Especificaciones técnicas de la Herramienta Informática para desarrollar un servicio de conexión entre las plataformas sigagroasesor y PyrenEOS

Transcripción

1 Especificaciones técnicas de la Herramienta Informática para desarrollar un servicio de conexión entre las plataformas sigagroasesor y PyrenEOS 16 de junio de 2017

2 Contenido 1. ALCANCE DE LA PROPUESTA TÉCNICA MÓDULOS A ABORDAR EN LA OFERTA FUNCIONALIDADES POR MODULO ADAPTACIÓN DEL ACCESO A IMÁGENES E IV EN LA PLATAFORMA SIGAGROASESOR SERVICIO DE ALERTAS COLECTIVAS E INDIVIDUALES MEDIANTE SEGUIMIENTO DE CURVAS IV PROCEDENTES DE TELEDETECCIÓN Y COMPARACIÓN CON IV DE PARCELAS O PÍXELES DE REFERENCIA ALCANCE DE LA PROPUESTA TÉCNICA El proyecto Poctefa PyrenEOS tiene como objetivo crear servicios Innovadores para la eficiencia en el uso de los recursos naturales y la gestión de riesgos en el Pirineo, utilizando el Sistema de Observación Terrestre Europeo en una Plataforma Transfronteriza Distribuida. Se creará una plataforma transfronteriza que utilizará las nuevas capacidades del Sistema de Observación Terrestre de la nueva familia de satélites Sentinel del programa Copernicus. La plataforma PyrenEOS será la herramienta para el desarrollo y validación, a través de las experiencias piloto deservicios innovadores, que basados en las capacidades de teledetección, darán repuesta a los retos de gestión de recursos naturales, riesgos y cambio climático en torno a dos grandes ámbitos: Gestión de recursos hidrológicos (agua y nieve). Servicios AZUL Gestión de cultivos agrícolas y cubiertas forestales. Servicios VERDE Dentro del proyecto PyrenEOS, en el marco de servicios verdes se plantea el desarrollo del servicio de ayuda a la decisión en la producción agrícola, para la gestión de fertilización nitrogenada y el seguimiento de alertas en el desarrollo vegetativo de parcelas agrícolas. El servicio conectará la plataforma sigagroasesor y la plataforma PyrenEOS El servicio integrará dos funcionalidades que aportarán mayor valor añadido a la plataforma sigagroasesor, de ayuda a la decisión y gestión a nivel de parcela agrícola, que permitirá canalizar información de teledetección a nivel de multi-usuarios, con el objetivo de: Integrar la situación de cada parcela en una gestión colectiva de la fertilización nitrogenada y el desarrollo de itinerarios sostenibles en zonas vulnerables a la contaminación por nitratos. realizar un seguimiento de anomalías en el desarrollo vegetativo de cultivos en parcelas. El desarrollo del servicio cliente se realizará a través de la plataforma sigagroasesor, en conexión con la plataforma PyrenEOS contemplando los siguientes objetivos: Adaptación de las actuales herramientas de sigagroasesor, que consultan datos de teledetección, al acceso de datos de la plataforma PyrenEOS: HAD riego y el visualizador de imágenes. Se establecerá un sistema de seguimiento de alertas en el desarrollo vegetativo de cultivos a nivel de parcela agrícola, en base a fuentes de información procedentes de 07/06/

3 curvas temporales de Índices de Vegetación (IV) derivadas de la serie temporal Sentinel- 2. Se construirá un acceso a un mosaico dinámico de imágenes de diferentes índices con un componente espacial y temporal, cubriendo diferentes áreas sobre diferentes fechas. En cada parcela agrícola se facilitará la consulta de los valores de los índices vegetativos, que podrán ser analizados por medio de gráficos interactivos de series temporales y que serán comparadas con los modelos de desarrollo tipo para cada cultivo. Imagen 1. Modelo de datos en sigagroasesor, e integración de las plataformas PyrenEOS y sigagroasesor 07/06/

