, so the research study focused precisely investigate, understand and use free software tools available for this type of web applications. In this sense, we have used the following tools: Linux Operating System, PostgreSQL Database with its extension PostGIS, MySQL Database, MapServer, PHP Programming Language, JavaScript, HTML, MapScript, CMS Joomla, GeoNetwork, p.mapper,gvSIG.

The end result is the publication in the Internet web portal CINFA from which you can access the Web-GIS with all the information related to infrastructure and basic facilities of the Parish Vilcabamba, such as irrigation canals, roads, hotels , schools, care centers, parks, gardens, natural areas, water distribution networks, sewerage, light points, markets, cemeteries, water treatment plants, funeral, emergency, sectorization of neighborhoods, all geo-referenced to represent their exact location within the parish in question.

The above-mentioned website also publishes information concerning the activities and projects that the CINFA runs, and also provides the ability to search citations in the Documentation Centre "Cattleya", it is an integral part of CINFA and where you can find books, magazines, reports, etc.., all directly related to GIS.

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ÍNDICE GENERAL CERTIFICACIÓN ... II AUTORÍA ... III DEDICATORIA ...IV AGRADECIMIENTO ... V RESUMEN ...VI ÍNDICE GENERAL ... VIII ÍNDICE DE FIGURAS ...XI ÍNDICE DE TABLAS ... XIII

1. INTRODUCCIÓN ... 1

2. METODOLOGÍA ... 4

3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ... 7

3.1. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ... 7

3.1.1. Introducción ... 7 3.1.2. Descripción ... 7 3.1.3. Funcionalidades de un SIG ... 7 3.1.4. Componentes de un SIG ... 8 3.1.4.1. Equipos (Hardware) ... 9 3.1.4.2. Comunicaciones ... 9 3.1.4.3. Programas (Software) ... 9 3.1.4.4. Datos ... 9 3.1.4.5. Recursos Humanos ... 9 3.1.4.6. Organización y Procedimientos ... 10

3.1.5. Campos de aplicación de un SIG ... 10

3.1.6. Los SIG en Internet ... 11

3.1.7. Información geográfica distribuida (IGD) ... 11

3.1.8. El formato Shapefile ... 13

3.1.8.1. Tipos de Shapes o Geometrías ... 13

3.2. OPENGIS ... 15

3.2.1. Introducción ... 15

3.2.2. Objetivo de OpenGIS ... 15

3.2.3. Modelo de Objetos Geométricos ... 16

3.3. INFRAESTRUCTURA DE DATOS ESPACIALES (IDE) ... 18

3.3.1. Definición ... 18

3.3.2. Componentes de una IDE ... 19

3.3.2.1. Datos ... 19

3.3.2.2. Metadatos ... 20

3.3.2.3. Servicios ... 21

(9)

3.3.3. Actores de una IDE ... 25

3.3.4. Metadatos Geográficos ... 26

3.3.4.1. Características de los Metadatos ... 26

3.3.4.2. Alcance de los Metadatos ... 27

3.3.4.3. Beneficios de los Metadatos. ... 27

3.4. HERRAMIENTAS DE DESARROLLO ... 29

3.4.1. PostgreSQL ... 29

3.4.2. PostGIS ... 29

3.4.2.1. Esquema conceptual OpenGIS ... 30

3.4.2.2. Definición de tablas básicas ... 31

3.4.3. MapServer ... 35

3.4.3.1. Aspectos Generales – MapServer ... 35

3.4.3.2. Características – MapServer ... 36

3.4.3.3. Arquitectura de una aplicación MapServer Típica ... 36

3.4.3.4. El archivo .MAP ... 37

3.4.3.4.1. Definición de Parámetros en el Archivo MAP (MapFile) ... 39

3.4.3.5. El archivo plantilla ... 52

3.5. ANÁLISIS COMPARATIVO DE METODOLOGÍAS DE DESARROLLO WEB ... 53

4. EVALUACIÓN DEL OBJETO DE INVESTIGACIÓN ... 59

5. DESARROLLO DE LA PROPUESTA ALTERNATIVA ... 61

5.1. ETAPAS DE LA INVESTIGACIÓN ... 61

5.2. ANÁLISIS Y ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS ... 62

5.2.1. Requerimientos funcionales ... 62

5.2.2. Requerimientos no funcionales ... 63

5.3. MODELO DE CASOS DE USO. ... 65

5.3.1. Descripción de casos de uso. ... 66

5.3.1.1. Caso de Uso: Consultar Información General ... 67

5.3.1.2. Caso de Uso: Cargar SIG-WEB de Vilcabamba. ... 70

5.3.1.3. Caso de Uso: Visualizar Capas Temáticas. ... 72

5.3.1.4. Caso de Uso: Navegar en el SIG-WEB de la Parroquia Vilcabamba. 75 5.3.1.5. Caso de Uso: Imprimir Mapa ... 80

5.3.1.6. Caso de Uso: Ejecutar Consultas sobre una Capa Temática ... 85

5.3.1.7. Caso de Uso: Buscar Recursos Bibliográficos ... 88

5.3.1.8. Caso de Uso: Acceder a la zona administrativa del Centro de Documentación. ... 93

5.3.1.9. Caso de Uso: Administrar Recursos. ... 98

5.3.1.10. Caso de Uso: Administrar Categorías. ... 106

5.3.1.11. Caso de Uso: Generar Listados. ... 114

5.3.1.12. Caso de uso: Salir de la zona Administrativa. ... 118

(10)

6.1. TABULACIÓN DE RESULTADOS ... 129

6.1.1. Bibliotecaria. ... 129

6.1.2. Técnicos del CINFA ... 130

6.2. EXPOSICIÓN, DISCUSIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS. ... 134

6.2.1. Resultados de la encuesta aplicada a la bibliotecaria. ... 134

6.2.2. Resultados de la encuesta aplicada a los técnicos del CINFA... 139

6.2.3. Resultados de la encuesta aplicada a los usuarios del SIG-WEB. .... 143

7. VALORACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA ... 148

8. CONCLUSIONES ... 150

9. RECOMENDACIONES ... 152

10. BIBLIOGRAFÍA ... 153

11. ANEXOS ... 156

ANEXO 1. ENCUESTA PARA LA BIBLIOTECARIA DEL CINFA ... 156

ANEXO 2. ENCUESTA PARA LOS VISITANTES DEL PORTAL WEB ... 158

ANEXO 3. ENCUESTA PARA LOS TÉCNICOS DEL CINFA. ... 160

ANEXO 4. ENCUESTAS APLICADAS... 162

ANEXO 5. CERTIFICACIÓN DE LA IMPLEMENTACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL SIG-WEB. ... 163

(11)

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Modelo de aplicación web según la metodología UWE ... 6

