ANÁLISIS DE LAS POSIBILIDADES DE LA INFRAESTRUCTURA DE DATOS ESPACIALES (IDE) COMO HERRAMIENTA DE APOYO EN ESTUDIOS GEOLÓGICOS Y MINEROS

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1 UNIVERSIDAD DE OVIEDO TRABAJO FIN DE MASTER ESCUELA DE INGENIEROS DE MINAS, ENERGÍA Y MATERIALES ANÁLISIS DE LAS POSIBILIDADES DE LA INFRAESTRUCTURA DE DATOS ESPACIALES (IDE) COMO HERRAMIENTA DE APOYO EN ESTUDIOS GEOLÓGICOS Y MINEROS Autor: Dª. Lucía Iglesias Gómez Director: D. Pablo Cienfuegos Suárez Codirector: Efrén García ordiales Julio, 2016

2 Tabla de contenido 1 Introducción Concepto y componentes de las IDE Concepto de IDE Componentes Datos geográficos Metadatos Servicios Tecnología Normas y Estándares El marco legal en las IDE Europa: Directiva Inspire España: Ley 14/2010, de 5 de julio, sobre las Infraestructuras y Servicios de Información Geográfica en España (LISIGE) Arquitectura cliente-servidor Arquitectura Web Servidor Web Navegador Web Dirección IP URL (Uniform Resource Locator) El lenguaje XML El XML en las Infraestructuras de Datos Espaciales Sintaxis de un documento XML Partes de un documento XML Algunas ventajas del XML Servicio de Visualización y Web Map Service Servicio de Visualización (WMS) Reglas de solicitud Operaciones de un WMS Servicio de visualización teselado Visualizador web El visualizador de la IDE de España Funcionalidades de visualizadores IDE PI, Interfaz de programación de aplicaciones

3 7.1 Introducción Ejemplos de API Clientes de visualización pesados Google Earth gvsig QGIS KOSMO Desktop Globos virtuales Leica Geosystems TITAN Google Earh Bing Maps 3D NASA World Wind Desarrollo de un Geoportal Introducción a GeoServer y GeoNetwork Ejemplos En Minería En Geología Conclusiones Referencias bibliográficas Fuentes en

4 Tabla de figuras Figura 1.- Vinculación de datos sobre el terreno (IGN, 2016) Figura 2.- Mapa de carreteras de España (IGN, 2016)... 9 Figura 3.- Mapa global de los recursos del suelo (IGN, 2016)... 9 Figura 4.- Ejemplo de Información Geográfica puntual (IGN, 2016) Figura 5.- Ejemplo de Información Geográfica lineal (IGN, 2016) Figura 6.- Ejemplo de Información Geográfica superficial (IGN, 2016) Figura 7.- Ejemplo de Información Geográfica volumétrica (IGN, 2016) Figura 8.- Ejemplo de Información Geográfica temporal (IGN, 2016) Figura 9.- Ejemplo de Información Geográfica cualitativa (IGN, 2016) Figura 10.- Ejemplo de Información Geográfica cuantitativa (IGN, 2016) Figura 11.- Ejemplo de Información Geográfica continua (IGN, 2016) Figura 12.- Ejemplo de Información Geográfica discreta (IGN, 2016) Figura 13.- Intersección de capas con distinta información (IGN, 2016) Figura 14.- Logo GRASS ( 15 Figura 15.- Logo gvsig ( 2016) Figura 16.- Logo SPRING (IGN,2016) Figura 17.- Mapa de riesgo de desertificación en España (IGN, 2016) Figura 18.- Esquema de la superposición de distintas capas que conforman un mapa (IGN, 2016) Figura 19.- Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (IGN, 2016) Figura 20.- Logo Inspire (IGN, 2016) Figura 21.- Tipos de información geográfica que gestiona una IDE (IGN, 2016) Figura 22.- Esquema de una infraestructura de información geográfica (IGN, 2016) Figura 23.- Ejemplo de dato geográfico (IGN, 2016) Figura 24.- Datos temáticos (IGN, 2016) Figura 25.- Clasificación de los anexos (IGN, 2016) Figura 26.- Esquema de los metadatos (IGN, 2016) Figura 27.- Esquema de formación del catálogo de la IDEE (IGN, 2016) Figura 28.- Metadatos de datos de la Hoja 40 Sevilla (IGN, 2016) Figura 29.- Metadatos del servicio WMS de Unidades Administrativas de España (IGN, 2016) Figura 30.- Ventajas del uso de metadatos (IGN, 2016) Figura 31.- Principales servicios que ofrece una IDE (IGN, 2016) Figura 32.- Esquema arquitectura cliente-servidor (IGN, 2016) Figura 33.- Lenguajes de las IDE (IGN, 2016) Figura 34.- Explicación interoperabilidad (IGN, 2016) Figura 35.- Esquema interoperabilidad entre dos componentes x e y (IGN, 2016) Figura 36.- Sistemas de referencia (IGN, 2016) Figura 37.- Organizaciones de normalización (IGN, 2016) Figura 38.- Esquema normalización (IGN, 2016) Figura 39.- Logo Organización Internacional de Normalización (IGN, 2016) Figura 40.- Actores de una IDE (IGN, 2016) Figura 41.- Logo IDEE (fuente: 43 Figura 42.- Logo INDE (fuente: 43 Figura 43.- Catálogo Europeo para consultar la información geográfica de los organismos europeos (IGN, 2016)

5 Figura 44.- Sistema Nacional de Cartografía de Zonas Inundables (SNCZI) del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, para consultar la información del Dominio Público y Zonas Inundables de España (IGN, 2016) Figura 45.- Visualizador de Gasolineras del Ministerio de Industria, Energía y Turismo para consultar el precio del carburante en las gasolineras. (IGN, 2016) Figura 46.- Esquema arquitectura cliente-servidor (IGN, 2016) Figura 47.- Tipos de servidores (IGN, 2016) Figura 48.- Arquitectura cliente-servidor (IGN, 2016) Figura 49.- Navegadores web (IGN, 2016) Figura 50.- Ejemplo de un cliente de Catálogo en la Infraestructura de datos Espaciales de Cataluña, IDEC (IGN, 2016) Figura 51.- Estructura documento XML (IGN, 2016) Figura 52.- Partes de un documento XML (IGN, 2016) Figura 53.- Documentos técnicos de Servicios de Mapas (IGN, 2016) Figura 54.- Resultado de la URL en un navegador: mapa de la ciudad de Oviedo (IGN, 2016) Figura 55.- Esquema petición-respuesta (IGN, 2016) Figura 56.- Botón a enlace del Mapa del Cuaternario (IGN, 2016) Figura 57.- Mapa del Cuaternario en el territorio español (IGN, 2016) Figura 58.- Botón a enlace del mapa de líneas límite del territorio español (IGN, 2016) Figura 59.- Mapa de líneas límite en el territorio español (IGN, 2016) Figura 60.- Superposición de dos capas, una capa ráster (imagen) y otra capa vectorial. A ser la capa vectorial transparente se pueden visualizar las dos capas superpuestas. (IGN, 2016) Figura 61.- Capas individuales y superpuestas de la isla de Tenerife (IGN, 2016) Figura 62.- Reproyección on-the-fly (IGN, 2016) Figura 63.- Misma zona en 2 sistemas de referencia diferentes (IGN, 2016) Figura 64.- Documentos técnicos Servicios de Mapas (IGN, 2016) Figura 65.- Documentos técnicos Servicios de Mapas (IGN, 2016) Figura 66.- Documento XML de capacidades del WMS de Parcelas Catastrales de la D.G. de Catastro. (IGN, 2016) Figura 67.- WMS de OGC (IGN, 2016) Figura 68.- Ejemplo de WMS de OGC ( 85 Figura 69.- Visualización de Inspire (IGN, 2016) Figura 70.- Visualización de Inspire ( 90 Figura 71.- Zonas generadas y no generadas en un mapa (IGN, 2016) Figura 72.- Resultado petición GetMap (IGN, 2016) Figura 73.- Coordenadas BBOX (IGN, 2016) Figura 74.- Respuesta a la petición ap&styles=default&layers=oi.orthoimagecoverage&bgcolor=0xffffff&crs=epsg:4326&bbox= , , , &WIDTH=1760&HEIGHT=1141 (IGN, 2016) Figura 75.- Funcionamiento GetFeatureInfo (IGN, 2016) Figura 76.- Ejemplo de resultado con GetFeatureInfo (IGN, 2016) Figura 77.- Petición de la consulta de los atributos de los Montes Públicos de la Región de Murcia (IGN, 2016) Figura 78.- Resultado de la consulta de lugares de interés hidrogeológico (IGN, 2016) Figura 79.- Petición de la consulta i=153, J=71 (IGN, 2016) Figura 80.- Formato text/plain (IGN, 2016) Figura 81.- Mapa teselado (IGN, 2016)

6 Figura 82.- Mapa teselado y tesela (IGN, 2016) Figura 83.- Documentos técnicos que definen un servicio teselado (IGN, 2016) Figura 84.- Resultados usando el servicio WMS (izquierda) y el WMTS (derecha). (IGN, 2016) Figura 85.- Diferencias WMS y WMTS (IGN, 2016) Figura 86.- Zoom level 0, 1 y 2 con 1, 4 y 16 teselas respectivamente (IGN, 2016) Figura 87.- TileMatrix (IGN, 2016) Figura 88.- Eje de TileCol y eje de TileRow (IGN, 2016) Figura 89.- Definición TileMatrixSet (IGN, 2016) Figura 90.- Definición de los niveles para GoogleCRS84Quad (IGN, 2016) Figura 91.- El nivel 1 de GoogleCRS84Quad compuesto de 4 teselas de 256x256 (IGN, 2016) Figura 92.- Nivel 0 de InspireCRS84Quad compuesto de 2 teselas de 256x256 (IGN, 2016) Figura 93.- Nivel 0 de InspireCRS84Quad compuesto de 2 teselas de 256x256 (IGN, 2016) Figura 94.- Código TileMatrixSet (IGN, 2016) Figura 95.- Nivel 0 de InspireCRS84Quad compuesto de 2 teselas de 256x256 (IGN, 2016) Figura 96.- Tesela individual (IGN, 2016) Figura 97.- Empleo de GetTile para obtener 4 teselas consecutivas (IGN, 2016) Figura 98.- Vista del visualizador IDEE (IGN, 2016) Figura 99.- Visualizadores IDE (IGN, 2016) Figura MetadataURL (IGN, 2016) Figura Consulta de metadatos de una capa (IGN, 2016) Figura Etiqueta GetMap (IGN, 2016) Figura LegendURL (IGN, 2016) Figura Gráfico de los principales módulos que componen una API (IGN, 2016) Figura Geoportal de la IDE de Extremadura (IGN, 2016) Figura Leaflet (IGN, 2016) Figura Vista de las principales ciudades de Estados Unidos mediante CartoDB (IGN, 2016) Figura Visión del mapa del mundo con Google Maps (IGN, 2016) Figura Mapa global con Openlayers (IGN, 2016) Figura Visión del SITNA (IGN, 2016) Figura Portal Web del IGN Francés (IGN, 2016) Figura Mapa de Madrid visto con Cartovisor (IGN, 2016) Figura Geoportal de la IDE de Extremadura (IGN, 2016) Figura Google earth (Fuente Figura Logo gvsig (Fuente: ) Figura Logo QGIS ( 2016) Figura Logo KOSMO (Fuente: Figura Logo ArcGIS Desktop (IGN, 2016) Figura Visión con Leica Geosystems TITAN (IGN, 2016) Figura Visor Google Earth (Google Earth, 2016) Figura Vista con Bing Maps 3D (IGN, 2016) Figura Nasa World Wind (IGN, 2016) Figura Imagen del portal GeoServer (IGN, 2016) Figura Imagen de la pantalla de bienvenida del portal GeoServer (IGN, 2016) Figura Ejemplo de capa: límites de provincia (IGN, 2016) Figura Ejemplo del Zoom de geoserver (IGN, 2016) Figura Visualización del Catastro Minero del IGME (IGN, 2016) Figura Visualización del Catastro Minero

