Creación de un observatorio territorial y socioeconómico de Galicia basado en SIG libre.

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1 V JORNADAS DE SIG LIBRE Creación de un observatorio territorial y socioeconómico de Galicia basado en SIG libre. Manuel Francisco Marey Pérez (1), Alberto Meijide Vecino (2), Melchor Fernández Fernández (1) y Luis Franco Vázquez (1) (1) Instituto Universitario de Estudos e Desenvolvemento de Galicia (IDEGA), Universidad de Santiago de Compostela, Avd. das ciencias, chalet nº 1, Campus Vida, 15782, Santiago de Compostela, (2) Centro de Investigación Económica y Financeira (CIEF), Fundación CaixaGalicia, Rúa Nova 33 3ª planta,15705, Santiago de Compostela 1, RESUMEN En los últimos años, Galicia experimentó un intenso proceso de crecimiento y desarrollo económico que permitió conseguir grandes avances en términos de niveles de renta y bienestar para el conjunto de su población. Con todo, los beneficios derivados del proceso de desarrollo económico registrado no se repartieron de manera uniforme en todo el territorio. En este sentido, la identificación y localización de los desequilibrios económicos y demográficos entre los distintos territorios de una Comunidad Autónoma resulta fundamental para la posterior formulación de políticas destinadas a corregirlos y evitar, en la medida de lo posible, la polarización demográfica y económica. Para contribuír a ese objetivo se está poniendo en marcha un observatorio que proporcione información cuantitativa de un conjunto amplio de indicadores capaces de sintetizar la situación de la comunidad autónoma gallega. El objetivo no es sólo el análisis comparado de datos puntuales de coyuntura con evolutivos de estructura, sino que se persigue además un enfoque comparado y transversal de la información económica, territorial y social gallega. El proyecto, llevado a cabo en varias fases, incluye la recopilación y tratamiento de mucha información dispersa hasta el momento (incluyendo su georeferenciación), junto con la elaboración y análisis de nuevas capas de información de producción propia. Todo el software empleado en dicho proceso es libre, incluyendo mapserver como servidor de mapas; apache como servidor web; pmapper, openlayers e i3geo como frameworks de desarrollo de clientes sigweb ligeros; postgis y sqlite spatial como bases de datos espaciales; R y pl/r para los tratamientos estadísticos, y Gvsig y Quantum Gis como clientes SIG de escritorio. En un futuro inmediato se permitirá además el acceso a toda la información mediante diversos servicios definidos por la OGC, como por ejemplo, el Web Map Service (WMS). Palabras clave: SIG, datos libres, Galicia, mapserver, openlayers, pmapper, R, postgis.

2 ABSTRACT In recent years, Galicia has experienced an intense process of economic growth and helped bring major advances in terms of levels of income and welfare for the whole population. However, the benefits of the economic development process has not been evenly distributed throughout the territory. In this sense, the identification and location of economic and demographic imbalances between the different territories of one region is essential for the further development of policies designed to correct and prevent, as far as possible, demographic and economic polarization. To contribute to this goal is putting up an observatory to provide quantitative information on a broad set of indicators that summarize the status of the autonomous community of Galicia. The aim is not only a comparative analysis of data points of juncture with evolutionary structure, but also pursued a comparative approach across the economic, social and territorial information related to Galicia. The project, carried out in several stages, including the collection and processing of much information scattered so far (including georeferencing), along with the development and analysis of new layers of information from own production. All software used in this process is free, including mapserver as a map server, apache as web server; pmapper, OpenLayers and I3GEO as development frameworks for sig web clients; sqlite and postgis as spatial databases, R and pl / R for statistical processing, and Quantum GIS and gvsig as GIS desktop clients. In the immediate future will also allow access to all information through a variety of services defined by the OGC, for example, the Web Map Service (WMS). Key words: SIG, free data, Galicia, mapserver, openlayers, pmapper, R, postgis. INTRODUCCIÓN El observatorio El Observatorio Territorial, Económico e Social de Galicia (OTEGA), nace con dos objetivos estratégicos fundamentales: Recompilar y difundir información socioeconómica y territorial de Galicia y su entorno a diferentes escalas. Realizar estudios, investigaciones y diagnósticos con los que contribuir a la introducción y difusión de una nueva y necesaria cultura del análisis territorial, y al desarrollo sostenible en el conjunto de la sociedad gallega. Figura 1: Logo de OTEGA. El OTEGA es fruto de un equipo de trabajo interdisciplinar que abarca especialistas de muy variada formación, desde las ciencias sociales o la economía hasta la ingeniería. Este hecho, más que una anécdota fundacional, es de por si la