Figura 2. Componentes de un SIG. ... 8

Figura 3. Modelo de Objetos Geométricos según el Estándar OPENGIS. ... 17

Figura 4. Características de los Metadatos. ... 26

Figura 5. Esquema conceptual OpenGIS bajo SQL92 ... 31

Figura 6. Tabla spatial_ref_sys. ... 33

Figura 7. Arquitectura de MapServer. ... 37

Figura 8. Archivo vilca.map. ... 38

Figura 9. Esquema del archivo .map. ... 38

Figura 10.Visualización de un mapa con la plantilla html ... 52

Figura 11. Grado de detalle en descripciones. ... 57

Figura 12. Consultar Información General ... 67

Figura 13. SIG-WEB de Vilcabamba ... 70

Figura 14. Visualizar capas temáticas ... 72

Figura 15. Navegar en el SIG-WEB ... 75

Figura 16. Imprimir Mapa ... 80

Figura 17. Imprimir Mapa - PDF ... 80

Figura 18. Consultar capa temática ... 85

Figura 19. Exportar consulta a PDF ... 85

Figura 20. Buscar Recurso Bibliográfico ... 88

Figura 21. Detalles del Recurso Bibliográfico ... 88

Figura 22. Acceso a la zona administrativa ... 93

Figura 23. Panel de Administración ... 93

Figura 24. Ingreso de nuevo recurso ... 98

Figura 25. Opciones para administración de recursos bibliográficos ... 98

Figura 26. Ingreso de nueva categoría ... 107

Figura 27. Opciones para administración de categorías ... 107

Figura 28. Listado de recursos bibliográficos ... 114

Figura 29. Listado de recursos bibliográficos prestados ... 114

Figura 30. Listado de categorías ... 115

Figura 31. Cerrar Sesión ... 118

Figura 32. Arquitectura del SIG-WEB. ... 120

Figura 33. Arquitectura básica de las solicitudes de MapServer ... 121

Figura 34. Diagrama de componentes Portal Web. ... 122

Figura 35. Diagrama de componentes Geoportal. ... 123

(12)

Figura 37. Estadísticas de visitas al portal web. ... 127

Figura 38. Gráfico de Resultados Porcentaje Total (Bibliotecaria). ... 130

Figura 39. Gráfico de Resultados Porcentaje Total (Técnicos - CINFA). ... 131

Figura 40. Gráfico de Resultados Porcentaje Total (Usuarios). ... 132

Figura 41. Gráfico de Resultados Pregunta 1. ... 134

Figura 45. Gráfico de Resultados Pregunta 5 ... 136

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Tipos de shapes ... 14

Tabla 2. Geometrías y características... 16

Tabla 3. Tabla spatial_ref_sys. ... 32

Tabla 4. Valores de SRID para Ecuador. ... 32

Tabla 5. Representación Textual del Sistema de Referencia Espacial. ... 33

Tabla 6. Tabla geometry_columns. ... 34

Tabla 7. Tabla feature table view. ... 35

Tabla 8. Parámetros Objeto MAP ... 40

Tabla 9. Parámetros Objeto WEB. ... 42

Tabla 10. Parámetros Objeto LAYER. ... 44

Tabla 11. Parámetros Objeto CLASS. ... 45

Tabla 12. Parámetros Objeto LABEL. ... 47

Tabla 13. Parámetros Objeto LEGEND. ... 48

Tabla 14. Parámetros Objeto Scalebar. ... 50

Tabla 15. Parámetros Objeto Reference. ... 51

Tabla 16. Requisitos contemplados en cada metodología propuesta. ... 53

Tabla 17. Técnicas por metodología contempladas en cada actividad. ... 55

Tabla 18. Criterios para la evaluación de las metodologías en función del detalle en la descripción. ... 56

Tabla 19. Orientación de las Propuestas. ... 57

Tabla 20. Requerimientos funcionales del SIG-WEB, Portal Web y Centro de Documentación. ... 63

Tabla 21. Requerimientos no funcionales. ... 64

Tabla 22. Cuadro de Resultado de Pruebas (Bibliotecaria). ... 129

Tabla 23. Cuadro de Resultado de Pruebas (Técnicos - CINFA). ... 131

Tabla 24. Cuadro de Resultado de Pruebas (Usuarios). ... 132

Tabla 25. Costos de la elaboración del proyecto. ... 149

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1. INTRODUCCIÓN

Los sistemas de información geográfica (SIG) han surgido como poderosas herramientas para la manipulación y análisis de grandes volúmenes de datos estadísticos, espaciales y temporales, que son necesarios para generar, de una forma flexible, versátil e integrada, productos de información, ya sean mapas o informes, para la toma de decisiones en temas de planificación y ordenamiento territorial, así como herramientas de apoyo en las diversas disciplinas de la ciencia.

En este sentido, es necesario que más personas, comunidades, empresas, etc., tengan una información clara de las soluciones que se pueden obtener con los SIG y de las herramientas que pueden emplear para montar un SIG de acuerdo a sus necesidades.

A través de la puesta en marcha del SIG-WEB del CINFA, se pretende mostrar a toda la comunidad, las capacidades y experiencia en la realización de proyectos de Sistemas de Información Geográfica, de este reconocido centro investigativo de la Universidad Nacional de Loja. Para ello, se ha utilizado como punto de partida, la información disponible del Proyecto Piloto ejecutado en la Parroquia Vilcabamba del Cantón Loja.

Brevemente se puede mencionar, que la intervención realizada en la Parroquia Vilcabamba, inició con el levantamiento de la información geográfica referente a la Infraestructura y Equipamientos Básicos, en el cual participaron la Universidad Nacional de Loja a través del CINFA y la Universidad de Santiago de Compostela de España a través del Laboratorio del Territorio, contando para ello con el financiamiento de la Xunta de Galicia de España. Posteriormente se han ejecutado varios proyectos, tendientes a generar una adecuada información que permita elaborar planes de ordenamiento territorial acordes a la realidad social, económica, política y administrativa de la zona en estudio; entre los que se mencionan: catastro urbano y rural, zonificación y uso del suelo, valoración territorial entre otros.

Uno de los problemas fundamentales, con los que se han topado muchas instituciones y personas, es el acceso limitado a fuentes la información cartográfica y documental de los proyectos SIG ejecutados por las instituciones dedicadas a ello; esto se da, por un lado por la falta de conocimientos en el manejo de dichas herramientas; y, también

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por la falta de recursos para adquirir el software que permita manipular estos datos, o por lo menos visualizarlos y consultarlos.

Debido a ello, es que el presente proyecto, fue concebido para que funcione en un ambiente web y su implementación realizada íntegramente con el empleo de software libre. De esta manera se pretende poner al alcance de los usuarios, una herramienta libre, de fácil visualización y consulta de los datos cartográficos, que en este caso corresponden a la parroquia Vilcabamba.