7 Figura Pagina de descarga de información geográfica del IGME (IGN, 2016) Figura Ejemplo de mapa hidrogeológico (IGN, 2016) Figura Ejemplo de Lugares de Interés Geológico en Asturias (IGN, 2016) Figura Geoportal IDEE (

8 Tabla de tablas Tabla 1.- Ventajas de los SIG frente a los mapas (IGN, 2016) Tabla 2.- Tipos de clientes (IGN, 2016) Tabla 3.- Aplicaciones lado cliente o servidor (IGN, 2016) Tabla 4.- Ejemplos de ficheros de capacidades (GetCapabilities) (IGN, 2016) Tabla 5.- Parámetros de petición de la operación GetCapabilities (IGN, 2016) Tabla 6.- Respuestas del servicio (IGN, 2016) Tabla 7.- Atributos de las capas (IGN, 2016) Tabla 8.- Parámetros de solicitud de la operación GetMap (IGN, 2016) Tabla 9.- Peticiones del parámetro STYLES (IGN, 2016) Tabla 10.- Resultado GetFeatureInfo con las coordenadas I=1181 y J= Tabla 11.- Parámetros GetFeatureInfo (IGN, 2016) Tabla 12.- Diferencias entre WMS y WMTS (IGN, 2016) Tabla 13.- Definición del Tile Matrix Set InspireCRS84Quad (IGN, 2016) Tabla 14.- Parámetros GetCapabilities (IGN, 2016) Tabla 15.- Parámetros GetTile (IGN, 2016) Tabla 16.- Parámetros GetFeatureInfo (IGN, 2016) Tabla 17.- Tiempos de precacheo de las teselas (IGN, 2016) Tabla 16.- Direcciones URL de los Geoportales más importantes en España(IGN, 2016)

9 Introducción 1 Introducción Se denomina Información Geográfica (IG) a todo dato vinculado a una posición sobre el terreno. Figura 1.- Vinculación de datos sobre el terreno (IGN, 2016). Se denomina Información Geográfica (IG) a todo dato vinculado a una posición sobre el terreno. Pueden ser mapas, imágenes, fotografías, archivos, descripciones cualquier cosa que esté georreferenciada, es decir, unida de alguna forma a una posición geográfica, sea mediante coordenadas geográficas, un topónimo, una dirección postal, etc. La IG presenta una cierta complejidad: Es compleja por la cantidad de elementos que la componen (población, edificaciones, relieve, usos del suelo, ). 8

10 Introducción Figura 2.- Mapa de carreteras de España (IGN, 2016) Figura 3.- Mapa global de los recursos del suelo (IGN, 2016) Es compleja por sus propiedades dimensionales: la IG puede ser puntual, lineal, superficial, volumétrica, espacio-temporal. 9

11 Introducción Figura 4.- Ejemplo de Información Geográfica puntual (IGN, 2016) Figura 5.- Ejemplo de Información Geográfica lineal (IGN, 2016) Figura 6.- Ejemplo de Información Geográfica superficial (IGN, 2016) 10

12 Introducción Figura 7.- Ejemplo de Información Geográfica volumétrica (IGN, 2016) Figura 8.- Ejemplo de Información Geográfica temporal (IGN, 2016) Es compleja por los distintos niveles de medida con la que ha sido recogida: De forma cualitativa (tipos de suelo: arenisca, arcillas, rocas plutónicas, rocas metamórficas, etc.). De forma cuantitativa (litros de lluvia por metro cuadrado). 11

13 Introducción Figura 9.- Ejemplo de Información Geográfica cualitativa (IGN, 2016) Figura 10.- Ejemplo de Información Geográfica cuantitativa (IGN, 2016) 12

14 Introducción Es compleja por su distribución en la superficie terrestre: Continua (que aparece en todos los puntos del planeta, como por ejemplo la presión atmosférica o la temperatura). Discreta (que sólo aparece en algunos puntos del planeta, por ejemplo vías férreas ). Figura 11.- Ejemplo de Información Geográfica continua (IGN, 2016) Figura 12.- Ejemplo de Información Geográfica discreta (IGN, 2016) Debido a lo anterior, el manejo de la IG presenta una cierta complejidad si se quiere explotar todo su potencial. El arduo trabajo de antaño de comparar un mapa con otro (distintas escalas, distintas proyecciones) en la actualidad se realiza gracias a programas informáticos llamados Sistemas de Información 13

15 Introducción Geográfica (SIG). Estos programas almacenan la IG en bases de datos y disponen de un sistema gráfico de salida de la información. De esta manera, el usuario puede preguntar a las bases de datos y obtener una respuesta gráfica, generalmente en forma de mapa. Este mapa, que suele corresponder a la intersección de varias capas de información distintas, es una nueva información del territorio, dispuesta para ser visualizada, analizada y publicada. Figura 13.- Intersección de capas con distinta información (IGN, 2016). SIG Los contenidos ya no son fijos Escala y simbología adaptable Búsquedas sencillas Facilidad para el análisis y obtención de datos derivados MAPAS Contenidos estáticos Escala y simbología fija Búsquedas difíciles Dificultad para el análisis y obtención de datos derivados Tabla 1.- Ventajas de los SIG frente a los mapas (IGN, 2016) Existe una gran variedad de paquetes de software SIG, que abarcan desde los sistemas generalistas muy complejos aplicables para toda clase de análisis territoriales hasta los desarrollados para cuestiones muy específicas. En el mercado existen muchos paquetes de software SIG, pero es de destacar que, con el desarrollo del software libre, en Internet existen paquetes gratuitos con las características y herramientas de gestión de la IG, como por ejemplo: 14

16 Introducción GRASS. Figura 14.- Logo GRASS ( gvsig. Figura 15.- Logo gvsig ( 2016) SPRING. Figura 16.- Logo SPRING (IGN,2016) Los SIG pueden tener sus bases de datos distribuidas en distintos servidores y acceder a ellas mediante redes de comunicación. Esto permite el acceso a la información remota existente, pero para poder mezclar la información que proviene de cada servidor, ésta debe tener ciertas características que permitan la interoperabilidad. Por ejemplo: que los archivos sean compatibles o que cumplan estándares comunes. Sin embargo, aunque un SIG pueda obtener la IG de sus servidores dispersos, para poder compartir toda la IG disponible sobre un territorio hace falta que existan acuerdos entre los propietarios de esa información para que 15

17 Introducción pueda ser compartida y programas capaces de mostrar la información compartida. Aquí es donde intervienen las IDE. Una IDE (Infraestructura de Datos Espaciales) es un sistema informático integrado por: Un conjunto de recursos (catálogos, servidores, programas, datos, aplicaciones, páginas Web, ). Dedicados a gestionar Información Geográfica (mapas, ortofotos, imágenes de satélite, topónimos, ). Esos recursos están disponibles en Internet, y cumplen una serie de condiciones de interoperabilidad (normas, especificaciones, protocolos, interfaces, ). Los recursos permiten que un usuario, utilizando un simple navegador, pueda utilizarlos y combinarlos según sus necesidades. Las IDE pueden ayudar a la hora de tomar decisiones acertadas sobre un territorio a escala local, regional y global. La búsqueda de soluciones a los problemas de inseguridad, la puesta en marcha de acciones en una situación de emergencia (inundaciones, incendios, etc.), la gestión del medioambiente, los estudios de impacto ambiental, etc. son sólo algunos ejemplos en los que resulta fundamental la disponibilidad de IG para tomar las decisiones. Figura 17.- Mapa de riesgo de desertificación en España (IGN, 2016) 16

18 Introducción Figura 18.- Esquema de la superposición de distintas capas que conforman un mapa (IGN, 2016) En este contexto, instituciones internacionales y europeas han aprobado resoluciones que destacan la importancia de la IG para la toma de decisiones. Entre ellas se destacan: Conferencia de la ONU sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo Agenda 21 (Río de Janeiro en 1992). Orden Ejecutiva de Bill Clinton de 1994 Directiva Europea INSPIRE (INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe). Conferencia de la ONU sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo Agenda 21 (Río de Janeiro en 1992) En esta Conferencia 178 gobiernos aprobaron diversos documentos, entre los que se destaca el conocido como Agenda 21. En este documento los gobiernos trazaron pautas de acción enfocadas a potenciar un desarrollo sostenible. Esas acciones implicaban la toma de decisiones sobre el territorio, por lo tanto era necesaria la mayor disponibilidad de la Información Geográfica. 17

19 Introducción Figura 19.- Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (IGN, 2016) Creación de la Infraestructura de Datos Espaciales de USA: Orden Ejecutiva de Bill Clinton (1994) El 3 de marzo de 1993 el Presidente Clinton, anuncia la creación del National Performance Review cuyo objetivo es rediseñar, reinventar y revigorizar el Gobierno Nacional en su totalidad, convirtiéndolo en un gobierno más eficiente y menos costoso. El National Performance Review, dirigido por el Vicepresidente Al Gore, después de examinar los programas y procesos utilizados hasta entonces, recomendó -para que el Gobierno trabaje mejor a un costo menor- que se desarrollara coordinadamente y en cooperación con los gobiernos estatales y el sector privado, la National Spatial Data para apoyar la utilización de información geoespacial en áreas como el transporte, el desarrollo comunitario, la agricultura, las respuestas a emergencias, la gestión de los recursos ambientales y la tecnología informática. El texto de la Orden Ejecutiva del presidente Clinton para la creación de la National Spatial Data Infrastructure, comienza reconociendo la importancia de la IG : La Información Geográfica es crítica para promover el desarrollo económico, mejorar nuestra gestión de los recursos naturales y proteger el medio ambiente Directiva Europea INSPIRE (INfrastructure for SPatial InfoRmation in Europe) Una Directiva de la Unión Europea es una norma de obligado cumplimiento para los países. La Directiva INSPIRE del Parlamento y del Consejo de Europa persigue el establecimiento de una Infraestructura de Datos Espaciales Europea, 18

20 Introducción desarrollada por la Dirección General de Medio Ambiente de la CE, la Agencia Europea Eurostat y el Centro de Investigación común JRC (Joint Research Center) y obligatoria desde el 15 de Mayo de INSPIRE tiene vocación de desarrollar una IDE Europea no sólo utilizable en el ámbito del Medio Ambiente, sino en los demás ámbitos europeos: Transportes, Agricultura, Economía, etc. Figura 20.- Logo Inspire (IGN, 2016). 19