3 filosofía vertebradora del proyecto, que pretende ser abierto a la colaboración entre grupos de investigación, empresas y administraciones, para obtener resultados que describan la realidad gallega desde un punto de vista lo más amplío posible. Partiendo de esa idea se establecieron tres grandes propuestas de trabajo: Diseñar (en las fases iniciales de la puesta en marcha del OTEGA) y actualizar una aplicación informática en la que integrar, conservar y analizar conjuntamente información territorial, económica y social de Galicia. Realizar investigaciones, estudios y encuentros con personas expertas (grupos y redes de trabajo) Difundir las informaciones resultantes de los procesos de recogida y análisis de datos a través de la creación de una página web propia, de publicaciones puntuales, periódicas, etc... de forma que constituyan un recurso a disposición de los distintos agentes profesionales y sociales. El paulatino avance de los sistemas de información geográfica y su cada vez mayor integración con los servicios de internet fue también una apuesta del OTEGA, pensada para dotar al conjunto de una capa tecnológica capaz de tener en cuenta las características espaciales de los datos, y a un tiempo facilitar el acceso a los mismos a investigadores y público en general. Áreas La composición del OTEGA orbita alrededor de 4 áreas: Bienestar y servicios sociales Demografía y mercado de trabajo Actividad productiva Territorio e infraestructuras Figura 2: Áreas del OTEGA Estos apartados no son totalmente disjuntos. Al revés, se ha procurado que sean transversales, de manera que los estudios y datos de una sección complementen y se integren con los del resto, beneficiando las partes al todo, y ofreciendo una visión de la realidad de la comunidad lo más amplia, veraz y enriquecedora posible. De alguna manera se pretendía construir un círculo que pasara por las complejas interacciones las poblaciones humanas, sus actividades y su relación con el entorno natural para acabar otra vez en las personas y su bienestar, comenzando de nuevo el círculo. A continuación realizamos un breve esbozo de la estructura del Otega.

4 ARQUITECTURA Y SOFTWARE EMPLEADO Todo el software empleado en el observatorio es libre. Al analizar los requisitos del proyecto se determinó que era la mejor opción para llevarlo a cabo por coste y funcionalidad. Estándares de datos El observatorio no hubiera sido posible sin una labor preliminar de búsqueda, recogida, clasificación, y transformación de los datos necesarios para los trabajos, muchos de los cuales no estaban georeferenciados hasta ese momento o se encontraban dispersos en varias ubicaciones y formatos. Para las conversiones se adoptaron formatos como el Geographic Markup Language (GML)[1] y el Keyhole Markup Language (KML)[2], amén de exportaciones al sistema de bases de datos espacial elegido (PostreSQL[3] - Postgis[4]), bien mediante archivos csv o empleando ETL libres con capacidades espaciales, caso de Geokettle o Spatial Data Integrator, capaces de resolver la integración con los sistemas heredados. La magnitud del trabajo se explica por si sola en cifras: Más de 12 millones de parcelas catastrales identificadas y clasificadas. Más de 50 series socioeconómicas de datos anuales de los 315 ayuntamientos de Galicia desde 1999 y antes. Datos de incendios de Galicia en los últimos 10 años. Posicionamiento de multitud de recursos económicos, ambientales y sociales: áreas protegidas, figuras forestales, empresas, centros sociales, etc... Miles de datos ambientales: temperatura, humedad, precipitaciones, etc... Proyecciones de población por ayuntamiento, divididas en tramos de edad, hasta 2050 Es debido a la ingente cantidad de datos disponibles que están se están haciendo pruebas con sistemas de cloud computing para procesarlos de una manera ágil que sea factible tanto computacional como económicamente. Estructura La pila de software del observatorio está compuesta por: Opensuse, Ubuntu server y desktop como sistemas operativos. Mapserver como servidor de mapas. Apache como servidor web. PostgreSQL como servidor de bases de datos. PHP, mapscript y javascript como lenguajes de programación. Quantum gis y GVSIG como SIGs de escritorio. R como lenguaje de programación estadístico. PL / R, extensión de PostgreSQL que le permite escribir funciones en el lenguaje estadístico R.