El desarrollo del SIG-WEB, incluye la construcción del portal web del CINFA, a través del cual se difunden las actividades y los proyectos que se ejecutan constantemente en el mencionado centro. Además se incluye el catálogo bibliográfico del centro de Documentación “CATTLEYA”, el mismo que es parte integral del CINFA, y en el cual se encuentran diferentes libros, revistas, informes, etc., con temas e información específicamente relacionada con los SIG, los cuales son constantemente solicitados por alumnos de las diferentes Universidades de la localidad.

Un aspecto importante que es necesario señalar, es que el hecho de desarrollar el SIG-WEB de la parroquia Vilcabamba, utilizando software libre, ha permitido tener un conocimiento general sobre algunas de estas herramientas que permiten la publicación de información geográfica en la Web, lo que proporciona las bases necesarias para continuar ampliando el conocimiento en la realización de proyectos de este tipo.

Es por todo ello, que para realizar el presente proyecto, se requirió de un estudio amplio sobre los Sistemas de Información Geográfica, sobre herramientas de software libre, sobre procesos metodológicos a seguir y sobre temas relativos al manejo de información en el Internet.

En el capítulo denominado “Fundamentación Teórica”, se detallan lo que son los Sistemas de Información Geográfica, los estándares que deben cumplir las arquitecturas SIG Libres, los manejadores de contenido para la creación de portales web y las herramientas a utilizar para el desarrollo del presente proyecto.

El proceso metodológico es descrito en el capítulo denominado “Desarrollo de la propuesta alternativa”, y es aquí en donde se detallan los pasos seguidos para el

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análisis de requerimientos, diseño conceptual, navegacional y de presentación, propuestos por la metodología UWE.

Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones surgidas durante la realización del presente trabajo de tesis.

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2. METODOLOGÍA

• Materiales.

Uno de los objetivos al realizar la presente investigación, es el empleo de software libre; en este sentido se ha utilizado: Sistema Operativo Linux, lenguaje de programación PHP y PHP-MapScript, Base de Datos relacional MySQL, Base de Datos Espacial PostgreSQL con su extensión PostGIS, servidor de Mapas MapServer, JavaScript, HTML, MapScript, Apache, Tomcat, Librerías para soporte geográfico, Administrador de Metadatos GeoNetwork, Visualizador de mapas ligero p.mapper, Software para manejo de Información Geográfica GvSIG, CMS Joomla, Navegador Mozilla Firefox

Sin embargo en ciertas etapas del desarrollo, también ha sido necesario el empleo de software propietario, sobre todo para hacer pruebas de compatibilidad, ajustes del código, mejoras en la interfaz gráfica y documentación, tales como: Sistema Operativo Windows XP, DreamWeaver, Photoshop, Enterprise Architect, Microsoft Office, Software para manejo de Información GeográficaArcView y ArcGIS, Navegador Internet Explorer.

• Técnicas.

Para la recolección de información, determinación de requisitos y pruebas de funcionalidad del SIG-WEB, se han aplicado las siguientes técnicas:

9 Entrevista. Al personal que participa en el desarrollo de proyectos en el CINFA, para conocer la necesidad de la publicación de información geográfica, así como definir estándares para la posterior puesta en marcha del Portal en el que se incluirá el SIG-WEB de Vilcabamba y la base de datos bibliográfica del centro de Documentación.

9 Observación Directa. Involucrándose en el accionar diario del CINFA, para de esta manera tener una visión global de la información que se genera y así poder ir construyendo el SIG-WEB.

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• Métodos.

Los métodos utilizados para el desarrollo del presente proyecto de investigación, se detallan a continuación:

9 Método Analítico.Consiste en la desmembración de un todo, descomponiéndoloen sus partes o elementos, de esta forma se podrá comprender mejor los componentes del SIG-WEB, para determinar los requerimientos y establecer las funcionalidades del mismo.

9 Método Inductivo.Este método obtiene conclusiones generales, a partir de premisas particulares, en este sentido se podrán establecer posibles formas de solución “hipótesis” a partir de los requerimientos del SIG-WEB. 9 Método Descriptivo.Se basa en la explicación detallada de las

características del sistema. Esto facilitará por un lado la descripción del problema, formulación de objetivos y construcción del marco teórico, así como también describir las funcionalidades del SIG-WEB para obtener las conclusiones y recomendaciones que sirvan de base en futuras investigaciones relacionadas con el presente proyecto.

• Metodología de desarrollo.

El análisis realizado ha permitido seleccionar UWE (por sus siglas en inglés UML-Based Web Engineering) como metodología base para el desarrollo del sistema, entre otras consideraciones por mantener la integridad del diseño, ayudando a minimizar los defectos en esta etapa y definir un proceso de desarrollo que cumple por completo el ciclo de vida (Inicio, Elaboración, Construcción, Transición y Mantenimiento) de las aplicaciones hipermedia adaptativas; además el empleo del lenguaje UML que posee buena documentación y que ha sido utilizado con éxito en varios proyectos a nivel de organizaciones.

Otra consideración que se ha tomado en cuenta es que al momento de plantear el anteproyecto, se había concluido que las etapas que debe cumplir el desarrollo de sistemas basados en Web para garantizar la calidad de los

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mismos, sería: planear, diseñar, medir y mantener, lo que acerca aún más a la metodología seleccionada y posibilitará el adecuado desarrollo del proyecto, con la selección apropiada de las herramientas y el modelado de cada una de las etapas que propone UWE, las cuales se describen a continuación:

9 Análisis de requisitos:

El objetivo de esta fase es encontrar los requisitos funcionales de la aplicación web para representarlos como casos de uso. Esto da a lugar a los diagramas de casos de uso.

9 Diseño conceptual:

En esta fase se construye el modelo conceptual del dominio de la aplicación considerando los requisitos reflejados en los casos de uso. El resultado es el diagrama de clases de dominio.

9 Diseño navegacional:

Se obtiene el modelo de espacio de navegación y el de estructura de navegación que muestra como navegar a través del espacio de navegación. El resultado son los diagramas de clases que representan estos modelos. 9 Diseño de presentación: Se obtiene una serie de vistas de interfaz de

usuario representados mediante diagramas de interacción UML. La figura siguiente muestra la relación entre los modelos descritos:

Figura 1. Modelo de aplicación web según la metodología UWE

MODELO CASOS DE USO MODELO CONCEPTUAL MODELO NAVEGACIÓN MODELO PRESENTACIÓN

(20)

3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

3.1. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

3.1.1. Introducción

Los sistemas de información geográfica (SIG1_{) son hoy en día una herramienta ya de}

uso masivo. Existe una gran cantidad de software orientado a facilitar el manejo de los datos vectoriales sobre representaciones digitales, aunque el costo de estos es bastante elevado.

Por otra parte, también es posible encontrar librerías y aplicaciones orientadas al manejo de datos geográficos de forma gratuita. Cada vez son más los recursos de los cuales se dispone para emprender un desarrollo de estas características.

3.1.2. Descripción

El objetivo primordial que se espera de un SIG, es que nos permita almacenar, recuperar, analizar y desplegar información geográfica, es decir, disponen de métodos y propiedades destinadas a facilitar el manejo de este tipo de información.

