Infraestructuras de datos espaciales (IDE) Joaquín Bosque Sendra Universidad de Alcalá

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1 Infraestructuras de datos espaciales (IDE) Joaquín Bosque Sendra Universidad de Alcalá

2 Definición de IDE Conjunto de: tecnologías, políticas y acuerdos institucionales, Destinados a facilitar el acceso a la información espacial Una base para la búsqueda, visualización, análisis y aplicación de datos espaciales a todos los niveles: administración, empresas, sectores sin ánimo de lucro, la universidad y los ciudadanos

3 Una IDE: Es una Base de Datos? Qué es? De qué se compone? Principios Actores de una IDE Una IDE es más que una Base de Datos. La IDE: Aloja datos geográficos con sus atributos + suficiente documentación (metadatos) + medios para encontrar, visualizar y analizar los datos (servicios) + mecanismos de acceso (redes de distribución) + software para gestionar aplicaciones con los datos

4 Componentes de una IDE Qué es? De qué se compone? Principios Actores de una IDE Tecnologías Marco Institucional Políticas de Datos Estándares

5 Modularidad: Principios de una IDE Qué es? De qué se compone? Principios Actores de una IDE Componentes sencillos que pueden unirse entre sí Estándares abiertos Software no propietario. Licencias gratuitas Servicios de Acceso Gratuitos o de pago, Seguridad y Control Acceso a datos: Quién entra? Qué se lleva? Cómo se limita?

6 Actores de una IDE Qué es? De qué se compone? Principios Actores de una IDE Mantenedores de datos Utilizan un SIG y una Red segura Usuarios finales de procesos de negocios Interfaces optimizados y simples Herramientas que reduzcan costes Independientes de la tecnología de acceso a los datos Usuarios ciudadanos Descubrir, visualizar y evaluar recursos Necesitan interfaces similares en todas las aplicaciones Socios de negocios Utilizarán servicios para dar soporte on line

7 Para qué sirve una IDE Encontrar Datos Servidor de Catálogo Servicios de una IDE Visión hacia el Usuario Obtener Datos Servidor de Mapas Servidor de Coberturas Servidor de Objetos Geoprocesar Datos Conversor de Formatos Transformación de Coordenadas Gorreferenciación Combinación de datos A través de Internet Comprar/Vender Datos Gestión del pedido Gestión de los cobros Seguridad y autenticación

8 Servicios de un Portal Web Primera andanada de aplicaciones Explotación de imágenes basadas en Web Conexión con sensores web Ayuda a la decisión Servicios Cartográficos Servicios de aplicación Detección cambios Orto Producc. Catálogo imágenes Archivo Imágenes Captura imágenes Mosaico Imágenes Transform Coor. Imág Registro Sensores Colector de sensores Tareas de sensores Geolocaliz sensores Generador accesos Predictor accesos Seguimien sensores Registro Eventos Flujo de trabajo Editor de modelos Gestor de simbología Descriptor Estilo capa Traductor XSLD Transforma Coordenad Servidores de datos Servidor de Mapas Web WMS Servidor de Objetos WFS Servidor de Coberturas WCS

9 Elementos tecnológicos de una IDE Arquitectura y Servicios 1) Servidor de mapas (WMS) a) Descriptor de Estilos de Capas (Style Layer Descriptor) b) Servicio de Transformación de Coordenadas (WCTS) 2) Servidor de objetos (WFS) a) Nomenclator o Gazeteer b) Geolocalizador o GeoCoder 3) Servidor de Coberturas (WCS) 4) Catálogo OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Datos Raster Vectoriales Metadatos Estándares FGDC IS0- TC/211 Dublin Core MIGRA