21 Concepto y componentes de las IDE 2 Concepto y componentes de las IDE Una Infraestructura de Datos Espaciales es un sistema informático integrado por un conjunto de datos y servicios (descritos a través de sus metadatos) que son gestionados a través de Internet, conforme a estándares que regulan y garantizan la interoperabilidad de sus datos y a acuerdos políticos que permiten que un usuario, por medio de un simple navegador, pueda encontrar, visualizar, acceder y combinar la Información Geográfica según sus necesidades 2.1 Concepto de IDE Este sistema informático está integrado por un conjunto de recursos informáticos, como por ejemplo, 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. Figura 21.- Tipos de información geográfica que gestiona una IDE (IGN, 2016) 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, como los Reglamentos de la Directiva Inspire, las especificaciones de OGC o las Normas de Información Geográfica del Comité Técnico 211 de ISO. 20

22 Concepto y componentes de las IDE 2.2 Componentes Una infraestructura de información geográfica es una estructura virtual en red integrada por: Figura 22.- Esquema de una infraestructura de información geográfica (IGN, 2016) Una IDE está compuesta por: Datos geográficos, y por lo tanto georreferenciados. Servicios interoperables de información geográfica distribuidos en diferentes sistemas de información bajo la responsabilidad y gestión de distintas instancias, del sector público o privado, que es accesible vía Internet con un mínimo de protocolos y especificaciones normalizadas, que se establecen con la finalidad de facilitar el acceso a todos esos datos. Sus descripciones mediante metadatos para la búsqueda y acceso a dichos datos. Los acuerdos sobre su puesta en común, acceso y utilización entre sus productores y entre éstos y los usuarios; y los mecanismos, procesos y procedimientos de coordinación. Estos componentes son detallados a continuación. 21

23 Concepto y componentes de las IDE Datos geográficos Cualquier dato que, de forma directa o indirecta, hagan referencia a una localización o zona geográfica específica. Figura 23.- Ejemplo de dato geográfico (IGN, 2016) Según el tipo de información que representan los datos geográficos se pueden clasificar en: Datos de Referencia: son aquellos datos georreferenciados fundamentales que sirven de base para construir o referenciar cualquier otro conjunto de datos temáticos. Cumplen el mismo papel que la cartografía básica y son de propósito general. Generalmente provienen de la observación directa del terreno, como por ejemplo la restitución, un levantamiento topográfico o una observación geodésica, para crear una cuadrícula geodésica, los mapas topográficos, los límites administrativos, etc. Datos Temáticos: Son los datos obtenidos a partir de información geográfica de referencia, singularizan o desarrollan algún aspecto concreto de la información contenida en aquella o incorporan información adicional específica, por ejemplo un mapa de información climatológica o una capa de información edafológica, etc. Figura 24.- Datos temáticos (IGN, 2016) 22

24 Concepto y componentes de las IDE Desde el punto de vista de los productores de la información, los conjuntos de datos que forman parte de una IDE son: Los generados por las autoridades públicas o en nombre de ellas, así como a los utilizados por parte de dichas autoridades en el ejercicio de sus funciones públicas. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, forman parte también la información espacial generada por personas físicas o jurídicas diferentes de las autoridades públicas, siempre que tales personas así lo soliciten. En el caso de la IDE Europea se establece que una IDE se aplicará sobre los conjuntos de datos espaciales que estén en formato electrónico y obren en poder de una autoridad pública. La Directiva Europea clasifica los datos en 3 anexos con diferentes plazos para su implementación o adaptación a las especificaciones que establece. La clasificación es la siguiente: Figura 25.- Clasificación de los anexos (IGN, 2016) Las definiciones que la Directiva establece, por ejemplo, para el anexo I son las siguientes: Sistemas de coordenadas de referencia: Sistemas para referenciar de forma unívoca la información espacial en el espacio como una serie de coordenadas (x,y,z) y/o latitud y longitud y altura, basándose en un punto de referencia geodésico horizontal y vertical. Sistema de cuadrículas geográficas: Cuadrículas armonizadas multirresolución con un punto de origen común y con ubicación y tamaños de cuadrícula normalizados. 23

25 Concepto y componentes de las IDE Nombres geográficos: Nombres de zonas, regiones, localidades, ciudades, periferias, poblaciones o asentamientos, o cualquier rasgo geográfico o topográfico de interés público o histórico. Unidades administrativas: Unidades administrativas en que se dividan las áreas en las que los Estados miembros tienen y/o ejercen derechos jurisdiccionales, a efectos de administración local, regional y nacional, separadas por límites administrativos. Direcciones: Localización de las propiedades, basada en identificadores de direcciones, por ejemplo, el nombre de la vía pública, el número de la finca, el código postal. Parcelas catastrales: Áreas determinadas por registros catastrales o equivalentes. Redes de transporte: Redes de carreteras, ferrocarril, transporte aéreo y vías navegables, con sus correspondientes infraestructuras. Se incluirán las conexiones entre redes diferentes. Se incluirá también la red transeuropea de transporte, según la definición de la Decisión no 1692/96/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de julio de 1996, sobre las orientaciones comunitarias para el desarrollo de la red transeuropea de transporte, y de las futuras revisiones de dicha Decisión. Hidrografía: Elementos hidrográficos, incluidas las zonas marinas y todas las otras masas de agua y elementos relacionados con ellas, así como las cuencas y subcuencas hidrográficas. Cuando proceda, según lo definido en la Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2000, por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas, y en forma de redes. Lugares protegidos: Zonas designadas o gestionadas dentro de un marco legislativo internacional, comunitario o propio de los Estados miembros, para la consecución de unos objetivos de conservación específicos Metadatos Los metadatos informan a los usuarios sobre las características de los datos y de los servicios geográficos. Por lo que tanto los datos (información geográfica) como los Servicio en Red (WMS, WFS, etc) deben disponer de un fichero de metadatos. 24

26 Concepto y componentes de las IDE Figura 26.- Esquema de los metadatos (IGN, 2016) Una vez generados los metadatos, los ficheros XML, deben estar accesibles a través de catálogo, como por ejemplo un catálogo nacional, (Catálogo de la IDEE). Figura 27.- Esquema de formación del catálogo de la IDEE (IGN, 2016) 25

27 Concepto y componentes de las IDE Metadatos de datos, que describen las características de los conjuntos de datos geográficos. Así, en un mapa topográfico, producido por un organismo cartográfico, su registro de metadatos incluiría como información: la escala, el Sistema de Referencia por Coordenadas, la fecha de la información, su autor, el ámbito espacial que cubren, etc. Figura 28.- Metadatos de datos de la Hoja 40 Sevilla (IGN, 2016) Metadatos de servicio, que describen las características del servicio. En este caso un servicio de visualización de una organización (WMS) incluiría la siguiente información en su registro de metadatos: su dirección URL, la organización que lo proporciona, el ámbito espacial que cubre, el tiempo de respuesta, etc. Figura 29.- Metadatos del servicio WMS de Unidades Administrativas de España (IGN, 2016) 26

28 Concepto y componentes de las IDE Es habitual confundir el fichero de capacidades con el fichero XML de metadatos del Servicio. En 1º fichero XML es generado por la aplicación que sirve el WMS, por ejemplo GeoServer o MapServer y se obtiene con la operación GetCapabilities y el 2º fichero XML es generado por aplicaciones especiales para generar metadatos como GeoNetwork o CatMDEdit, son los metadatos que se almacenan en un catálogo para poder encontrar el servicio WMS. La norma ISO Geographic Information Metadata es la norma Internacional en materia de metadatos para datos y servicios. Algunas de las ventajas del uso de los metadatos: Figura 30.- Ventajas del uso de metadatos (IGN, 2016). Ventajas para el usuario de datos geográficos: A través de los metadatos les ayudan a encontrar los datos buscados. Le ayudan a conocer las características de los datos: fecha, autor, calidad, etc. Además de las ventajas anteriores, para el Profesional de los datos geográficos: o Conoce la actualización y calidad de los datos. o Conoce los procesos de captura y almacenamiento. o Conoce las limitaciones legales de uso y distribución. o Conoce la persona de contacto. 27

29 Concepto y componentes de las IDE Además de las ventajas anteriores, para las Organizaciones y Agencias cartográficas productoras de datos: o Se mejoran los procedimientos de gestión de los datos. o Ayudan a proteger las inversiones realizadas. o Proporcionan información sobre fuentes de datos y calidades. o Ahorran tiempo y reducen costes. Los metadatos se pueden aplicar para tres tipos de trabajos: Para localizar datos. Para el análisis de la información. Para la explotación de la información. Sin embargo, de nada sirve que haya muchos datos y que estén muy documentados si no se sabe dónde están ubicados. Uno de los pilares fundamentales en el que se sustenta una IDE es el Servicio de Catálogo (también conocido por servicio de Localización) para la Web (CSW). Este servicio permite a los usuarios la búsqueda, la localización, el acceso y selección de los datos geográficos almacenados en diferentes servidores, a través de los registros de metadatos que cumplan determinadas normas y estándares. Un catálogo es una relación ordenada en la que se incluyen o describen de forma individual libros, documentos, personas, objetos, etc., que están relacionados entre sí. En el caso de la IDE contiene metadatos (descripciones) de datos y servicios web Servicios Conjunto de operaciones aplicadas sobre datos geográficos que se ofrecen a través de la Web, para ser utilizadas por usuarios o aplicaciones informáticas. Existen servicios para la visualización, descarga, localización, etc. de información geográfica Una IDE se basa en un conjunto de servicios web que ofrecen una serie de funcionalidades que son útiles para la comunidad de usuarios. En las IDE, el concepto fundamental alrededor del que gira toda la concepción del sistema es el servicio y no los datos como ocurre en un SIG. 28

30 Concepto y componentes de las IDE En un principio el organismo encargado de elaborar los documentos técnicos de cada uno de los servicios web que se pueden implementar en una IDE era OGC, pero ahora en Europa con la Directiva Inspire, a través de su Reglamento de Servicio de Red, ha elaborado unas Guías Técnicas para desarrollar Servicios en Red. Estas guías técnicas se basan en las especificaciones de OGC y en las Normas ISO del TC 211 de Información Geográfica. Una de las principales diferencias que hay entre las Guías Técnicas de Inspire y las especificaciones de OGC, es que básicamente las Guías Técnicas aportan a los servicios la posibilidad de soportar el multilingüismo y unos ítems para metadatos de servicios adicionales. Por lo que si pertenece a una organización europea estará obligado a que los servicios que se desarrollen sean conformes con las Guías Técnicas de Inspire y si no el servicio puede ser conforme a las especificaciones de OGC. Las Guías Técnicas (GT) de Inspire son las siguientes: GT para la Implementación de Servicios de Descarga GT para la Implementación de Servicios de Visualización GT para la implementación de Servicios de Localización GT para la implementación de Servicio Transformación de Esquemas Borrador de la GT para servicios de Transformación de Coordenadas A continuación, se resumen las características de los principales servicios que ofrece una IDE: Figura 31.- Principales servicios que ofrece una IDE (IGN, 2016) 29