Se pueden dividir en tres partes:

• Herramientas para la entrada y manipulación de información geográfica.

• Un sistema de administración de base de datos (DBMS2_).

• Herramientas que soportan consultas, análisis y visualización de elementos

geográficos

3.1.3. Funcionalidades de un SIG

Algunos argumentos básicos que fundamentan la utilización de un SIG3_son:

1

SIG: es el acrónimo de Sistemas de Información Geográfica. A menudo se utiliza también en su forma

inglesa, GIS, oGeographicalInformationSystem.

2

DBMS: acrónimo en inglés de Database Management System (sistemas de gestión de bases de datos),

son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y

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• Permite gestionar un gran volumen de información a diferentes escalas y proyecciones.

• Realiza comparaciones entre escalas y perspectivas emulando una cierta

capacidad de representación de diferentes lugares al mismo tiempo.

• Admite multiplicidad de aplicaciones y desarrollos; poniendo a nuestra

disposición herramientas informáticas estandarizadas.

• Diferencia entre cambios cualitativos y cuantitativos; aportándonos una gran

capacidad de cálculo.

• Integra espacialmente datos tabulares y geográficos junto a cálculos sobre

variables espaciales o no espaciales (topología).

Los SIG están volviéndose cada vez más una herramienta importante casi para cualquier campo de aplicación debido a que puede asociar información diversa a un espacio geográfico determinado con el que está relacionado.

3.1.4. Componentes de un SIG

Como cualquier Sistema de Información, un SIG no se trata sólo de un programa informático sino que debe conjugar otros elementos que hacen posible su

funcionamiento. Estos son los llamados componentes de un SIG4_:

Figura 2. Componentes de un SIG.

3

Javier Domínguez Bravo. “Breve Introducción a la Cartografía ya los Sistemas de Información

Geográfica”. Octubre 2000. España.

(22)

3.1.4.1. Equipos (Hardware)

Son las computadoras que operan el SIG. En la actualidad se pueden ejecutar en una

gran variedad de plataformas: servidores (servers), computadores de escritorio

(desktop), portátiles, Tablet-PC, PDA, etc., en configuraciones de red o desconectados.A estos, se suman los equipos para captura y salida de datos, tales

como GPS5_{, Estación Total, Plotter, Escáner, etc.}

3.1.4.2. Comunicaciones

Las comunicaciones a través de la red permiten la conexión e interoperabilidad de Sistemas y equipos entre sí. La utilización de conexiones de alta velocidad para la transmisión de datos así como las nuevas arquitecturas orientadas a servicios han abierto múltiples posibilidades al mundo de los SIG

3.1.4.3. Programas (Software)

Los programas de SIG proveen de las herramientas y de la funcionalidad que son necesarias para el tratamiento de la información. Entre otras cosas, permiten la entrada y manipulación de datos, la administración de la base de datos (DBMS), operaciones de búsqueda, análisis y visualización, etc.

3.1.4.4. Datos

Probablemente el componente más importante del Sistema. De la calidad de los mismos dependerán en gran medida los resultados obtenidos. Los datos pueden

proceder de la misma organización, adquirirse o incluso utilizarlos de terceros on-line,

mediante la utilización de servicios Web estandarizados.

3.1.4.5. Recursos Humanos

El personal adecuado que trabaje con el Sistema. Por una parte se requiere un perfil técnico que sepa utilizar las herramientas, desarrollar nuevas funcionalidades o

5

El sistema GPS (Global PositioningSystem) o Sistema de Posicionamiento Global es un sistema de

posicionamiento terrestre, la posición la calculan los receptores GPS gracias a la información recibida

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administrar los datos. Es preciso además tener un buen conocimiento de los datos que se manejan y su naturaleza.

3.1.4.6. Organización y Procedimientos

Todo SIG debería operar de acuerdo a unaorganización y unos métodos de funcionamiento acordados.

3.1.5. Campos de aplicación de un SIG

Los SIG son útiles en los negocios, el gobierno y en la investigación. Por la parte de los negocios se usan en tareas como estudios de factibilidad para el establecimiento de nuevas sucursales según factores demográficos, vías de acceso, niveles socioeconómicos de la población y existencia de competidores. También se utilizan para redefinir los territorios de ventas, en la búsqueda de menores gastos de transportación, de almacenamiento y en menores tiempos de operaciones, que resulta en la posibilidad de dedicar mayor atención en la formulación de estrategias para captar clientes y mejorar los productos o servicios.

De igual forma, los SIG son herramientas importantes para la gestión del catastro, el desarrollo urbano, cuantificar y tener información actualizada sobre los recursos naturales de un país, el registro público, instalaciones eléctricas, de agua, gas y comunicaciones, así como el seguimiento de transportes en tiempo real. También se utiliza en la búsqueda de las mejores rutas de distribución. Son útiles para dar respuesta a emergencias, en seguridad pública, en inventarios arqueológicos, en identificación de áreas de riesgo, en reservas ecológicas y recursos naturales; así como en agricultura y nuevos asentamientos. Igualmente se usan para elaborar mapas con fines de mercadotecnia, turismo, difusión, educación y seguramente otras áreas, porque difícilmente habrá tareas de administración, planeación y estudio que no den mejores resultados con la ayuda de un SIG.

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3.1.6. Los SIG en Internet

Algunos autores coinciden al mencionar que internet no cambia la naturaleza básica

de los SIG, en su lugar la pone “Online”6_{. Los servidores de mapas tienen su primer}

desarrollo en 1993 con el Xerox PARC MapViewer7_{. Los avances más recientes se}

han enfocado hacia las estructuras cliente-servidor, SIG’s basados en la tecnología

orientada a objetos y SIG distribuidos, mejor conocidos como sistemas de IGD’s8_.

3.1.7. Información geográfica distribuida (IGD)

Es la utilización de herramientas o proyectos SIG de forma remota a través deInternet, lo que permite compartir los datos comunes con el resto de losusuarios.

Una definición más amplia nos dice que; se denomina Información Geográfica Distribuida (IGD) a los productos o servicios que se relacionan con el empleo de las tecnologías de Internet, las cuales permiten a los usuarios tener acceso a la información geográfica distribuida en una gran variedad de formas como lo pueden ser

mapas, imágenes, conjuntos de datos, análisis de información y reportes9_.

Javier Domínguez10_{,hace la siguiente clasificación para los SIG Distribuidos o IGD’s:}

• La forma más simple serían aquellos mapas que sólo muestran localizaciones.

En este caso el servidor web simplemente pone a disposición del usuario una imagen GIF o JPEG. Sería una aplicación estática como por ejemplo la localización de un servicio o infraestructura que no va a variar en mucho tiempo.