10 Qué quiere el usuario? Componentes de un Portal WEB Ver en: Portal web Ver un mapa Ver una capa de información Obtener detalles de algo Mostrar nombres de lugares Añadir nombres de lugares Localizar: Direcciones por coordenadas Coordenadas de una diección. Ver la ruta de A a B Localizar puntos de interés Encontrar mapas y recursos Añadir sus mapas y recursos Encontrar servicios Añadir sus servicios Cliente/Servidor de mapas (WMS) C/S de coberturas (WFS) C/S de objetos features C/S de nomenclator Actualizador de nomenclator No estandard C/S de localización C/S de recursos de catálogo Actualizador de recursos de catálogo No estándard C/S de servicios de catálogo Actualizador de servicios de catálogo

11 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 1.- Servidor de mapas web Web Map Server (WMS)

12 Que es Web Map Server (WMS)? OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Es un componente de software Produce mapas a partir de datos georeferenciados Un mapa es una imagen ( Png, Gif, jpeg). No son los datos en si mismos. Este mapa puede contener información de varias capas raster y/o vector superpuestas en un determinado orden y con un valor de transparencia

13 COMO FUNCIONA UN WMS? Cliente WMS Petición Servidor WMS Respuesta imagen

14 SI HABLARAMOS EL MISMO LENGUAJE OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Instituto Geográfico IONIC WMS Confederaciones Hidrográficas Arc IMS WMS Catastro MapInfo WMS Topografía Hidrografía Límites En minutos o segundos, no en días Datos actualizados Tipo de archivo neutro Vendedor neutral Topography? Water? Boundaries? Software Cliente visualizador de WMS Consigamos exactamente lo que queremos, no un continente entero!

15 OPENGIS CONSORTIUM lo hace posible Establece Especificaciones para la interoperabilidad a nivel de interface entre componentes para intercambiar informacion geográfica Define: vocabulario sintaxis comandos Para que clientes y servidores WMS puedan comunicarse, independientemente de las plataformas, formatos

16 Especificación de Implementación WMS OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Web Map Service Implementation Specification versión Diciembre de 2001 versión Abril de 2000 Esta y otras especificaciones pueden ser consultadas en:

17 Que pueden hacer los Servidores de OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Mapas? Facilitan el acceso a mapas (imágenes) y a información relacionada con ciertos elementos mostrados en el mapa Especificaciones: Dime habilidades (obligatorio) GetCapabilities qué sabes hacer? Tráeme un mapa (obligatorio) GetMap Dame un mapa, georreferenciado, dimensionado y su Sistema Coordenado de Referencia Dame información de una característica (opcional GetFeatureInfo Qué me dices de esta carretera del mapa? Dibújame el mapa así (opcional) StyleLayerDescriptor Quiero que aparezca la simbología así

18 Control de capas Zoom - Pan Control de estilos Imagen devuelta por el servidor Sistema de Referencia Coordenadas extremas Bounding Box

19 Mapas pasivos vs Mapas interactivos Los mapas generados por WMS no son pasivos Zoom Consultar Pan Superponer capas Usuario crea sus propios mapas Selecciona que capas superponer Elige el formato de salida y tamaño imagen Inserta capas de servidores remotos

20 Que ventajas tienen los SERVICIOS WEB? Usuarios ingresan a través de un Explorador de Internet (web browser) Costo de software para el usuario: ninguno El descargar, convertir, transformar los datos se vuelve innecesario Acceso a datos actualizados Web mapping no requiere que los usuarios entiendan los datos INFORMACIÓN GEOGRÁFICA PARA TODOS!!

21 SOFWARE Disponible OPENGIS posee un registro de software disponible que implementan sus especificaciones Actualmente hay 215 productos registrados, muchos de los cuales son WMS Puede consultarse en:

22 ARC IMS ESRI

23 RED SPIDER - IONIC

24 MAPSERVER (Universidad de Minnesota)

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27 Servidores actualmente incluidos Editar Servidor Incluir nuevo servidor Insertar URL del nuevo servidor Seleccionar servidor Aceptar

28 Información extraída del documento de Capacidades Sistema de Referencia al que serán transformados los datos Coordenadas extremas del cliente Capas que contiene el servidor solicitado Posibilidad de elegir distintos formatos de imagen, color de fondo, transparencia.