31 Concepto y componentes de las IDE Servicio de mapas en la Web (WMS, WMTS). 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. Opcionalmente ofrece la posibilidad de consultar los atributos de la información geográfica. Servicio de Entidades o de descarga en la Web (WFS, ATOM y WCS). Permite acceder a las entidades geográficas, en formato GML. Dispone de la información vectorial de los datos, como un río, una ciudad, una parcela, etc. Un servicio similar al WFS pero para coberturas es el CSW, datos ráster, como por ejemplo los modelos digitales del terreno o las imágenes de satélite. Servicio de Catálogo o de Localización (CSW). Gracias a este servicio se puede encontrar la información geográfica o servicios web que se necesita en base a los metadatos que lo definen Tecnología En los proyectos IDE, la arquitectura por excelencia es la denominada arquitectura cliente-servidor, en la que una serie de clientes (navegadores web) solicitan una serie de servicios a ordenadores-servidores remotos. Estos últimos procesan las peticiones de los navegadores (realizadas según el protocolo HTTP) y devuelven respuesta que se ven en páginas HTML. Figura 32.- Esquema arquitectura cliente-servidor (IGN, 2016). 30

32 Concepto y componentes de las IDE Lenguajes de Transferencia La estructura principal de las páginas que se muestran a través de Internet es una estructura de etiquetas, en la que a cada etiqueta se le asigna un valor. Dentro de los lenguajes de etiquetas, en el ámbito de las IDE es importante destacar dos lenguajes: Figura 33.- Lenguajes de las IDE (IGN, 2016) Normas y Estándares Concepto de interoperabilidad, organismos de estandarización y principales normas. 1) Concepto de interoperabilidad Uno de los objetivos de las IDE es poder compartir y poder localizar la información geográfica que está en las organizaciones e instituciones cartográfica a través de la red de internet, con objeto de visualizarla o utilizarla al grado que permita el dueño de esos datos. Esto implica que las máquinas se entiendan entre sí (protocolos de comunicaciones compartidos), los datos que se compartan deben ser entendibles y utilizables por todas las máquinas que los usen. 31

33 Concepto y componentes de las IDE Figura 34.- Explicación interoperabilidad (IGN, 2016) Definición formal: La Norma ISO Información Geográfica: Servicios: La interoperabilidad es la capacidad para comunicar, ejecutar programas, o transferir datos entre varias unidades funcionales sin necesitar que el usuario tenga conocimiento de las características de esas unidades. Esta definición significa que dos sistemas interoperables pueden interactuar conjuntamente para ejecutar tareas. Los sistemas no tienen qué ser de información geográfica obligatoriamente, es aplicable a cualquier tipo de sistema. Pero si lo aplicamos a la información espacial, dos sistemas de información tendrán interoperabilidad geográfica si: Pueden intercambiar libremente información espacial. Ejecutan software distribuido para manipular esa información espacial a través de las redes. Dos componentes X e Y de un sistema son interoperables si X puede enviar peticiones S de servicios a Y, basados en el entendimiento común de R 32

34 Concepto y componentes de las IDE por X e Y, y si Y puede devolver igualmente respuestas R comprensibles para X. Figura 35.- Esquema interoperabilidad entre dos componentes x e y (IGN, 2016) Una definición aplicada a la Información espacial es por ejemplo la ofrecida por la Directiva INSPIRE (Legislación Europea) Interoperabilidad: La posibilidad de combinación de los conjuntos de datos espaciales y de interacción de los servicios, sin intervención manual repetitiva, de forma que el resultado sea coherente y se aumente el valor añadido de los conjuntos y servicios de datos. 2) Dimensiones de la interoperabilidad La necesidad de que dos sistemas interoperables se entiendan conduce a una diferenciación: Pueden transmitirse los datos y Pueden entender los significados de esos datos. En el primer caso se habla de una dimensión sintáctica que tiene que ver con la posibilidad de conexión técnica: Los datos pueden ser transferidos (sin importar si esos datos están referidos al mismo sistema coordenado, pertenecen al mismo huso, disponen de las mismas unidades, etc.) En el segundo caso se habla de una dimensión semántica pues, además de transmitirse los datos, los sistemas deben entender de la misma forma los significados de los datos compartidos. Un sistema le envía a otro información acerca del color de un objeto y le dice que es (22,158,36). Este último sistema debe entender que se refiere a un color especificado en el sistema RGB, definido por tres cantidades separadas por comas que indican la cantidad de rojo, verde y azul de ese 33

35 Concepto y componentes de las IDE color. Ese color equivale a (126,86,62) en el sistema HSB (Tono, Saturación, Claridad) o al color descrito como "#169E24" en HTML. Algunas causas del no entendimiento entre sistemas a la hora de integrar datos pueden ser: 1.- Confusión: Expresiones con distintos significados en el mismo contexto. Ejemplo. Significado de Cerro: - En España es un montecillo pequeño y redondeado. - En Latinoamérica es sinónimo de gran montaña (Cerro Aconcagua, Cerro Torre). 2.- Conflictos de escala motivados por el uso de sistemas de referencia distintos. Figura 36.- Sistemas de referencia (IGN, 2016) 3.- Conflictos de nombre motivados por la existencia de homónimos y sinónimos. Ejemplos de homónimos: - Soy de Córdoba ( español o argentino?) Ejemplos de sinónimos: - [X, Y] es sinónimo de [abscisa, ordenada]. Catástrofe es sinónimo de cataclismo, devastación, hecatombe, devastación. Aunque cataclismo realmente significa en griego caída 34

36 Concepto y componentes de las IDE completa del agua de los cielos o diluvio y hecatombe literalmente es muerte de 100 bueyes. Con objeto de no dejar imprecisiones en las definiciones de los conceptos ni en el alcance de los significados, se utilizan los metadatos, cuyo fin último es dejar bien definidos los objetos, las acciones y los servicios geográficos. 3) Noción de Normas El concepto de interoperabilidad, en el que los sistemas se entienden, conduce a la creación y adopción de Normas. Una norma es un documento de aplicación voluntaria que contiene especificaciones técnicas basadas en los resultados de la experiencia y del desarrollo tecnológico. Las normas son el fruto del consenso entre todas las partes interesadas e involucradas en la actividad objeto de la misma. Además, deben aprobarse por un Organismo de Normalización reconocido. Las normas garantizan unos niveles de calidad y seguridad que permiten a cualquier empresa posicionarse mejor en el mercado y constituyen una importante fuente de información para los profesionales de cualquier actividad económica Las normas permiten que haya acuerdos para mejorar tanto la interoperabilidad sintáctica como semántica entre: a.- Organizaciones y Sistemas Ejemplo: El Proyecto CartoCiudad es una iniciativa del IGN de España que pretende generar de manera semiautomática, un callejero de ámbito nacional constituido por información oficial de las Administraciones Públicas: El 1: del IGN. La cartografía de la D.G del Catastro. La cartografía del Instituto Nacional de Estadística. La cartografía de Correos. Para que esas instituciones se entiendan, deben existir estándares de la información que comparten. 35

37 Concepto y componentes de las IDE b.- Hardware y plataformas de software El Open Geospatial Consortium (OGC) y el Comité Técnico 211 de la ISO tienen como objetivo el desarrollo de especificaciones y normas respectivamente en el área de la Información Geográfica. El Open Geospatial Consortium (OGC) y el Comité Técnico 211 de la ISO tienen como objetivo el desarrollo de especificaciones y normas respectivamente en el área de la Información Geográfica. Las normas o especificaciones deben ser independientes de la industria y vendedores particulares. Deben ser desarrollados por instituciones oficiales o por consorcios ampliamente admitidos. Los propósitos de los estándares en la Información Geográfica son: Proporcionar una buena especificación semántica. Los usuarios reducirán costes al tener bien definidos los datos que quieren intercambiar. Proporcionar especificaciones sobre formatos. Se reducirán costes y no se perderá la calidad al no tener que convertir formatos para que sean interoperables. Reducir costes en la implementación y mantenimiento del software. Reducir costes al evitar duplicaciones. Cada productor de datos se encarga de mantener sus datos actualizados. Disponer de plataformas y formatos no propietarios. Se evitan industrias ventajistas y monopolísticas Mejorar la colaboración. Entre instituciones y clientes entre si. En el proceso de normalización pueden observarse dos clases de actuaciones: 1. Un proceso formal 2. Un proceso de facto El proceso formal se caracteriza por ser oficialmente apoyado, altamente consensuado, legalmente aceptado por todos los participantes que ayudan a elaborar las normas (también conocido como estándares). En el siguiente 36

38 Concepto y componentes de las IDE diagrama se muestran las organizaciones de normalización en diferentes ámbitos: Figura 37.- Organizaciones de normalización (IGN, 2016). Habitualmente las normas son elaboradas por el Comité Técnico 211 de la Organización Internacional de Normalización y esa misma norma se estudia si es aplicable en cada país y son traducidas al castellano. Algunos ejemplos de organismos de normalización nacional: - AENOR: Comité Técnico de Normalización 148 de la Asociación Española de Normalización y Certificación (España). - ICONTEC, es el Organismo Nacional de Normalización de Colombia. - INDECOPI, Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (Perú). - INEN, Instituto Ecuatoriano de Normalización (Ecuador). - INN, Instituto Nacional de Normalización (Chile). - IRAM, Instituto Argentino de Normalización y Certificación (Argentina). - NC, Oficina Nacional de Normalización (Cuba). 37

39 Concepto y componentes de las IDE 4) Qué se debe normalizar a favor de la interoperabilidad? Se debe estandarizar todo aquello que tenga que ver con el proceso de compartir información, tanto entre personas como entre máquinas. Figura 38.- Esquema normalización (IGN, 2016) Lenguaje de comunicación: GML GML (Geography Markup Language) es el lenguaje XML para la información Geoespacial. Está definida en la Norma ISO Geographic information -- Geography Markup Language (GML) y es utilizada por el Open Geospatial Consortium (OGC) para la codificación, almacenamiento, y transporte de la información geográfica en Internet. Descripción de datos y servicios: Los metadatos. Los metadatos permiten que el usuario conozca las características de los datos de manera que se faciliten las búsquedas y selección de los datos que le interesan y que sea capaz de explotarlos de la manera más eficaz posible. Son metadatos de la información geográfica: la fecha de captura, el contenido, la extensión que abarcan, el sistema de referencia espacial, su distribución, las restricciones de seguridad y legales, la frecuencia de su actualización, la calidad, etc. 38

40 Concepto y componentes de las IDE La Norma ISO , ISO define los metadatos de la Información Geográfica. Los Servicios Web: Existen 3 entidades: OGC con sus especificaciones de servicio, la Directiva Inspire con el Reglamento y Guías Técnicas sobre servicios web e ISO TC/211 con sus Normas de servicios. Aunque existen pequeñas diferencias y con diferentes objetivos, las 3 entidades se apoyan y basan para ir en la misma línea de trabajo. 5) Organismos de Estandarización Open Geospatial Consortium, OGC. OGC desarrolla la iniciativa más importante relacionada con la interoperabilidad, a partir de: a.- El Programa de Especificaciones, que es un proceso de consenso formal que conduce a aprobar las Especificaciones (o estándares) del OGC. b.- El Programa de Interoperabilidad que es una serie de iniciativas para acelerar el proceso de aceptación de sus Especificaciones. Entre las Especificaciones que se ha aprobado en el OGC, podemos citar como las más importantes: GML (Geographic Markup Language) WMS (Web Map Service) WFS (Web Feature Service) WCS (Web Coverage Service) SLD (Styled Layer Descriptor) Organización Internacional de Normalización, ISO Organización Internacional de Normalización a través del Comité Técnico 211 (TC211), se encarga de normalizar todos los aspectos relativos a la Información Geográfica Digital mediante la definición de normas de aplicación voluntaria. Tales normas especifican modelos, métodos, herramientas y servicios para la gestión, adquisición, procesamiento, análisis, acceso, presentación y 39