4 1.1. Módulos a abordar en la oferta Los módulos a desarrollar en la aplicación web, que deben formar parte de la propuesta técnica, para abordar el despliegue del servicio son: 1. Adaptación del acceso a imágenes e IV en la plataforma sigagroasesor 2. Servicio de alertas colectivas e individuales mediante seguimiento de curvas IV procedentes de teledetección y comparación con IV de parcelas o píxeles de referencia Todos los recursos que se entregan para su estudio por parte de las empresas incluyen una clausula de confidencialidad, haciendo constar que los recursos cedidos son únicamente para el estudio del proyecto y no podrán utilizarse para ningún otro fin, ni ceder a terceras partes. Toda la programación desarrollada deberá coordinarse con las plataformas pyreneos y sigagroasesor en base a las siguientes características (Imagen 1): Aplicación Web Gis modular, extensible y reutilizable. Los sistemas utilizados para el desarrollo cumplirán los estándares abiertos OGC (Open GeoSpatialConsortium). La plataforma sigagroasesor se ha desarrollado con un servidor con base de datos, un entorno web cliente y un entorno web administrador. La plataforma sigagroasesor contiene un servidor de mapas que implementará todos los servicios de WMS y teselas de imágenes/ortofotos (ej PNOA), así como si fuera necesario para la solución técnica propuesta, los servicios WFS-T y WCS. La plataforma sigagroasesor dispone de un VISOR: Cliente Web con capacidad de visualización y carga de capas WMS, y herramientas de navegación, consulta, selección, medición e incorporación de leyendas. Así como si fuera necesario para la solución técnica propuesta, los servicios WFS-T y WCS. La plataforma sigagroasesor integra un Editor Web: Cliente Web con capacidad de edición de la información que se muestra en la web. Para desarrollar la nueva funcionalidad se implementarán servicios WPS que serán alojados en la plataforma PyrenEOS debiendo poder ser consumidos desde el cliente de sigagroasesor y desde un cliente genérico de la plataforma PyrenEOS para de esta forma poder mostrar los trabajos realizados en el ámbito del proyecto PyrenEOS. El interfaz de cliente a desarrollar para la plataforma PyrenEOS puede ser el mismo o muy similar al de sigagroasesor. En caso de que fuese necesario conectarse a servicios o datos ya existentes previamente en sigagroasesor, y que el acceso a estos suponga un problema técnico o de privacidad, se podrán utilizar datos o servicios simulados (o con valores por defecto) y de esa forma poder ser capaces de mostrar el correcto funcionamiento de las herramientas desarrolladas. 07/06/

5 Optimización de navegación web para las versiones más actuales de los navegadores Crome, Firefox y Explorer, y para la visualización en pantallas de 10 y superiores. 2. FUNCIONALIDADES POR MODULO Este resumen permite delimitar el contenido a desarrollar en cada módulo 2.1. Adaptación del acceso a imágenes e IV en la plataforma sigagroasesor La versión actual de la plataforma sigagroasesor dispone de dos herramientas que consultan datos de teledetección: HAD riego y el visualizador de imágenes. La implementación de la siguiente funcionalidad permitirá a sigagroasesor adaptarse a servicios de imágenes de la plataforma PyrenEOS. Para ello, a continuación se comentan los puntos de sigagroasesor en el que se acceden a datos de teledetección. Este acceso será consumido por tres funcionalidades, visualización, geoprocesamiento y consulta. La visualización se realiza a través de un servicio WMS. Las imágenes se catalogan previamente en la base de datos para poder realizar búsquedas por rango de fechas, tipo de sensor y comunidad, campos todos ellos requeridos en el formulario inicial de consulta del visualizador de imágenes (Imagen 3). El procesamiento accede directamente a las imágenes en disco sin utilizar ningún servicio estándar. En la herramienta de riego se usan los rangos de fecha en los que hay imágenes para una zona determinada. Esto es posible porque se consultan las capas catalogadas y se obtienen los nombres de las imágenes que cumplen con los criterios para aplicar en el geoproceso. (Imagen 2) En el visualizador de imágenes, para consulta (NDVI y SAVI), cuando se pincha sobre imágenes de satélite cargadas en el visor se lanza un geoproceso que calcula los valores medios en el recinto seleccionado. Este es el mismo caso que los geoprocesos. Se accede a las imágenes en disco y se realiza la consulta. (Imagen 3). El visualizador da paso a una carga de imágenes en el visor de la plataforma (Imagen 5) Se realizará la adaptación de los tres casos de acceso a imágenes de teledetección a servidores de la plataforma PyrenEOS, siguiendo estándares abiertos. Para adaptar la visualización se deberá ampliar el actual cuadro de selección de imágenes de teledetección, para el soporte de imágenes cargadas desde el servidor de la plataforma PyrenEOS. Para esto deberá proveerse de un servicio para la configuración de nuevos servidores con fuentes de datos que los proporcione en WMS para visualización y WCS para consulta. Al configurar un nuevo servidor se cargará en la base de datos de sigagroasesor las capas disponibles en este servidor. La ventana de previsualización de imágenes de la plataforma sigagroasesor en la HAD RIEGO (zoom UGC y zoom Imagen), deberá modificarse también para el soporte de nuevos servidores externos.(imagen 4) 07/06/

6 Se dispondrá de un sistema de actualización (servicio de descubrimiento) de imágenes de forma automática en el cual se realice un escaneado de las imágenes ofrecidas por el servidor de la plataforma PyrenEOS. Este se podrá ejecutar periódicamente para actualizar la lista de imágenes o capas de índices disponibles. El funcionamiento de esta opción dependerá de que el servidor tenga publicado de alguna forma la fecha, la comunidad y el sensor. Esto podría hacerse añadiendo Keywords a las capas en el servidor. Se adaptará el proceso de cálculo de Kcb de riego, modificando el geoproceso para que sea capaz de acceder a imágenes WCS para el cálculo, añadiendo en sus consultas de fecha, bounding box y tipo de imagen (SAVI, NDVI) que vengan de la plataforma PyrenEOS. Para adaptar el servicio de consulta existente, se modificará el geoproceso de la misma forma que el de Kcb. Para ello las consultas se realizarán a través de WCS para obtener los datos de las parcelas de las que se solicita información. Para la visualización de imágenes se generará una previsualización en escala temporal de las imágenes de falso color y de índices de forma a como se observa en la Imagen 2 Imagen 2. HAD RIEGO: ejemplo de acceso a las imágenes de teledetección, a través de los puntos de Kcb estimados a partir de índices de teledetección. Versión actual de la plataforma sigagroasesor Imagen 3. Visualizador de imágenes y curvas de seguimiento en la versión actual de la plataforma sigagroasesor: cuadro de dialogo que permite cargar cargan las imágenes seleccionando zona (en el modelo actual es ccaa), tipo de dato (índice IV), fecha inicio consulta, fecha fin consulta 07/06/