5 Postgis, extensión de PostgreSQL que le añade capacidades de cálculo y análisis espaciales. Codeigniter como framework de desarrollo en PHP. Subversión como sistema de control de versiones. Jquery y extjs como frameworks de desarrollo en javascript. Openlayers, pmapper e i3geo como frameworks de desarrollo de clientes SIG web ligeros. No hay que perder de vista que el observatorio tiene una doble componente: investigadora y divulgativa. Los datos fuente deben ser estudiados y los resultados de dichos estudios transformados en formatos fácilmente interpretables que a su vez generen nuevas capas de información. Todos los desarrollos y el software empleado están enfocados a lograr ese objetivo. Dentro de ese contexto los distintos servidores (el sistema operativo, el servidor web, el de mapas, el de versiones, el de base de datos...) son los encargados de hacer que la información esté disponible en un entorno distribuido como es internet, mientras que R, Pl/R y los lenguajes de programación realizan los cálculos, y la interfaz gráfica queda a cargo de los componentes de clientes SIG web ligeros. La visualización incluye no sólo los mapas sino que se generan gráficos interactivos que ayuden a la interpretación de los datos Figura 3: Esquema resumido del OTEGA

6 Figura 4: Detalle de gráficos del OTEGA Los miembros de los equipos de investigación pueden acceder a los datos y análisis previos mediante la estructura cliente servidor de los sistemas de bases de datos o de los servidores de mapas, mientras que el público en general puede hacerlo mediante clientes SIG web ligeros disponibles a tal efecto. Existe además un tercer tipo de utilizadores - organismos y organizaciones que han suscrito acuerdos con el observatorio para estudios concretos que disponen de áreas privadas construidas ad hoc. En futuras etapas de desarrollo está pensada la implementación de una Infraestructura de Datos Espaciales siguiendo los criterios de interoperabilidad de datos espaciales definidos en las recomendaciones del Grupo de Trabajo de la IDE de España (GT-IDEE). Programación Software estadístico y matemático Debido al eminente carácter científico del observatorio ha sido precisa un esfuerzo computacional y de programación que permitiera implementar los modelos matemáticos del equipo investigador.

7 Buena parte de dichos cálculos se hacen empleando R[5], un entorno de programación libre orientado a gráficos y cálculos estadísticos. R dispone de una multitud de librerías específicas para la realización de operaciones de análisis geoespacial, desde la simple importación de datos hasta técnicas más avanzadas como el krigeado. Entre algunas de las capacidades espaciales de R se encuentran: Análisis de patrones de puntos. Soporte para datos en formato vectorial o raster. Funciones para el cálculo de matrices de pesos de objetos espaciales a partir de nubes de puntos o polígonos. Colecciones de tests de autocorrelación espacial. Interfaces para paquetes SIG como GRASS. Una ventaja añadida del empleo de R es la existencia de PL/R. PL/R es un lenguaje de programación incrustado que permite escribir en Postgresql funciones y disparadores empleando el lenguaje de programación R. Mediante el uso conjunto de ambos es posible combinar las capacidades matemáticas y estadísticas de R con la potencia en la gestión, conservación y organización de información que ofrecen PostgreSQL y postgis. Las consultas se aprovechan de las capacidades para el álgebra relacional del motor del servidor de bases de datos (PostgreSQL), de las características espaciales de Postgis y de las funcionalidades matemáticas de R. Lenguajes de programación PHP La estructura base de la parte realizada en PHP recae en Codeigniter. Codeigniter es un framework de desarrollo libre escrito en PHP y mantenido y creado por la empresa estadounidense Ellislab a partir de su Content Management System (CMS) Expression Engine. Está considerado uno de los 5 grandes frameworks de PHP. La arquitectura de Codeigniter trata de optimizar su desempeño eliminando todo lo no esencial de la distribución. Entre sus ventajas destacan: Su velocidad Excelente documentación. Una comunidad muy activa y numerosa que proporciona paquetes extra no oficiales. Protección contra algunos de los problemas de seguridad más graves: Cross Site Scripting (XSS), robo de sesiones (session hijacking) o SQL injection. Bajos requerimientos de software y hardware para que funcione. Soporte nativo para URLs amigables. Implementaciones de los patrones de diseño Active Record y MVC. Drivers para una amplia variedad de servidores de base de datos: MySQL, PostgreSQL, SQL server, SQLite etc... Extensible mediante helpers, plugins y librerías.