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30 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 1.- Servidores de mapas (WMS) Descriptor de estilos de capas (SLD) Controla la presentación (estilo) del aspecto de un mapa Creación de capas nuevas a partir de un servidor de datos vectoriales (web feature service) Creación de mapas con el estilo gráfico que prefiera el cliente Permite reglas para la representación de: Puntos Líneas Polígonos Textos

31 Descriptor de estilos de capas (SLD) OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Nombre de la capa a la que se aplicará el nuevo estilo Tipo de Feature Edición de figura, relleno, tamaño

32 1.- Servidores de mapas (WMS) Descriptor de estilos de capas (SLD) OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo

33 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 1.- Servidores de mapas (WMS) Servicio de Transformación de Coordenadas (WCTS) Soporta 4 interfaces: Dame tus Capacidades (obligatoria) GetCapabilities Metadatos del servicio. Capacidades Describe el modo del acceso al servicio. Aporta la lista de transformaciones conocidas. Aporta la lista de sistemas de coordenadas conocidos. Describe la transformación (opcional) DescribeTransformation Describe las fórmulas de transformación que aplica Es Transformable? (obligatoria) IsTransformable o Responde sólo SI o NO, dependiendo de si es o no es transformable. Transforma (obligatoria) Transform Responde con las coordenadas transformadas a no ser que haya una excepción

34 2 Servidor de Objetos Web Web Features Server OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo

35 2.-Que es un WFS? OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Problema Inconsistencia en la forma de realizar peticiones y recibir información vectorial de múltiples servicios Web Solución OGC Web Feature Server 1.0.0

36 2.- Que es un WFS? OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Un Servidor de Mapas en Red, permite a un cliente superponer mapas de múltiples servicios de mapas en Internet. De igual modo, un Servidor de Objetos en Red permite al cliente consultar y recuperar datos geoespaciales vectoriales desde múltiples servicios de Objetos en la Web, utilizando como plataforma Internet.

37 2.- Que es un WFS? OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo WMS permite el acceso a imágenes (JPG. GIFF, PNG, ) no a los datos mismos Visualización y una mínima consulta Mientras que un WFS permite el acceso a los datos mismos

38 2.- Que operaciones realiza un WFS? 5 Operaciones GetCapabilities: describe sus capacidades, que tipos de features puede servir y que operaciones soporta en cada tipo de feature. (Obligatorio) DescribeFeatureType: describe la estructura (campos y atributos) del tipo de feature pedido. (Obligatorio) GetFeature: devuelve el Feature en formato GML. (Obligatorio) Transaction: crear, actualizar y borrar features geográficos. (Opcional). Lockfeature: bloquea una o mas features mientras dure la transacción. (Opcional)

39 2.- Servidor de Objetos FEATURES OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Aspecto en GML de la respuesta a GetFeature

40 WFS Transaccional Incluir Feature

41 3 Nomenclator Gazeteer OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo

42 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 3.- Nomenclator GAZETEER Es un servidor de Objetos (WFS) en el que se le presta una especial atención al concepto de nombre geográfico Los Features que almacena: se usan para localización espacial tiene asociada una lista de nombres y una organización jerárquica de conceptos

43 3.- Nomenclator GAZETEER Ingresar el nombre Seleccionar lugar el nombre de País Click sobre el nombre del lugar localizado Enviar Herramientas de zoom y pan

44 4 Servidor de Coberturas OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo

45 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 4.- Servidor de Coberturas Soporta 3 interfaces obligatorias: GetCapabilities (dame las capacidades) Descripción del servidor (opcional) Nombre del servicio (obligatoria) Descripción del servicio (obligatoria) Palabra-clave para permitir las búsquedas (opcional) Responsable o identificador del proveedor (opcional) Tarifa descriptora de las tasas (obligatoria) Limitaciones de acceso (obligatoria) DescribeCoverage (describe la cobertura) Nombre de la cobertura Etiqueta esplicativa Latitud-Longitud que encierran Dominio {espacial, Temporal} Sistemas de Referencia Coordenados que soporta Formatos soportados {GeoTiff, HDF-EOS, DTED, NITF, GML} GetCoverage

46 5 Servicio de Catálogo Descubrimiento y Gestión de la Información Geográfica Catálogos de datos Catálogos de servicios OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo

47 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 5.- Servicio de catálogo Permite la búsqueda y captura de información descriptiva (metadatos) de una fuente de información (datadet, servicio, colección, etc) Servicios de catálogo (OGC) de descubrimiento (obligatorio) de acceso (opcional) de gestión (opcional) Servicio de CATALOGO del OGC Operaciones de Descubrimiento (Obligatorias) Operaciones de Acceso (Opcionales) Operaciones de Gestión (Opcionales) Directa Mediante Brokered

48 5.- Servicio de catálogo (2) OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo La información se cataloga con herramientas especiales (en este caso CatMdEdit)

49 5.- Servicio de catálogo (2) OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Cada metadato describe el contenido, calidad, condición y otras características de los datos

50 5.- Servicio de catálogo (3) OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo Como mínimo debe permitir encontrar los datos geográficos que están catalogados mediante una interfaz de búsqueda Mediante el nombre Mediante coordenadas Mediante palabras-clave Mediante fecha Mediante tipo de producto

51 5.- Servicio de catálogo (3) OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo El catálogo de la Xunta permite buscar por Temática/Area Geográfica O por Escala/Fecha de actualización

52 OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo 5.- Servicio de catálogo (4) El resultado, en forma de página web

53 5.- Catálogo. Presentación OGC WMS SLD WCTS WFS Gazeteer GeoCoder WCS Catálogo personalizada (y 5) XML + 3XSL hojas de estilo

54 Infraestructuras de datos espaciales (IDE) Las iniciativas globales

55 Infraestructuras de datos espaciales Regional Nacional Nacional Global Source: Henry Tom, Oracle Regional

56 IDE en el mundo Existen iniciativas IDE en todo el mundo Mas de 45 naciones planean organizar IDE nacionales Existen organizaciones regionales en Europa, Asia/Pacifico, America En Europa la iniciativa INSPIRE de la Unión europea Existen también ideas para crear una IDE global

57 IDE Global supports ready global access to geographic data. mediante: Acciones coordinadas de naciones y organizaciones Promoción de la conciencia y necesidad de una IDE global Instalación de políticas y prácticas comunes Estandares comunes Mecanismos para desarrollar y proveer datos geográficos interoperables Finalidad principal: Soporte de decisiones a todas las escalas Enlace WEB: Fuente: Fifth GSDI Conference, 2001, Cartagena, Columbia

58 Earth digital Otra iniciativa es la denominada Earth digital, para crear un sistema de datos espaciales globales accesibles a todos. Digital Earth será una representación virtual de nuestro planeta que permita a cualquiera explorar e interactuar con la enorme cantidad información natural y cultural reunida sobre la Tierra (Consensus definition adopted at the Second Interagency Digital Earth Workshop [IDEW2], held 1999 September at University of Maryland.)

59 Digital Earth Una experiencia interesante en la universidad de Cornell (Estados Unidos): GEOID (GEOscience Interactive Databases): una Base de datos basada en un SIG. Para manipulación de datos geográficos que pueden usar miembros de las Ciencias de la Tierra. Diseñado y desarrollado por el GIS group at Cornell University, Institute for the Study of the Continents and Department of Geological Sciences. En la actualidad GEOID tiene datos de diversas zonas de la Tierra: Oriente medio, Norte de Africa y regiones de USA. También incluye datos globales Trabaja sobre UNIX y WINDOWS-NT. Requiere ArcInfo Datos de 4 tipos: Geografía, Geología, Geofísica e Imágenes/rejillas raster.