7 Imagen 4. Acceso a zoom imagen y zoom UGC (parcela agrícola) desde la HAD RIEGO. 07/06/

8 2.2. Servicio de alertas colectivas e individuales mediante seguimiento de curvas IV procedentes de teledetección y comparación con IV de parcelas o píxeles de referencia Este servicio constará de varias partes: Creación de un servicio WPS Creación de la aplicación cliente para la captura de entradas Visualización de resultados y comparativa de consultas Creación de un servicio WPS Se creará un servicio WPS alojado en la plataforma PyrenEOS, el cual podrá ser utilizado desde sigagroasesor o con otra aplicación. Dispondrá de las entradas siguientes: Capa NDVI de un servicio WCS Otras capas de índices Geometrías de las UGCs que intervienen en el proceso Identificador de las UGC de referencia o píxel de referencia Fecha de consulta Número de clases de la clasificación El geoproceso calculará la media del índice vegetativo (IV) seleccionado, utilizando pixeles puros, eliminando los de borde de cada recinto incluido en la selección de UGCs. Tendrá como salida una capa con las parcelas tematizadas, en base al promedio de la parcela referencia, con el que se categorizan el resto de parcelas, según el número de clases seleccionado por el usuario (habrá un número de clases predefinido por IV y tipo de algoritmo a aplicar, pero se podrá variar entre unos valores lógicos). Esta capa podrá ser consumida por sigagroasesor para mostrar los resultados. xlas imágenes utilizadas en el geoproceso serán las más cercanas en fecha a la fecha de consulta Creación de la aplicación cliente en sigagroasesor para la captura de entradas Se creará una aplicación cliente en sigagroasesor, que haga uso del servicio WPS implementado, el cual permita la recolección de los datos de entrada para el geoproceso WPS implementado. Las entradas necesarias serían las siguientes: La selección de capas NDVI u otros índices disponibles (NDVIredege ) en un servidor remoto o local. Las capas que se puedan seleccionar aquí deben estar dadas de alta en sigagroasesor previamente por el servicio de descubrimiento. La selección de UGCs como entrada el geoproceso. El resultado de esto será el conjunto de geometrías que representas las UGCs que serán mandadas al geoprocesos. La fecha de consulta a través de un componente de selección de fecha El número de clases para categorizar Selección del tipo de algoritmo a aplicar: 07/06/

9 UGCs de referencia. En este caso se implementará la selección de UGCs de referencia pinchando sobre la vista de un mapa. Esta será la manera de seleccionar la/las parcelas sobrefertilizadas de un área de gestión colectiva. Píxeles. En este caso se implementará la selección de UGCs de referencia pinchando una coordenada sobre la vista de un mapa. Automático por series frecuenciales (lleva un número de clases predefinido, ej 5: mediana, máximo, mínimo, segundo quintil y cuarto quintil) Visualización de resultados y comparativa de consultas Una opción de menú mostrará el resultado del geoproceso lanzado y los que se hayan lanzado previamente ya que los resultados serán almacenados en sigagroasesor., permitiendo para una UGC, la representación en escala temporal (varias fechas de consulta) Sería una vista semejante a la actual carga de imágenes en el visor de sigagroasesor, que permite apagar o encender una capa resultado (Imagen 5) 07/06/

10 Imagen 5. Carga de imágenes en el visor desde el Visualizador de imágenes y curvas de seguimiento El almacenamiento de los resultados será en el cliente por lo que no tendrá persistencia entre sesiones pero cuesta menos de hacer. Al abrir el dialogo de resultados aparecerá un visor con las capas resultado de los geoprocesos que se hayan lanzado. De cada capa deberá visualizarse claramente la leyenda y la fecha y herramientas para hacer zoom a la capa ya que las capas no tienen porque corresponder todas a la misma área geográfica. Para la comparación de imágenes se realizará podría hacerse algo semejante a la consulta por parcela del gráfico de las imágenes cargadas desde el Visualizador de imágenes y curvas de seguimiento (Imagen 6), mostrando la curva temporal del IV de la parcela seleccionada, frente a la misma curva temporal del IV de la o las parcelas (pixeles) de referencia. En el caso de la clasificación por series frecuenciales, se mostrarían los promedios por fecha de imagen de las cinco clases. 07/06/

11 Imagen 6. Consulta del gráfico de las imágenes cargadas para una UGC, desde el Visualizador de imágenes y curvas de seguimiento (en el ejemplo se sustituiría el valor de la curva roja por los valores de referencia) 07/06/