41 Concepto y componentes de las IDE transferencia de datos geográficos digitales entre diferentes usuarios, sistemas y localizaciones. ISO/TC 211 ha aprobado más de 40 Normas Internacionales y trabaja en unos 20 documentos adicionales de la familia de normas ISO aplicables a la IG. Países Participantes: Australia (SA), Austria (ASI), Azerbaijan (AZSTAND), Belgium (NBN), Canada (SCC), Chile (INN), People's Republic of China (SAC), Czech Republic (UNMZ), Denmark (DS), Ecuador (INEN), Finland (SFS), France (AFNOR), Germany (DIN), Hungary (MSZT), Italy (UNI) - (UNINFO), Japan (JISC), Republic of Korea (KATS), Lithuania (LST), Malaysia (DSM), Morocco (IMANOR), Netherlands (NEN), New Zealand (SNZ), Norway (SN), Peru (INDECOPI), Russian Federation (GOST R), Saudi Arabia (SASO), Republic of Serbia (ISS), South Africa (SABS), Spain (AENOR), Sweden (SIS), Switzerland (SNV), Thailand (TISI), United Kingdom (BSI), USA (ANSI). Figura 39.- Logo Organización Internacional de Normalización (IGN, 2016) Y los países Observadores: Argentina (IRAM) Bahrain (BSMD) Brunei Darussalam (ABCI) (corr.) Colombia (ICONTEC) Croatia (HZN) Cuba (NC) Cyprus (CYS) Estonia (EVS) Greece (ELOT) Hong Kong (ITCHKSAR) (corr.) Iceland (IST) India (BIS) Indonesia (BSN) Ireland (NSAI) Israel (SII) Jamaica (BSJ) f) Acuerdos políticos Una IDE es un proyecto colectivo en el que participan una gran diversidad de actores, cada uno con intereses y necesidades bien diferentes. 40

42 Concepto y componentes de las IDE Parece muy importante que sus iniciativas y actuaciones, estén coordinadas, armonizadas e integradas en un contexto más amplio que tenga efectos jurídicos y técnicos de conformidad con la normativa aplicable en el ámbito territorial. IDE? Es realmente un marco legal para el establecimiento de un proyecto El establecimiento de un marco común y la necesidad de coordinación entre todos los agentes implicados, son las circunstancias que hacen necesarias los desarrollos normativos que establezcan un marco legal que sostenga el proyecto IDE dentro de una comunidad. Por un lado, al ser una IDE una infraestructura básica, es lógico que la Administración lidere su implementación y para coordinar las distintas iniciativas gubernamentales, lo más eficaz es una norma legal. Todos los componentes son necesarios, pero los acuerdos políticos y por tanto la organización es de especial importancia en una IDE porque ordena, regula, estructura y armoniza todos los demás g) Actores de una IDE En una IDE, entendida como sistema distribuido en la red, intervienen todo tipo de organismos y entidades, denominados actores, cada uno con su papel. Los principales son: Figura 40.- Actores de una IDE (IGN, 2016) 41

43 Concepto y componentes de las IDE 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 IGN España, la Dirección General del Catastro o el Instituto Nacional de Estadística. Desarrolladores de software Papel: Generar los programas y aplicaciones que permiten publicar un servicio (software para WMS como MapServer o GeoServer), o implementar un Geoportal desde el que puedan verse y utilizarse los datos. Suelen ser una empresa privada 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. Lo natural es que sea una empresa privada. 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 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. El papel de la comunidad IDE Hay que destacar que para que una IDE sea un proyecto con éxito, permanezca y se consolide con el paso del tiempo, es necesario llevar a cabo un conjunto de actividades de difusión y formación de la filosofía de las IDE en la sociedad. Como consecuencia se genera y consolida una comunidad IDE, formada por una variedad de actores que colaboran y cooperan en las IDE. En algunas ocasiones surgen de un modo natural pero en la mayoría de los casos son las instituciones públicas las que las promueven y en ocasiones patrocinan, como parte de su papel de liderazgo. 42

44 Concepto y componentes de las IDE En España, existe el Grupo de Trabajo de Infraestructura de Datos Espaciales de España, GTIDEE, que está constituida por las organizaciones cartográficas a nivel regional y nacional, universidades, particulares y que contribuyen a la difusión del proyecto IDEE tanto dentro de España como en los países vecinos y naciones relacionadas (Iberoamérica, Europa, etc). Desde el portal de la IDEE se accede a los portales IDE nacionales, regionales y locales. Hay que destacar como una labor muy importante para la difusión de las IDE en una comunidad la realización de cursos de formación y congresos en el que se ven implicados tanto organizaciones públicas como privadas y las universidades, formando y transmitiendo sus experiencias tanto a organizaciones que comienzan como a los propios usuarios finales. En este apartado deben citarse por la importancia que tienen las comunidades virtuales que se generan en Internet basadas en: - Boletines de noticias como el Blog IDEE. - Boletín SobreIDEs. - Newsletter IDE Iberoamérica. Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE). Figura 41.- Logo IDEE (fuente: Infraestructura de Datos Espaciales de Brasil (INDE). Figura 42.- Logo INDE (fuente: 43

45 Concepto y componentes de las IDE Cómo apartado final una IDE consta de factores claves como El soporte de una Infraestructura de Datos Espaciales. La existencia de acuerdos entre organismos para compartir información geográfica. El acceso a los datos se ha realizado de manera fluida, por disponer de acuerdos para compartir la información. La información es actualizada por hallarse almacenada en los propios organismos productores. El acceso a la información es estándar, gracias a la implementación de Servicios de Mapas (WMS). La localización y acceso a información geográfica ha sido posible debido a la existencia de metadatos y catálogos. La capacitación del personal técnico cumple un papel decisivo para la adecuada utilización de estos servicios. En resumen, una IDE debe garantizar: El almacenamiento, disponibilidad y mantenimiento de datos espaciales al nivel más adecuado; Que sea posible combinar, de forma coherente, datos espaciales de diversas fuentes en toda la Comunidad, y puedan ser compartidos entre distintos usuarios y aplicaciones; Que sea posible que los datos espaciales recogidos a un determinado nivel de la autoridad pública sean compartidos con otras autoridades públicas; Que pueda darse difusión a los datos espaciales en condiciones que no restrinjan indebidamente su utilización generalizada; Que sea posible localizar los datos espaciales disponibles, evaluar su adecuación para un determinado propósito y conocer las condiciones de uso. A continuación se exponen algunos ejemplos: 44

46 Concepto y componentes de las IDE Figura 43.- Catálogo Europeo para consultar la información geográfica de los organismos europeos (IGN, 2016) Figura 44.- Sistema Nacional de Cartografía de Zonas Inundables (SNCZI) del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, para consultar la información del Dominio Público y Zonas Inundables de España (IGN, 2016). Figura 45.- Visualizador de Gasolineras del Ministerio de Industria, Energía y Turismo para consultar el precio del carburante en las gasolineras. (IGN, 2016). 45

47 El marco legal en las IDE 3 El marco legal en las IDE Dentro de los principios comunes que incluye una iniciativa de Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) se encuentra el marco legal, que juega un papel muy importante en la implantación y desarrollo de una IDE dentro de una comunidad. Los documentos legislativos se pueden clasificar según él ámbito de aplicación sobre el que actúan y cada uno tiene características propias. A continuación se expone la experiencia Europea, donde se distinguen los siguientes documentos legales: Normas legales de la Unión Europea: o Directiva: es una disposición normativa de Derecho comunitario que vincula a los Estados de la Unión en la consecución de resultados u objetivos concretos en un plazo determinado, dejando, sin embargo, a las autoridades internas competentes la debida elección de la forma y los medios adecuados a tal fin. Es decir, hay un plazo, para realizar la transposición a la legislación nacional, así por ejemplo la transposición de la Directiva INSPIRE es la LISIGE (Ley 14/2010, sobre las infraestructuras y los servicios de información geográfica en España). Reglamentos: Tiene carácter obligatorio para todos los Estados miembros de la Unión Europea y sus ciudadanos. Es una norma de aplicación directa, no hace falta su transposición. Por ejemplo, Reglamento sobre los Metadatos ( ES:PDF), es de obligado y de inmediato cumplimiento en el momento que entró en vigor. Otros: decisiones, recomendaciones, opiniones. Normas legales en España: o Ley: norma jurídica que constituye una de las fuentes de derecho son definidas por un órgano legislativo. Real Decreto: norma jurídica con rango de reglamento Orden Ministerial: Norma que emana de cualquiera de los Ministros del Gobierno del Estado, dirigida a su propio personal. Ley autonómica: es aprobada por el Parlamento autonómico de una Comunidad Autónoma de España, para regular una materia en el marco de sus competencias 46

48 El marco legal en las IDE En el ámbito de las IDE, se pueden encontrar los siguientes ejemplos de documentos legislativos correspondientes al: 3.1 Europa: Directiva Inspire INSPIRE (Infraestructure for Spatial Information in Europe) es una iniciativa de la Comisión Europea cuyo funcionamiento se recoge en la Directiva 2007/2/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 14 de marzo de 2007, publicada en el Diario Oficial de la UE (DOUE) el 25 de Abril de Sus principales características son: - El objetivo de la presente Directiva es fijar normas generales con vistas al establecimiento de una infraestructura de información espacial en la Comunidad Europea (INSPIRE), orientada a las políticas comunitarias con un impacto, directo o indirecto, sobre el medio ambiente. La creación de una IDE en Europa se basa en las IDE de sus estados miembros. La Directiva establece los objetivos, y los Estados miembros tendrán dos años desde su publicación para ajustar sus respectivas legislaciones y procedimientos administrativos nacionales. - INSPIRE es el primer paso de una amplia iniciativa multilateral que inicialmente dirigirá su interés sobre la información espacial necesaria para políticas medioambientales y que estará disponible para satisfacer las necesidades prácticas de otras áreas, tales como la agricultura y el transporte. - Se aplica a los conjuntos de datos y servicios de los Estados miembros de la UE, en formato electrónico y que traten de uno o más de los temas recogidos en los Anexos I, II o III. - Los Estados miembros se asegurarán de que se creen metadatos para los conjuntos y servicios de datos espaciales que correspondan a los temas enumerados en los Anexos I, II y III, y de que se actualicen tales metadatos. - Los Estados miembros establecerán y gestionarán una red con los siguientes servicios: de localización (gratuito), de visualización (gratuito), de descarga, de transformación y servicios que permitan el acceso a servicios de datos espaciales. - Los Estados miembros pondrán en vigor las disposiciones legales, reglamentarias y administrativas necesarias para dar cumplimiento a lo establecido en la presente Directiva antes del 15 de mayo de