60 Relaciones de la IDE Global

61 Web Client En la actualidad Gateways FGDC CEONet Nodos Clearinghouse Algunos Gateways proporcionan Acceso y busqueda global South Africa (NSIF), Canada (CEONet), US (FGDC Clearinghouse), Australia (Australian Data Delivery Service) Metadatos son esenciales sin ellos no se pueden proporcionar datos globales Node Node Node Node Node Node Node Node

62 Mañana: Una Infraestructura espacial Global mediante estándares, tecnología, etc Usuarios s Empresas s Consumidores s Gobierno Catalogo Global de Servicios Servicios Mapas Servicios Catalogo Servicios Registro E-Comercio Autentificacion Otros Internet Servicios basados en la Web Internet Datos Locales Regionales, etc Metadata Metadata Metadata Metadata Metadata Metadata Metadata Imagery Food Avail Forecasts Elevation HydrographyDemographics Health Urban Indicators Environment Economic Geodetic Transportation Control Local Crime Cadastre

63 Iniciativa Global Map Qué es Global Map? Información geográfica digital a 1 km de resolución que cubra todo el planeta con especificación estandar y disponible para todos con costes reducidos. Cuántas coberturas existen en Global Map? Global Map tiene 8 coberturas: Límites administrativos, Hidrografía, Transporte, Centros de Población, Altitudes, Ocupación del suelo, Uso del suelo y Vegetación. Cómo se produce Global Map? Bajo una corporación internacional los datos son producidos por Organizaciones nacionales de Cartografía que participan en el proyecto de Global Mapping.

64 Iniciativa Global Map Cómo se puede usar Global Map? Para proteger el ambiente global en el siglo XXI, Global Map es útil para monitorizar el cambio global y realizar análisis ambientales. Las coberturas están en formato vectorial y raster En vectorial están: Límites, Transporte, Hidrografía y Centros de Población En raster: Altitudes, vegetación, ocupación/uso del suelo Es posible descargar por separado datos vector o raster.

65 Global Map Actualmente se pueden descargar datos de Global Map de los siguientes países: Botswana, Burkina Faso, Kazakhstan, Kyrgyzstan y Birmania/Myanmar

66 El Proyecto INSPIRE La iniciativa INSPIRE (Infraestructura de Información Espacial en Europa) se propone poner una información geográfica: adecuada, armonizada y de calidad al servicio de la formulación, aplicación, seguimiento y evaluación de las políticas en la Comunidad.

67 La IDE de España En edspaña existen varios proyectos de desarrollo de IDE en diversas Comunidades autonómicas y, mas en general, en España. La referencia mas inmediata puede ser: o

68 Enlaces interesantes Global Spatial Data Infrastructure Federal Geographic Data Committee USClearinghouse Open GIS Consortium CEONet Canada * AUSLIG PCGIAP

69 Bibliografía Actas del International Symposium on Spatial Data Infraestructure. Noviembre de 2001, Melbourne. Groot, R y McLaughlin, J. (2000): Geospatial Data Infraestructure Oxford University Press. UK. Williamson, I.P., Rajabifard, A. and Feeney, M. (Eds), 2003, Developing Spatial Data Infrastructures: From Concept to Reality, Taylor & Francis, UK

70 Bibliografía Joan Capdevila i Subirana INFRAESTRUCTURA DE DATOS ESPACIALES (IDE). DEFINICIÓN Y DESARROLLO ACTUAL EN ESPAÑA. Scripta Nova Vol. VIII, núm. 170 (61), 1 de agosto de Curso sobre IDE, numerosas presentaciones, ejercicios y datos: Un enlace WEB con mucha información sobre las IDE:

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