• Una pequeña complicación sobre el caso anterior serían los mapas que

muestran cambios, donde el servidor actualiza automáticamente las imágenes

6

Conclusiones obtenidas luego de analizar el documento SIG y Medio Ambiente: principios básicos, y el

capítulo 2do. de la tesis GISonline: Servicios Geográficos en Internet, del autor Cepeda Porras, Gerardo. 7_De_la_{multinacional}_"Xerox",_que_facilitaba_mapas_del_mundo_o_de_USA,_o_de_zonas_mundiales_concretas

a requerimientos de un banco de datos. Actualmente ya no está disponible. 8

IGD: Información Geográfica Distribuida. Montiel Córtes, Héctor E., Méndez Rosas, Miguel. “Sistema

Portátil de Consultas Geográficas” 9

Porras Cepeda, Gerardo.“GISonline: Servicios Geográficos en Internet.”

10

Javier Domínguez Bravo. “Breve Introducción a la Cartografía ya los Sistemas de Información

(25)

cada cierto tiempo. Sería el caso de los servidores meteorológicos con

imágenes Meteosat11.

• Un paso más adelante es cuando el usuario puede generar su propio mapa. En

este caso yatenemos un SIG por encima del servidor web, y a éste aceptando peticiones del usuario ysirviéndole mapas como respuesta.

• Aplicaciones un poco más complejas son las de los SIG distribuidos, que a

partirde peticiones de un usuario generan un mapa como respuesta. En estasaplicaciones el usuario genera su propio mapa.

• El siguiente grupo lo conforman los sitios en los cuales el resultado es un

mapaproducto de un análisis espacial como pueden ser búsquedas geográficas ybúsquedas condicionales.

• Mapas producto de un procesamiento de datos geográficos. El SIG en el

servidor procesa o transforma los datos almacenados como respuesta a la

petición del usuario. Por ejemplo, generando un MDT12 con un grado de

elevación del Sol determinado para una zona dada. En este caso, el SIG situado sobre el servidor web ha de tener la capacidad de realizar las

operaciones requeridas (por ejemplo análisis ráster13_{o tin}14_).

• Servicio de datos públicos. En este caso, el organismo pone a disposición del

usuario sus datos geográficos con carácter gratuito para que éste pueda descargarlos y utilizarlos con el SIG de su propio ordenador. La estructura sería un repositorio de datos al que el usuario web lanza una petición devolviéndola en forma de datos para utilizar en su SIG local.

• Servicio de venta de datos. El objetivo es el mismo que en el caso anterior pero

en este caso la empresa u organismo cobran por facilitar esa información. Esto

11_METEOSAT,_son_una_serie_de_satélites_{meteorológicos}_{geoestacionarios}_construidos_y_lanzados_por_la ESA (Agencia Espacial Europea AEE, o ESA por sus siglas en inglés, EuropeanSpace Agency), que opera y

desarrolla la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT). Se

encuentran en órbita geoestacionaria por encima del Océano Atlántico y proporcionan información

meteorológica a África y Europa.

12_MDT:_Modelo_Digital_del_Terreno._Se_denomina_modelo_digital_de_datos_a_una_estructura_numérica_de

datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y continua, como puede ser la

temperatura, la cota o la presión atmosférica. En particular, cuando la variable a representar es la cota o

altura del terreno se denomina Modelo Digital del Terreno.

13_Un_tipo_de_datos_ráster_es,_en_esencia,_cualquier_tipo_de_imagen_digital_representada_en_mallas._El

modelo de SIG ráster o de retícula se centra en las propiedades del espacio más que en la precisión de la

localización. Divide el espacio en celdas regulares donde cada una de ellas representa un único valor. 14_Una_Red_Irregular_de_Triángulos₍_TIN₎_es_una_{representación}_de_superficies_continuas_derivada_de_una

estructura de datos espacial generada a partir de procesos de triangulación. Una malla TIN conecta una

serie de puntos a través de una red irregular de triángulos cuyos vértices se corresponden con dichos

(26)

implica que cuando se hace la petición al repositorio habrá que pasar previamente por un servidor de comercio electrónico.

3.1.8. El formato Shapefile

La empresa ESRI15_{propietaria de ArcView (software de administración yvisualización}

geográfica) crea el formato Shapefile, que es un conjunto dearchivos que contienen las geometrías y sus datos asociados.

Tres son los tipos de archivos que forman parte de este formato:

• Shapefile (*.shp): Almacena las geometrías.

• DBase (*.dbf): Almacena los atributos descriptivos.

• Index (*.shx): Archivo de índice. La correspondencia entre los registrosde un

*.dbf y un *.shp es de uno es a uno.

El *.dbf y el *.shx deben tener el mismo nombre que tiene el *.shp para serreconocidos como parte de él.

3.1.8.1. Tipos de Shapes o Geometrías

Los shapes son almacenados en los shapefiles y pueden ser de los siguientestipos:

VALOR SHAPE TIPO

0 Shape Nulo 1 Punto 3 Polilínea 5 Polígono 8 Multipunto 11 PuntoZ 13 PoliLineaZ 15 PolígonoZ

15_ESRI_{(EnvironmentalSystemsResearchInstitute,}_Inc),es_una_empresa_fundada_por_Jack_Dangermond_en

1969 que en sus inicios se dedicaba a trabajos de consultoría del territorio. Actualmente desarrolla y

comercializa software para Sistemas de Información Geográfica y es una de las compañías líderes en el

(27)

18 MultiPuntoZ 21 PuntoM 23 PoliLineaM 25 PolígonoM 28 MultiPuntoM 31 MultiPatch

Tabla 1. Tipos de shapes

Los números que no se encuentran en la lista están reservados para desarrollosfuturos. Los shapefiles están limitados a almacenar sólo un tipo de geometría.

Un mapa está representado por un gran conjunto de información vectorial, quese organiza por medio de capas (coberturas). Cada capa está formada porgeometrías de un mismo tipo, como por ejemplo polígonos (ver tabla Tipos de shapes) ycada una de estas capas se almacenan en un Shapefile.

Además, con motivo de mantener un orden conceptual sobre las geometrías,las capas suelen subdividirse según lo que estas representan, es decir, todaslas geometrías que representan por ejemplo las calles dentro del mapa, sealmacenan en un Shapefile.De la misma forma, todas las geometrías que representan ríos se almacenan enotro Shapefile. Pudiendo visualizarse una u otra cobertura seleccionando sólo elarchivo correspondiente.

(28)

3.2. OPENGIS

3.2.1. Introducción

OpenGIS, es un formato estándar sobre SQL con soporte de geometrías, orientado al usoremoto mediante servidores de base de datos relacionales. Fue creado con la sola idea de unificar los formatos propietariosexistentes proveyendo de una especificación libre para SQL con soporteespacial.

Las empresas que participaron en dicha construcción son:

• Environmental Systems Research Institute, Inc. (ESRI)

• IBM Corporation.

• Informix Software, Inc.

• MapInfoCorporation.