49 El marco legal en las IDE 3.2 España: Ley 14/2010, de 5 de julio, sobre las Infraestructuras y Servicios de Información Geográfica en España (LISIGE) Esta Ley, LISIGE, transpone la Directiva Inspire (2010/02/CE) al cuerpo legislativo español. La LISIGE supone la renovación conceptual de la norma básica sobre cartografía en el Estado español: la Ley 7/1986, de 24 de enero, de Ordenación de la Cartografía, que tuvo desarrollo reglamentario a través del Real Decreto 1545/2007, de 23 de noviembre, que regula el Sistema Cartográfico Nacional. Y también está en consonancia con la Ley 37/2007 de Reutilización de la Información del Sector Público, se promueve la publicación en la web de datos y servicios geográficos. La finalidad de LISIGE es actualizar la normativa existente en la materia, adaptarla a las nuevas exigencias de la UE y hacer más accesible la información geográfica a los ciudadanos. La nueva Ley coordinará a las administraciones y los organismos del sector público para poner en común los datos geográficos y los servicios de información geográfica, de forma que puedan compartir, a través de infraestructuras accesibles e interoperables, los datos recogidos con la máxima actualidad, fiabilidad y eficiencia. También obliga a dar acceso a los ciudadanos a los servicios de información geográfica integrados en esas infraestructuras, facilitando así su incorporación a la Sociedad del Conocimiento y el aprovechamiento de sus múltiples capacidades para el diseño y ejecución de proyectos de base territorial, generadores de actividad y desarrollo económico. A continuación un pequeño resumen: En el Capítulo I, se define el ámbito de aplicación de la Ley, básicamente constituido por los datos geográficos ya existentes de carácter oficial. Se define además lo que se entiende por IDE, servicios de información geográfica, metadatos, interoperabilidad, Información Geográfica de Referencia, Datos Temáticos Fundamentales y Datos Temáticos Generales. En el Capítulo II, se establecen las competencias del Consejo Superior Geográfico (CSG), como coordinador y operador de la IDEE y se le atribuye la capacidad de proponer instrucciones técnicas teniendo en cuenta las Normas de Ejecución Inspire y los requerimientos de los usuarios y las Administraciones. También se define su carácter abierto y participativo. 48

50 El marco legal en las IDE El Capítulo III contiene las condiciones que deben cumplir los datos y servicios geográficos que formen parte de la IDEE: se obliga a las AAPP a adoptar medidas que aseguren la puesta en común y en Internet de datos y servicios geográficos, con los límites razonables que se puedan imponer para no poner en peligro la marcha de la justicia, la seguridad pública, la acción ante emergencias, la seguridad nacional o las relaciones internacionales; se establecen plazos para que las Administraciones generen metadatos, y se impone la obligación de publicar en Internet servicios interoperables de descubrimiento (catálogos) y visualización gratuitos, con excepciones que ha de aprobar el CSG, y servicios de descarga, de transformación y de acceso a servicios. El Capítulo IV hace referencia a la Infraestructura de Información Geográfica de la AGE (IDEAGE) y a la obligación del IGN de crear y mantener el correspondiente geoportal. El Capítulo V recoge el necesario complemento y perfeccionamiento de la Ley 7/1986 de Ordenación de la Cartografía y se instituye el Sistema Cartográfico Nacional, ya mencionado en el Real Decreto 1545/2007, como marco de coordinación de la actividad cartográfica en España, y se diseñan su funcionamiento y fórmulas de organización internas. Esta Ley traspone todo el contenido de la Directiva Inspire y va más allá en algunos puntos concretos, esencialmente: Cubre no sólo la información con relevancia medioambiental, sino que se extiende a todo tipo de temáticas, añadiendo a los temas de los anexos Inspire un anexo adicional de Datos Temáticos Generales que incluye todo tipo de cartografía. Incluye y potencia el concepto de Información Geográfica de Referencia, información geográfica necesaria para que cualquier usuario y aplicación pueda referenciar sus datos. Sirve para situar con precisión datos temáticos, cruzar datos de distintas fuentes e interpretar datos situándolos en un contexto geográfico general. Establece una mayor garantía para los casos excepcionales en los que un servicio de visualización de mapas en la web pueda no ser gratuito. Tales situaciones deben ser aprobadas por el CSG. 49

51 Arquitectura cliente-servidor 4 Arquitectura cliente-servidor Uno de los modelos de arquitectura más utilizados en la implementación de sistemas de información, es el modelo cliente-servidor, en la que un conjunto de clientes solicitan una serie de servicios remotos. Estos últimos procesan las peticiones de los clientes y devuelven una respuesta acorde a los parámetros recibidos. Figura 46.- Esquema arquitectura cliente-servidor (IGN, 2016) Qué es un cliente? Se denomina cliente al proceso u ordenador que realiza peticiones de servicios a otros ordenadores o procesos (servidor). Es el que inicia el diálogo o solicita los recursos. El cliente se encuentra conectado a una red, por ejemplo Internet, que le permite acceder y gestionar una serie de recursos. Y el servidor procesa la petición y envía el resultado de vuelta al cliente. Es él que procesa y responde a las solicitudes Existen dos tipos de clientes, ligero y pesado: 50

52 Arquitectura cliente-servidor Cliente ligero (Thin client) - Tiene muy poca o ninguna lógica del programa. las gestiones que se realizan se concentran en el servidor. - Los procesos son realizados principalmente por el ordenador central, por el servidor. Cliente pesado (Thick client) - Realiza la mayor parte del procesamiento de datos. - Los datos son almacenados en el servidor Ejemplo:navegador Web, Google Maps. Ejemplos: Aplicación Java o C++ que se instala y ejecuta, Google Earth, gvsig, ArcGis, Geomedia. Tabla 2.- Tipos de clientes (IGN, 2016). Qué es un servidor? El servidor procesa la petición y envía el resultado de vuelta al cliente. Es el que procesa y responde a las solicitudes o requerimientos del cliente. El funcionamiento es el siguiente: Una máquina cliente solicita a una segunda máquina llamada servidor que ejecute una tarea específica (por ejemplo realizar un zoom a una capa). El cliente suele ser una computadora personal común conectada a internet, y el servidor es, por lo general, una máquina anfitriona en el que están centralizados los diversos recursos, como un servidor de archivos PC, o en este caso la conexión con una base de datos geográfica, y que los pone a disposición de los clientes cada vez que estos son solicitados. El cliente solicita un servicio y recibe los datos enviados por el servidor. El cliente también gestiona la interfaz con el usuario; presenta los datos en el formato adecuado y brinda las herramientas y comandos necesarios para que el usuario pueda utilizar las prestaciones del servidor de forma sencilla. El programa servidor en cambio, básicamente sólo tiene que encargarse de transmitir la información de forma eficiente. No tiene que atender al usuario. De esta forma un mismo servidor puede atender a varios clientes al mismo tiempo. 51

53 Arquitectura cliente-servidor Existen muchos tipos de servidores entre los que se destacan: Figura 47.- Tipos de servidores (IGN, 2016) Servidor de archivos: Servidor donde se almacena archivos y aplicaciones de productividad como por ejemplo procesadores de texto, hojas de cálculo, etc. Servidor de bases de datos: Servidor donde se almacenan las bases de datos, tablas, índices. Servidor Web: Se utilizan para acceder a páginas Web. Este servidor permite transacciones con el acondicionamiento de un navegador específico. Servidor de correo: Es una aplicación que permite enviar mensajes (correos) de unos usuarios a otros, con independencia de la red que dichos usuarios estén utilizando. Servidor de aplicaciones: Servidor que ejecuta una serie de aplicaciones. Suele ser el encargado de realizar la mayor parte de los cálculos y procesamiento del sistema de información (la lógica del sistema). Servidor FTP: Servidor que facilita la transferencia de ficheros entre sistemas conectados a una red. En este modelo las aplicaciones se dividen de forma que el servidor contiene lo que debe ser compartido por varios usuarios, y en el cliente permanece sólo lo particular de cada usuario. El cliente se comunica con el servidor a través de una interfaz de software que es la parte del servicio que permite el flujo de información entre el cliente y el servidor ocultando las características del servicio. 52

54 Arquitectura cliente-servidor Entre las principales características de la arquitectura cliente-servidor se pueden destacar las siguientes: El servidor brinda servicio a múltiples clientes. El servidor presenta a todos sus clientes una interfaz única y bien definida. El cliente no necesita conocer la lógica del servidor, sólo su interfaz externa. El cliente no depende de la ubicación física del servidor, ni del tipo de equipo físico en el que se encuentra, ni de su sistema operativo. Es posible repartir la carga de procesamiento entre el cliente y el servidor. Los cambios en el servidor implican pocos o ningún cambio en el cliente. La comunicación con el servidor es transparente para el usuario. 4.1 Arquitectura Web La arquitectura Web se caracteriza por ser una arquitectura clienteservidor en la que los clientes conocidos como navegadores Web realizan peticiones a servicios Web. Estos últimos procesan las peticiones de los navegadores (realizadas a través del protocolo de comunicación HTTP) y devuelven páginas HTML (u otro tipo de recursos como imágenes, XML, etc.). De este modo, cuando se navega en una página Web, en realidad se está utilizando un cliente Web, que se conecta al servidor de páginas Web Servidor Web Un servidor Web es un programa que implementa el protocolo HTTP (hypertext transfer protocol). De acuerdo al tipo de la petición recibida, el servidor Web buscará una página Web o ejecutará un programa en el servidor. Una vez procesada la petición, devolverá al cliente o navegador Web la respuesta. El navegador Web realiza una petición al servidor, en este caso la petición consiste en solicitar una página Web, por ejemplo: El servidor responde al cliente enviando el código HTML 53

55 Arquitectura cliente-servidor de la página; el cliente, una vez recibido el código, lo interpreta y lo muestra en pantalla. Figura 48.- Arquitectura cliente-servidor (IGN, 2016) El cliente es el encargado de interpretar el código HTML, es decir, de mostrar las fuentes, los colores y la disposición de los textos y objetos de la página; el servidor tan sólo se limita a transferir el código de la página sin llevar a cabo ninguna interpretación de la misma. Sobre el servidor Web clásico se puede disponer de aplicaciones Web. Éstas son fragmentos de código que se ejecutan cuando se realizan ciertas peticiones o respuestas HTTP. Puede distinguirse entre: Aplicaciones en el lado del cliente Aplicaciones en el lado del servidor Son las aplicaciones tipo Java o Javascript que se ejecutan en la máquina del usuario: el servidor proporciona el código de las aplicaciones al cliente y éste, mediante el navegador, las ejecuta. Es necesario, por tanto, que el cliente disponga de un navegador con capacidad para ejecutar aplicaciones (scripts). Además de aplicaciones Javascript y Java, puede ejecutarse otros lenguajes mediante el uso de plugins. El servidor Web ejecuta la aplicación; ésta, una vez ejecutada, genera cierto código HTML. El servidor toma el código creado y lo envía al cliente por medio del protocolo HTTP. Tabla 3.- Aplicaciones lado cliente o servidor (IGN, 2016). 54

56 Arquitectura cliente-servidor Navegador Web Para poder acceder a la World Wide Web es necesario utilizar un programa cliente. Este se llama navegador Web o Web browser y es una aplicación software que permite al usuario recuperar y visualizar páginas Web, almacenadas en los servidores Web. Los navegadores Web ofrecen una interfaz gráfica que permite navegar por Internet y su funcionalidad básica es permitir la visualización de páginas Web, documentos de texto, recursos multimedia, etc. Las páginas Web poseen hipervínculos que enlazan un texto o imagen a otro documento, tejiendo de esta forma la telaraña de la WWW. Ejemplos de navegadores Web: Internet Explorer Mozzilla Firefox Opera Safari Figura 49.- Navegadores web (IGN, 2016) 55