8 Librería específica para Jquery Javascript El componente principal de la parte en javascript es Jquery, una librería orientada a objetos en forma de colección de recursos, que facilita la reutilización del código y asegura la compatibilidad entre versiones y tipos de navegador. Dentro del esquema general del Observatorio Jquery es la encargada de mejoras en el interfaz gráfico del mismo, y de la comunicación asíncrona con el servidor para aumentar la velocidad mediante su envoltura para el elemento XmlhttpRequest, una técnica muy extendida que se viene denominando AJAX (Asynchronous JavaScript And XML). Mapscript Alternativa a la Interface de entrada común (Common Gateway Interface, abreviado CGI) de Mapserver posibilitando el acceso al API (del inglés application programming interface, interfaz de programación de aplicaciones) de Mapserver en otros lenguajes. Pmapper, el framework de desarrollo de clientes SIG web, emplea este lenguaje para interaccionar desde PHP con Mapserver. Utiliza además la librería Jquery para su visualización, con lo que es posible reutilizar código de otras partes del proyecto. Figura 5: Detalle de un cliente SIG - WEB CONCLUSIONES Aún siendo un proyecto en desarrollo es evidente para los autores que la puesta en marcha del Observatorio Territorial, Económico y Social de Galicia no hubiera sido posible sin el empleo del software libre. Ha sido el software libre el que ha hecho factible que con un equipo reducido se abordara un trabajo tan ambicioso. No se trata de una mera cuestión económica, sino que como hemos querido remarcar a lo largo de toda la exposición, la madurez del software libre ha hecho

9 posible que pudiéramos disponer de soluciones complementarias para cada aspecto del trabajo, que son en las que más hemos incidido, aunque por motivos de extensión no hallamos podido hacer un listado detallado de las mismas. La profusión, madurez y calidad de los proyectos de software libre en el ámbito de los sistemas de información geográfica es similar, o mayor, si cabe, a la de los sistemas propietarios. El trabajo de organizaciones como el Open Geospatial Consortium y la Fundación Osgeo; el desarrollo de estándares internacionales; una mayor implicación de las administraciones, tanto a través de iniciativas legislativas, como la directiva INSPIRE y sus trasposiciones nacionales, como dando soporte a proyectos de software, caso de GVSIG; y la siempre activa participación de la comunidad a través de múltiples proyectos: quantum gis, mapserver, geoserver, openlayers, i3geo, pmapper, etc... hacen que comparativamente la situación del software libre en el ámbito de los SIG sea mucho mejor que en otras áreas del software, siendo ese el motivo definitivo para adoptarlo en todas las capas del observatorio. AGRADECIMIENTOS Agradecemos su colaboración y apoyo al proyecto a la Consellería de Traballo e Benestar de la Xunta de Galicia. REFERENCIAS [1] OpenGIS Geography Markup Language (GML) Encoding Standard: [2] KML: [3] PostgreSQL home page proyect: [4] Postgis home page proyect: [5] R Development Core Team (2008). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN , URL

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