La gran mayoría de los motores de datos no incluyen soporte para este tipo de operaciones en sus distribuciones, pero existen utilidades que se montan sobreel servidor y que permite ampliar los tipos de datos básicos a tipos geométricos,además de proporcionar la estructura de tablas para el almacenamiento yalgunos procedimientos almacenados para el manejo de tales acciones.

Dado que el motor de datos soporta datos espaciales y datos no espacialespueden utilizarse ambos tipos conjuntamente. OpenGISestá orientado alprocesamiento de datos en un ambiente de redes, a diferencia del formatoShapefile que por ser un

archivo plano, se relaciona con el procesamiento dedatos monousuario16.

3.2.2. Objetivo de OpenGIS

El propósito de esta especificación es definir un estándar para un esquema en SQL17

que soporte el almacenamiento, recuperación, interrogación y actualización de una colección geoespacial de características simples. Una característica simple es definida

16_Conceptos_abordados_en_el_trabajo_de_tesis_titulado:_Visualizador_de_Datos_Geográficos_sobre Internet, de la autoría de Freddy Alexis Lara González, de la Universidad Católica de Temuco – Chile. 17

El lenguaje de consulta estructurado o SQL (por sus siglas en inglésstructuredquerylanguage) es un

lenguaje declarativo de acceso a bases de datos relacionales que permite especificar diversos tipos de

operaciones en éstas. Una de sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional

permitiendo efectuar consultas con el fin de recuperar ‐de una forma sencilla‐ información de interés de

(29)

por la especificación abstracta de OpenGIS para tener atributos espaciales y no espaciales. Los atributos espaciales son los valores de las geometrías y las características simples están basadas en una geometría en 2 dimensiones (X,Y) con interpolación Lineal entre vértices.

Una colección simple de características geoespaciales esta conceptualmente almacenada en tablas cuyas columnas representan a las geometrías y las filas a las características. Esta especificación está pensada para usar una base de datos

relacional (RDBMS18_).

GID ETYPE X Y

100 1 12.5 34.56

101 1 45.67 898.9

Tabla 2. Geometrías y características

En la tabla anterior se muestra el campo GID, el cual representa la llave foránea de la tabla de características, el campo ETYPE se refiere el tipo de elemento, como es el caso del 1, el cual representa a la geometría del punto. La X y Y representan las coordenadas del punto.

3.2.3. Modelo de Objetos Geométricos

Este modelo está pensado para ser usado en una plataforma de cómputo distribuida y

empleala notación OMT19_{. La clase base es "Geometría" la cual tiene como}

subclases,"Punto","Curva", "Superficie" y "Colección Geométrica". Cada objeto geométrico está asociado conun Sistema de Referencia Espacial (Spatial Reference System), el cual describe lascoordenadas del espacio en las cuales el objeto

geométrico está definido20_.

18

RDBMS (Relational database management system).Sistema de gestión de bases de datos relacionales. 19

OMT: La Técnica de Modelado de Objetos fue desarrollada por James Rumbaugh y otros, y publicada

en el libro de gran influencia "Diseño y Modelado Orientado a Objetos" (Prentice Hall, 1991). Un método

que propone análisis y diseño 'iterative', más centrado en el lado del análisis. 20

El modelo de objetos geométricos, es tomado del estudio realizado por Félix Francisco García

(30)

Figura 3. Modelo de Objetos Geométricos según el Estándar OPENGIS.

Jerarquía de los tipos de Geometría, es decir los tipos de atributos espaciales de una entidad. Geometría Sistema Espacial de Referencia

Punto _Curva _Superficie Colección Geométrica

Línea String Polígono

Línea Linear Ring

MultiSuperficie Multicurva Multipunto

(31)

3.3. INFRAESTRUCTURA DE DATOS ESPACIALES (IDE)

3.3.1. Definición

Una IDE es un sistema estandarizado integrado por un conjunto de recursos informáticos cuyo fin es visualizar y gestionar cierta Información Geográfica disponible en Internet. Este sistema permite, por medio de un simple navegador de Internet, que los usuarios puedan encontrar, visualizar, utilizar y combinar la información geográfica

según sus necesidades21_.

Los recursos informáticos de este sistema pueden ser programas, catálogos de datos, catálogos de servicios, servidores de mapas, de fenómenos o de coberturas, páginas web, etc.

La información geográfica que gestiona una IDE puede estar en forma de ortofotos, imágenes de satélite, mapas, nombres geográficos, capas de información de un SIG, etc.

La información geográfica a la que se quiere acceder debe ser acorde con ciertas normas y estándares y los recursos informáticos con especificaciones, protocolos e interfaces que garanticen la interoperabilidad.

Las razones para la implementación de una IDE, podrían resumirse en:

• Necesidad de información actualizada. La Información Geográfica es altamente cambiante. Ya sea por la acción del hombre o por causas naturales, las características de la Tierra son poco estables y para tomar decisiones fundamentadas es necesario disponer de datos actualizados. La Información Geográfica suele ser cara pues son costosos los medios para conseguirla. Teniendo en cuenta esa afirmación, las tomas de decisión y en general, las preguntas que se realicen a un Sistema de Información Geográfico (SIG) deben hacerse sobre conjuntos de datos actualizados. La actualización implica siempre un gasto considerable.

21

Concepto, componentes y razón de ser de las IDE, Curso de Introducción a las Tecnologías de la

(32)

• Necesidad de información instantánea. También en los momentos críticos de tomas de decisión instantánea, se requiere que la información esté disponible de manera inmediata. Esto implica que los centros de distribución de información deben tener agilidad en la entrega de la información.

• El acceso ubicuo como solución.La información está en manos de quien la produce o la distribuye (instituciones, organismos, empresas, universidades) y el acceso más rápido, generalizado y ubicuo es el que se realiza por medio de las redes de Internet.

3.3.2. Componentes de una IDE

Una IDE, como Sistema de Información Geográfica distribuido, es algo más que un servidor en funcionamiento que está publicando mapas y datos en Internet.

Desde el punto de vista tecnológico hay tres componentes fundamentales de toda IDE: Datos, Metadatos y Servicios22

Pero no debe olvidarse de otro componente cuyo papel es primordial: Organización

3.3.2.1. Datos Los datos pueden clasificarse en:

• Datos de Referencia: son los que forman el Mapa Base o mapa sobre el que se referencian los datos temáticos, como por ejemplo: el sistema coordenado, las redes de transporte, la red hidrológica, el relieve, los límites administrativos, etc.

• Datos Temáticos: son los valores de las distintas capas de información geográfica, como por ejemplo: Clima, Edafología, Hidrología, Vegetación, etc.

(33)

3.3.2.2. Metadatos

Son los descriptores de los datos, como por ejemplo: la fecha del dato, el formato, el propietario, la ubicación, el precio, etc.

La Norma que regula los metadatos de la información geográfica es la norma ISO

19115 "GeographicInformation - Metadata"23.