57 Arquitectura cliente-servidor Dirección IP La dirección IP es una dirección única del protocolo IP (Internet Protocol) asignada a cada ordenador que se encuentra en la red. Las comunicaciones en Internet se realizan teniendo en cuenta este tipo de dirección. Pueden existir dos tipos de IP: IP dinámica: la dirección IP puede cambiar al reconectar Internet. Es generalmente utilizado en los hogares. IP fija o IP estática: la IP permanece invariable en el tiempo. Es muy utilizada cuando se está permanentemente conectado a Internet URL (Uniform Resource Locator) Es una secuencia de caracteres que representa una dirección única para cada uno de los recursos de información disponibles en Internet. Introduciendo el URL en un navegador de Internet se podrá acceder y visualizar el recurso solicitado. Puede accederse a través del IP del servidor (ej: o a través del URL (ej: El navegador se encarga de remplazar la IP del servidor por el URL, haciendo más fácil la navegación. 56

58 El lenguaje XML 5 El lenguaje XML El Lenguaje de Marcas Extensible XML (extensible Markup Language) es un metalenguaje extensible de etiquetas desarrollado por el World Wide Web Consortium (W3C - Un metalenguaje permite definir lenguajes para establecer la estructura y el contenido de los documentos. El XML es una simplificación y adaptación del SGML y permite definir la gramática de lenguajes específicos. Por lo tanto, XML, no es un lenguaje de programación, sino una manera de definir lenguajes para diferentes necesidades. Algunos de estos lenguajes que usan XML para su definición son XHTML, SVG, MathML y GML. XML es un lenguaje de etiquetas como lo es HTML, pero con algunas diferencias: XML ha sido diseñado para describir los datos y se focaliza su contenido, mientras que HTML fue diseñado para mostrar y representar datos. HTML está orientado a visualizar información, mientras que XML a describirla. Las etiquetas no se encuentran predefinidas como ocurre con HTML, sino que es posible definir etiquetas propias. XML utiliza documentos DTD (Document Type Definition) o XML Schema para describir los datos y su estructura. XML ocupa un importante rol en el intercambio de información estructurada de una amplia variedad de datos, permitiendo la compatibilidad entre sistemas para compartir la información de una manera segura, fiable y fácil. XML fue creado para estructurar, almacenar y enviar información. No solo se utiliza en la Web, sino también en bases de datos, editores de texto, hojas de cálculo y casi cualquier cosa imaginable. 5.1 El XML en las Infraestructuras de Datos Espaciales XML se utiliza en las tecnologías IDE, en la descripción de los servicios web de OGC y en la descripción de los conjuntos de datos a través de sus metadatos. 57

59 El lenguaje XML Servicios web: XML es el formato de los archivos de capacidades de los servicios web. Todos los servicios web de OGC tienen una operación básica que consiste en consultar la descripción básica del servicio, este fichero se llama Documento de de Capacidades o como más común es conocido el GetCapabilities. Ejemplo de Ficheros de Capacidades de servicios WMS WMS Base municipal 1: del ICGC request=getcapabilities&service=wms WMS del Gobierno de Navarra (IDENA) Tabla 4.- Ejemplos de ficheros de capacidades (GetCapabilities) (IGN, 2016) Metadatos XML es el formato estándar de los metadatos de los conjuntos de datos y de servicios. Este fichero XML sigue, como todos los esquemas XML, un esquema XML definido por una norma ISO, ISO 19139, Información geográfica Metadatos Implementación del esquema XML. Ejemplo de ficheros de Metadatos de Datos Mapa Topográfico Nacional 1: (ráster) Lugares de Importancia Comunitaria en Aragón Ejemplo de ficheros de Metadatos de Servicios Servicio de Descarga de IDENA Servicio de Mapas (WMS) - Catastro histórico - Año Los ficheros de metadatos de los conjuntos de datos, series, unidades, servicios web, etc. necesitan de un cliente de catálogo web para poder ser 58

60 El lenguaje XML consultados. La comunicación entre el cliente de catálogo y el registro o fichero de metadatos almacenado en una base de datos se realiza a través del servicio de catálogo, conocido por Servicio de Localización o Catalogue Service Web (CSW). Por tanto no es lo mismo: Cliente de catálogo. Servicio de localización o CSW. Un cliente de catálogo web es simplemente un buscador de información geográfica. La búsqueda de información relacionada con la hidrografía, con los espacios protegidos o con el catastro se realiza a través de sus ficheros de metadatos. Figura 50.- Ejemplo de un cliente de Catálogo en la Infraestructura de datos Espaciales de Cataluña, IDEC (IGN, 2016) Cuando se realiza una búsqueda en un catálogo IDE se accederá a los: Datos: como por ejemplo mapas de múltiples escalas, conjuntos de datos como hidrografía, o redes de transporte, ortoimágenes, etc. Servicios web, como por ejemplos los servicios WMS o WFS. El cliente de catálogo de una IDE accede a los metadatos a través un servicio estándar de catálogo, denominado Catalog Service Web, CSW. Un Servicio de Catálogo, CSW permite la publicación y búsqueda de la descripción (metadatos) de los datos y servicios web. Los servicios de catálogo mediante un protocolo estándar de comunicación interoperable, transmite peticiones entre el cliente y el servidor, devolviéndose como una de las 59

61 El lenguaje XML respuestas el o los registros de metadatos del conjunto de datos o servicio buscado en el catálogo. 5.2 Sintaxis de un documento XML Una de las características principales de XML es la posibilidad de estructurar la información. Es decir la información se compone de partes bien definidas, las cuales a su vez se componen de otras partes, por ejemplo, un libro que se compone de capítulos, que a su vez se componen de párrafos y estos a su vez de oraciones y palabras o un mensaje de correo que consta de un remitente con un nombre y una dirección de correo, un destinatario con lo mismo, un asunto y un cuerpo que es la parte del mensaje que contiene el texto y los ficheros adjuntos. Figura 51.- Estructura documento XML (IGN, 2016). El documento XML proporciona la habilidad de estructurar la información en forma de árbol. Estas partes, en XML se llaman elementos, y están comprendidos dentro de las etiquetas <, >. A continuación se expone un ejemplo del lenguaje XML: 60

62 El lenguaje XML <mensaje> <remitente> <nombre>lucía Iglesias</nombre> </remitente> <destinatario> <nombre>pablo Cienfuegos</nombre> </destinatario> <asunto>infraestructura de Datos Espaciales</asunto> <cuerpo> <texto>hola Pablo, Te envío...</texto> <ficheros_adjuntos>ide.pdf</ficheros_adjuntos> </cuerpo> </mensaje> Por tanto, los documentos XML están compuestos por etiquetas y contenidos. Las etiquetas se representan de la forma <nombre_etiqueta>, donde nombre_etiqueta es el nombre del elemento que se está señalando. Todas las etiquetas deben cerrarse (se incluye una barra inclinada) </nombre_etiqueta>. Dentro de ambas etiquetas, de inicio y de finalización, se introduce el contenido del elemento. <nombre_etiqueta>contenido de la etiqueta xml</nombre_etiqueta> La sintaxis de XML es simple, pero estricta. 61

63 El lenguaje XML 5.3 Partes de un documento XML En el siguiente esquema podrás observar la descripción de cada una de las partes de un documento XML. Figura 52.- Partes de un documento XML (IGN, 2016) Declaración XML o prólogo El documento XML comienza con una declaración como la siguiente: <?xml...?>. Si aparece, tiene que ser la primera línea del documento, en la que se identifica la versión del XML y el conjunto de caracteres utilizado. La declaración XML es opcional. Parece una instrucción de proceso aunque no lo es. <?xml version="1.0" encoding="iso "?> version: Indica la versión del estándar XML a la cual se ajusta el documento. Actualmente, el único valor válido es 1.0 encoding: Indica el juego de caracteres del documento. P.ej: ISO- 8859_1 para caracteres de lenguajes europeos (ö, Ç, ñ,...) standalone: Es otro de los atributos. Se emplea para una versión de XML avanzada. Elementos Los elementos se encuentran delimitados por < >. Deben comenzar con <elemento> y finalizar con </elemento>. Todo lo que está entre esas dos etiquetas se llama el contenido del elemento. <elemento>contenido</elemento> Cuando un elemento H está contenido en un elemento P se dice que: 62

64 El lenguaje XML H es un elemento hijo de P. P es el elemento padre de H. En XML todo elemento tiene uno y sólo un padre, en el ejemplo anterior es <Instruccion> Por tanto, el elemento raíz es el único que no tiene padre. Todo documento XML debe tener uno y sólo un elemento raíz. El nombre XML del elemento: Pueden contener cualquier carácter alfanumérico.<longitud02> Pueden contener los caracteres: _ (subrayado, subguión), - (guión),. (punto) ejemplo: <Longitud_02> Únicamente puede comenzar por caracteres alfabéticos o por el carácter de subrayado. Por lo que no puede empezar por ejemplo por un número <01alumno> u otro carácter <$mail> No puede contener espacio en blanco (carácter de espaciado, saltos de línea, tabulaciones), como por ejemplo: <Longitud 02> Atributos Los elementos pueden tener atributos, que son una manera de incorporar características o propiedades a los elementos de un documento. <Curso tipo="e-learning"> Por ejemplo, un elemento "libro" puede tener un atributo "edicion" y un atributo "año", con valores "segunda" y "2013" respectivamente. <libro edicion= segunda año= 2013 > Contenido En el texto del contenido en un elemento no pueden aparecer estos dos caracteres: < (menor que) & (ampersand) Y no deberían aparecer los siguientes: 63

65 El lenguaje XML > (mayor que) (comilla doble) (comilla simple) Entidades de referencia Entidades para representar caracteres especiales para que no sean interpretados como marcado en el procesador XML. Al no poder utilizar los caracteres <, &, >, o se utilizan otros caracteres que los sustituyan, así: < Less Than (menor que, <) & Ampersand & > Greater Than (mayor que, >) " Quotation Mark (comilla doble, ) &apos; Apostrophe (comilla simple, ) Ejemplo: <texto>la distancia entre Madrid y Toledo es < que entre Madrid y Málaga</texto> No es correcto y se sustituye < por < <texto>la distancia entre Madrid y Toledo es < que entre Madrid y Málaga</texto> Para que un contenido no se parsee puede ir en una sección CDATA, que va delimitado por: <![CDATA[ ]]> <texto><![cdata[ La distancia entre Madrid y Toledo es < que entre Madrid y Málaga]]> </texto> Las secciones CDATA pueden aparecer allá donde pueden aparecer los datos carácter. Se utilizan para "escapar" bloques de texto que contengan caracteres que de otra forma se reconocerían como marcas 64