En el Ecuador, el CONAGE24_{es el organismo que se encarga de establecer las}

especificaciones técnicas mínimas que deben cumplir las instituciones públicas o privadas que generan información espacial, para la construcción, edición y revisión de metadatos, de tal manera que puedan otorgar funcionalidad con la búsqueda, localización, acceso, uso, distribución y transferencia de datos, con ello se pretende alcanzar el objetivo que busca la estandarización de la información a nivel nacional. En este marco inclusive se han delineado las bases de lo que es el PerfilEcuatorianodeMetadatos (PEM), que recoge el análisis de las normas ISO relacionadas (ISO 19115, ISO 19115-2 e ISO 19139)

Ventajas para el usuario de datos geográficos:

• Le ayudan a entender los datos.

• Se dispone de los elementos claves de los datos y se les puede interpretar.

• Ayudan a encontrar los datos buscados.

Ventajas para el Profesional de los datos geográficos:

• Conoce la actualización y calidad de los datos.

• Conoce los procesos de captura y almacenamiento.

• Conoce las limitaciones legales de uso y distribución.

• Conoce la persona de contacto.

23

Esta norma internacional proporciona un modelo y establece un conjunto común de terminología,

definiciones y procedimientos de aplicación para los metadatos. Mediante la definición de elementos de

metadatos se va a poder describir información sobre la identificación, la extensión, la calidad, el modelo

espacial y temporal, la referencia espacial y la distribución de los datos geográficos.

24_Consejo_Nacional_de_{Geoinformática}_del_Ecuador._El_objetivo_del_CONAGE_es_impulsar_la_creación,

mantenimiento y administración de la Infraestructura Ecuatoriana de Datos Geoespaciales (IEDG), la

misma que facilitará el acceso de la información geográfica, cartográfica y estadística de calidad, con

(34)

Ventajas para las Organizaciones y Agencias cartográficas productoras de datos:

• Se mejoran los procedimientos de gestión de los datos.

• Ayudan a proteger las inversiones realizadas.

• Proporcionan información sobre fuentes de datos y calidades.

• Ahorran tiempo y reducen costes.

Los metadatos se pueden aplicar para tres tipos de trabajos:

• Para localizar datos: ¿Dónde están los datos del tipo que necesito?

• Para el análisis de la información: ¿Tienen estos datos suficiente información

para el análisis que necesito?

• Para la explotación de la información: ¿Cómo puedo legalmente utilizar estos

datos y unirlos con otros para obtener un producto nuevo?

3.3.2.3. Servicios

Son las funcionalidades accesibles mediante un navegador de Internet que una IDE ofrece al usuario para aplicar sobre los datos geográficos. Estas funcionalidades se organizan en servicios: servicios de visualización de mapas, de descarga, de consulta, etc.

Una Infraestructura de datos espaciales (IDE) se articula a través de servicios. Técnicamente un servicio es una funcionalidad asociada a una capa de información. Los servicios tienen por finalidad facilitar el acceso a los datos espaciales. El servicio con mayor implantación es el WMS, que proporciona respuesta a consultas espaciales, al facilitar el acceso a la cartografía que se presentan como una imagen. Sin embargo este servicio condiciona la reutilización de los datos. La descarga de cartografía en formatos vectoriales o ráster suple esta carencia.

Los servicios son definidos por el OGC25_{y entre los más destacados que ofrecen las}

IDE encontramos26_:

25

OGC: Open GeospatialConsortium. Es un consorciointernacional de419empresas, agencias

gubernamentales y universidades que participan enun proceso de consensopara desarrollarlos

estándares de interfaza disposición del público, estas son las llamadas normasOGC que utilizan los

desarrolladoresde tecnologíapara que la informaciónespacial complejay servicios sean accesiblesyútiles

(35)

• Servicio de mapas en la Web (WMS - Web MapService): Permite la visualización de una imagen cartográfica generada a partir de una o varias fuentes: mapa digital, datos de un SIG, ortofoto, etc., provenientes de uno o varios servidores.

Según wikipedia27_{, el servicio WMS, produce mapas de datos referenciados}

espacialmente, de forma dinámica a partir de información geográfica. Este estándar internacional define un "mapa" como una representación de la información geográfica en forma de un archivo de imagen digital conveniente para la exhibición en una pantalla de ordenador.

El Servicio de publicación de mapas (WMS) produce mapas de forma dinámica a partir de información geográfica vectorial o ráster presentando la información como imágenes digitales susceptibles de ser visualizadas en pantalla. La visualización de la imagen suele ser en formato ráster: PNG, GIF o JPEG, y ocasionalmente, se representan como información vectorial en formato Scalable Vector Graphics (SVG) o Web ComputerGraphicsMetafile (WebCGM). Los mapas visualizados pueden superponerse unos a otros, siempre y cuando los parámetros geográficos y el tamaño de salida sean los mismos. El uso de formatos que permiten fondo transparente (por ejemplo GIF o PNG) facilita la visualización simultánea de estos mapas.

A través de la superposición de mapas obtenidos de diferentes servidores es posible la creación de una red de servicios distribuidos, cuyos clientes realizarán composiciones personalizadas.

• Servicio de fenómenos en la Web (WFS - Web FeatureService): Permite

acceder a los datos mismos, mediante el empleo del formato GML28_{. Así puede}

acceder al archivo que define la geometría de un objeto cartográfico, como un río, una parcela, etc., y disponer de esa información vectorial en el propio ordenador. Wikipedia, lo define como un servicio estándar que ofrece un interfaz de

comunicación que permite interactuar con los mapas servidos por el estándar WMS,

26

Los servicios descritos, se analizan en el portal de Infraestructura de Datos Espaciales de España y en

el Geoportal del IGM del Ecuador. 27

www.wikipedia.com 28

GML:GeographyMarkupLanguage, o Lenguaje de Marcado Geográfico. Está destinado al modelaje,

(36)

como por ejemplo, editar la imagen que nos ofrece el servicio WMS o analizar la imagen siguiendo criterios geográficos, nos permite descargar datos.

El servicio de publicación de objetos (WFS) permite recuperar y modificar (consultar, insertar,actualizar y eliminar) datos espaciales en formato vectorial codificados en GeographyMarkupLanguage(GML). Aquí es válida la siguiente

aclaración: WFS no transaccional permite hacer consultas y recuperación de

elementos geográficos; por el contrario, WFS-T (Web

FeatureServiceTransactional) permite además la creación, eliminación y actualización de estos elementos geográficos del mapa.

Cada servicio puede manejar uno o más tipos de fenómenos, cada uno de los cuales tiene asociado un XML Schema que describe su estructura. Para acceder y manipular estos fenómenos geográficos, el estándar WFS define interfaces que operan mediante la utilización de HTTP como plataforma de cómputo distribuido. Gracias a esos interfaces, un usuario o servicio web puede combinar, utilizar y gestionar información acerca de los fenómenos que constituyen los mapas.

• Servicio de Coberturas en Web (WCS - Web CoverageService): es un servicio similar al WMS y al WFS pero para datos ráster, como son imágenes satelitales y MDT.

Este servicio permite la obtención de datos geoespaciales en forma de “coberturas”, es decir, información geográfica espacial digital que representa fenómenos de variación espacial (distribución continua), de modo que sean útiles para la representación o como dato de entrada de modelos científicos. Al igual que el OGC Web MapService (WMS) y el Web FeatureService (WFS), permite al cliente seleccionar parte de la información, que posee el servidor, basándose en diferentes criterios, como por ejemplo las restricciones espaciales. La diferencia principal con el WMS es que el servicio WCS proporciona los datos con su semántica original, lo cual permite que puedan ser interpretados, extrapolados, etc., y no sólo representados de forma estática. La diferencia principal con el WFS es que éste devuelve fenómenos geoespaciales discretos, mientras que el WCS proporciona coberturas que reflejan fenómenos de variación espacial y que relacionan el dominio espacio-temporal con un rango de propiedades, probablemente multidimensional.

(37)

• Servicio de Nomenclátor (WFS-G - Web FeatureService-Gazetteer): Este servicio permite localizar fenómenos geográficos. El servicio une cada nombre geográfico con su localización en base a coordenadas.

Un Gazetteer recupera coordenadas para uno o más objetos, dados los identificadores asociados al objeto (secuencias de texto). Los identificadores son cualquier palabra o término que describe los objetos, que son conocidos por el gazetteer, tal como un sistema de topónimos y/o señales.

• Servicio de Catálogo (CSW - Catalogue Service Web): Gracias a este servicio puede buscarse la información geográfica que se necesita en base a los metadatos que la definen.

• WTS. (Web terrainservices):El propósito del este servicio es producir vistas en perspectiva de datos georeferenciados - normalmente coberturas 3D.

• WPS. Servicio de procesamiento Web: La especificación WPS es relativamente reciente, describe un mecanismo por el cual los procesos geográficos pueden ser ejecutados en servidores remotos para la comunicación a través de la red. Esta especificación está diseñada para el desarrollo de sistemas totalmente independientes tanto de la plataforma como del lenguaje de programación empleados.

3.3.2.4. Organización.

Es el componente más complejo y el que hace que el resto funcione y se mantenga, incluye el personal humano dedicado, una estructura organizativa y de reparto del trabajo, estándares y normas que hacen que los sistemas puedan interoperar, leyes como las que impulsa el CONAGE, reglas y acuerdos entre los productores de datos, etc.

Todos los componentes son necesarios, pero la organización es de especial importancia en una IDE porque ordena, regula, estructura y armoniza todos los demás.

(38)

3.3.3. Actores de una IDE

En una IDE, entendida como sistema distribuido en la red, intervienen todo tipo de organismos y entidades, que llamaremos actores, cada uno con su papel. Los

principales son29_:

• Productores de datos.

Papel: Capturar y producir datos (mapas, MDT, imágenes, ortofotos, etc.) y difundirlos a la sociedad a través de servicios de visualización, de descarga, de consulta, etcétera. Habitualmente son organismos públicos, como el IGM,

CLIRSEN30_{, CINFA.}

• Desarrolladores de software.

Papel: Generar los programas y aplicaciones que permiten publicar un servicio (software para WMS como MapServer), o implementar un Geoportal desde el que puedan verse y utilizarse los datos. Suelen ser una empresa privada, un grupo de consultores o una universidad.

• Intermediarios (brokers)

Papel: Adaptar e integrar las soluciones y componentes existentes para proporcionar un sistema completo y a la medida para usuarios y organizaciones no expertos.

• Universidades

Papel: Investigar e innovar. Desarrollar algoritmos, métodos, programas y soluciones que no existen en el mercado, para que la tecnología progrese y evolucione.

• Usuarios

Papel: Utilizar los servicios que proporciona una IDE para solucionar sus problemas. Demandan información. Puede ser un ciudadano individual, un organismo público, una empresa privada, una universidad, una asociación o

29_Actores_de_una_IDE,_Curso_de_{Introducción}_a_las_Tecnologías_de_la_Información_Geográfica,_Disponible

en la web: http://www.cartovirtual.es 30

CLIRSEN: Centro de Levantamientos Integrados de Recursos Naturales por Sensores Remotos, tiene su

(39)

cualquier agente social.El usuario es el actor más importante de una IDE. Todo se hace por él, para él y pensando en él. Cada vez se le da más importancia a su opinión, su capacidad de decisión y su grado de satisfacción.

3.3.4. Metadatos Geográficos

Los metadatos son datos acerca de un dato, de un juego de datos o de un conjunto de datos (dataset).

La palabra metadata(del griego μετα: después de y de "data" plural de latín datum-i, lo

que se da, o datos), literalmente significa «más allá de los datos»

Los metadatos de información geográfica ayudan a los que necesitan datos geoespaciales a encontrar los datos que buscan y les indican cómo usarlos.

Entendemos por datos geoespaciales cualquier dato con una componente espacial,

incluyendo mapas gráficos, datos in situ, etc.

3.3.4.1. Características de los Metadatos

Los metadatos sirven para describir un conjunto de datos geográficos, contestando a las siguientes preguntas:

(40)

3.3.4.2. Alcance de los Metadatos

• Descubrimiento: se cataloga la mínima información necesaria para transmitir la

naturaleza y el contenido de los datos. Se responderá a las preguntas "qué, por

qué, cuándo, quién, dónde y cómo" de los datos geoespaciales. Orientado a realizar búsquedas para descubrir qué datos existen y qué características principales presentan.

• Exploración: incluyen aquellas propiedades necesarias para permitir evaluar si los

datos satisfacen los requisitos de un proyecto. Se dispone de información

suficiente para asegurar que los datos son apropiados para un propósito dado, para valorar sus propiedades, así como hacer referencia a algún punto de contacto para obtener más información.

• Explotación: incluyen propiedades necesarias para el acceso, transferencia, carga, interpretación y uso de datos en la aplicación final, en donde serán explotados. Estos metadatos ayudan a almacenar, re-utilizar, mantener y archivar con efectividad sus datos. Esta clase de metadatos con frecuencia incluye detalles de un diccionario de datos, la organización o esquema de los mismos, así como proyección espacial, características geométricas y otros parámetros útiles para el uso apropiado de los datos geoespaciales.

3.3.4.3. Beneficios de los Metadatos.

Los principales beneficios que ofrecen los metadatos asociados a la información geográfica son:

• Ayudan a descubrir y localizar los datos que se necesitan y a determinar cuál

es la mejor forma de utilizarlos.

• Benefician al organismo productor de datos en dos sentidos: por un lado, se

mantiene la información generada en los datos, independientemente del

personal que gestione el organismo. Por otro, se reducen esfuerzo y tiempos

de trabajo ante posibles cambios de personal.

• Permite la comprensión de un conjunto de datos desarrollado por otra persona.

• El valor de los datos estará directamente relacionado con la documentación que posean.