66 El lenguaje XML Comentarios Comienzan con <!--y finalizan con -->. Contienen descripciones literales que son omitidas por las aplicaciones. <!-- Esto es un comentario --> Instrucciones de procesamiento Ofrecen comandos o información para una aplicación que está procesando los datos en XML. Van delimitadas por: <??> <?nombre instrucción?>. Por ejemplo: <?xsl-stylesheet ref= estilo.css?> VALIDEZ Existen dos categorías de documentos XML: documentos bien formados y documentos válidos. a. Documentos XML bien formados Los documentos XML "bien formados" (well-formed) son aquellos que cumplen con todas las definiciones básicas de formato y sintaxis XML. Pueden, por lo tanto, ser analizados correctamente por cualquier analizador sintáctico (parser) que cumpla con la norma. Algunas de las condiciones que deben cumplir son las siguientes: Las etiquetas de sus elementos deben seguir una estructura estrictamente jerárquica. Los elementos con contenido deben estar correctamente cerrados. Sólo debe poseer un elemento raíz o inicial del que todos los demás sean parte. Los valores atributos en XML siempre deben estar encerrados entre comillas simples o dobles. Ningún atributo puede aparecer más de una vez en la misma etiqueta. XML es sensible a mayúsculas y minúsculas. 65

67 El lenguaje XML b. Documentos válidos Un documento XML bien formado es válido sólo si contiene un esquema XML (XML schema) y obedece las restricciones que declara dicho esquema. Algunos ejemplos de estas restricciones son: la secuencia de elementos y jerarquía sea válida, los atributos requeridos sean provistos, los valores de los atributos sean del tipo correcto, etc. - XML Schemas (XSD) Un esquema XML permite describir la estructura de un documento XML, con el fin de poder validar si su estructura es válida para un contexto determinado, cómo están organizados y qué atributos y de qué tipo pueden tener sus elementos. En un esquema XML se definen los componentes válidos de un documento XML: Elementos que pueden aparecer. Atributos. Elementos hijos. Orden y número de los elementos. Tipos de datos. Valores por defecto y fijos. Ejemplo de un esquema XML <?xml version="1.0"?> <xs:schema xmlns:xs=" targetnamespace=" xmlns= elementformdefault="qualified"> <xs:element name="correo"> <xs:complextype> <xs:sequence> <xs:element name="fecha" type="xs:date"/> <xs:element name="destino" type="xs:string"/> <xs:element name="asunto" type="xs:string"/> 66

68 El lenguaje XML <xs:element name="texto" type="xs:string"/> </xs:sequence> </xs:complextype> </xs:element></xs:schema> Y el documento XML que cumple con el ejemplo del esquema XML anterior es: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <correo xmlns=" xmlns:xsi=" xsi:schemalocation=" correo.xsd"> <fecha> </fecha> <destino>responsable@andalucia.es</destino> <asunto>avances IDEE</asunto> <texto>la IDE de Andalucía se incorporará a la IDEE en breve.</texto> </correo> Así el elemento <destino> es un tipo string (alfanumérico) y por tanto se puede completar con un texto alfanumérico, mientras que <fecha> es de tipo date (fecha), solo se podría completar en el fichero XML con un formato tipo fecha. Y el elemento <correo> es un elemento complejo que contiene otros elementos como <fecha>, <destino> y/o atributos. El propósito del estándar XML Schema es definir la estructura de los documentos XML que estén asignados a tal esquema y los tipos de datos válidos para cada elemento y atributo. En este sentido las posibilidades de control sobre la estructura y los tipos de datos son muy amplias. Se puede controlar la cardinalidad de los elementos (nº max y min de apariciones). 67

69 El lenguaje XML Se pueden dar valores fijos o por defecto a los elementos y atributos. Los atributos pueden ser opcionales u obligatorios. Se pueden enumerar los valores posibles de un elemento o de un atributo. Siguiendo la filosofía de la programación orientada a objetos, se pueden declarar elementos abstractos que pueden ser sustituidos por otros en el fichero XML. Se pueden agrupar elementos de cara a la reutilización de código con tres opciones: o Sequence: Tienen que aparecer todos los elementos en el fichero XML y en el mismo orden en que han sido introducidos en el esquema. o Choice: Se realiza una elección entre varios elementos. o All: Si unos elementos se agrupan dentro de esta opción tienen que aparecer todos o ninguno en el fichero XML. Se pueden importar declaraciones de otros esquemas, lo cual facilita la reutilización de código. Los elementos importados pueden ser redefinidos. Al restringir el contenido de los ficheros XML es posible intercambiar información entre aplicaciones con gran seguridad. Disminuye el trabajo de comprobar la estructura de los ficheros y el tipo de los datos. 5.4 Algunas ventajas del XML Su creación y edición es muy sencilla ya que se trata de texto plano. Describe los datos y no su representación. Todas las partes del documento son identificadas mediante las etiquetas, por lo que pueden ser usadas de forma diferente por distintas aplicaciones. Con XML los datos se almacenan independientemente de su representación HTML. A través de hojas de estilos estándar XSL puede darse diversos estilos de representación a los mismos datos, por ejemplo HTML, texto, PDF, etc. Es libre y extensible. Puede añadirse nuevas etiquetas. Si un tercero decide usar un documento creado en XML, le resultará sencillo entender su estructura y procesarlo. Mejora la compatibilidad entre aplicaciones, permitiendo el intercambio de datos entre sistemas incompatibles. 68

70 Servicio de Visualización y Web Map Service 6 Servicio de Visualización y Web Map Service Existen dos documentos técnicos para realizar Servicios de Mapas. Estos documentos son los siguientes: Figura 53.- Documentos técnicos de Servicios de Mapas (IGN, 2016) La Guía Técnica para la implementación de Servicios de Visualización INSPIRE [1] se basa íntegramente en la Especificación de Web Map Service de OGC [2], por lo que si se realiza un servicio utilizando la Guía Técnica de Inspire, el servicio cumplirá con los requisitos de la especificación de OGC, pero no al revés. Por tanto, la Guía Técnica de Inspire de implementación de servicios de visualización es más amplia que la especificación técnica de OGC ya que hace referencia a los siguientes documentos: Reglamento sobre interoperabilidad de los conjuntos y servicios de datos espaciales Especificación Web Map Service WMS de OGC [2] Reglamento sobre servicios de red [3] Reglamento sobre metadatos [4] Reglas de Implementación de metadatos INSPIRE [5] Guía Técnica para la implementación de Servicios de Localización INSPIRE [6] Perfil Syled Layer Descriptor de WMS, versión de OGC [7] Symbology Encoding Implementation Specification de OGC [8] Especificación Web Map Tile Service WMTS de OGC [11] 69

71 Servicio de Visualización y Web Map Service La Guía Técnica para la implementación de Servicios de Visualización INSPIRE define un Perfil INSPIRE de ISO WMS para implementar las operaciones: Obtener los metadatos del servicio de visualización (GetCapabilities). Obtener un mapa (GetMap). Enlazar con otro servicio de visualización. Esta Guía Técnica define la forma de implementar un servicio de visualización INSPIRE basado en los siguientes estándares: Web Map Tile Service (WMTS) WMS Perfil WMS-C de WMS ISO 19128: Es la Norma Internacional ISO titulada Interfaz de servidor web de mapas. Describe el comportamiento de un Servicio Web de Mapas (WMS) que produce mapas referenciados espacialmente en forma dinámica a partir de la información geográfica. Especifica operaciones para recuperar una descripción de los mapas ofrecidos por un servidor, para recuperar un mapa y para consultar a un servidor con respecto a los objetos geográficos mostrados en un mapa. Esta Norma Internacional es de aplicación voluntaria y la Guía Técnica de Servicio de Visualización de Inspire se basa en esta Norma Internacional. Define un «mapa» como una representación gráfica de información geográfica en forma de un archivo de imagen digital adecuado para su visualización en una pantalla de computadora. Los datos por sí mismos no son un mapa. Los mapas producidos por un WMS generalmente se presentan en un formato gráfico, tal como PNG, GIF o JPEG, o en ocasiones como elementos gráficos basados en vectores en formatos de Gráficos Vectoriales Escalables (SVG) o de Metarchivos Gráficos de Computador para Web (WebCGM). Define tres operaciones: la primera devuelve metadatos a nivel de servicio; la segunda devuelve un mapa cuyos parámetros geográficos y dimensionales están bien definidos, y la tercera operación opcional arroja información sobre objetos particulares que se muestran en un mapa. 6.1 Servicio de Visualización (WMS) Un Servicio de Visualización, también conocido por las siglas WMS produce mapas en la web de forma dinámica a partir de información 70

72 Servicio de Visualización y Web Map Service geográfica. El WMS genera una "imagen digital" como una representación de la información geográfica que esta almacenada en una base de datos, adaptado para la visualización en una pantalla de ordenador. Por tanto, esta imagen digital no consiste en los propios datos, sino en una imagen de los mismos. A continuación se expone un ejemplo práctico. Al hacer clic en la siguiente URL se obtiene una imagen de la base de datos de información geográfica del IGN. La imagen es de una zona de España, en concreto de la ciudad de Oviedo, el formato de la imagen que devuelve es png y el datum es ETRS89 y la proyección UTM30. WMS&REQUEST=GetMap&STYLES=default&EXCEPTIONS=application/vnd.ogc. se_inimage&format=image/png&layers=ignbasetodo&crs=epsg:25830& BBOX= , , , &WIDTH=931&HEIGHT =552 Figura 54.- Resultado de la URL en un navegador: mapa de la ciudad de Oviedo (IGN, 2016). Esto ocurre porque se ha realizado una petición a un servidor del IGN. En la petición se ha incorporado una serie de parámetros (por ejemplo, el formato de la imagen FORMAT=image/png, las coordenadas geográficas de las esquinas, BBOX= , , , , el nombre de la capa, LAYERS=IGNBaseTodo, etc.) y como respuesta se obtiene en el navegador la imagen de un mapa. 71

73 Servicio de Visualización y Web Map Service Un servicio WMS puede invocarse a través de un navegador web (cliente) que envía una petición en forma de URL - Uniform Resource Locator. Esta petición es recibida y procesada por el servidor WMS que, como respuesta, devuelve al cliente una imagen en calidad de pantalla, en formato imagen tal como JPEG, GIF, PNG, etc. Figura 55.- Esquema petición-respuesta (IGN, 2016) Más ejemplos de peticiones HTTP de servicios de mapas: Figura 56.- Botón a enlace del Mapa del Cuaternario (IGN, 2016) Haciendo clic se accede al siguiente enlace: rio_1m/mapserver/wmsserver?transparent=true&format=image/png&ve RSION=1.3.0&EXCEPTIONS=application/vnd.ogc.se_inimage&SERVICE=WMS& REQUEST=GetMap&STYLES=default,default,default,default,default,default,defa ult,default&layers=7,6,5,4,3,2,1,0&bgcolor=0xffffff&crs=epsg:4326&b BOX= , , , &WIDTH=1760&HEIG HT=1141 Viéndose el siguiente mapa: 72

74 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 57.- Mapa del Cuaternario en el territorio español (IGN, 2016) Otro ejemplo: Figura 58.- Botón a enlace del mapa de líneas límite del territorio español (IGN, 2016) El anterior botón contiene el siguiente enlace: XCEPTIONS=XML&SERVICE=WMS&REQUEST=GetMap&STYLES=LimitesAdmini strativos&layers=au.administrativeboundary&bgcolor=0xffffff&crs=ep SG:4326&BBOX= , , , &WIDTH=1760&HEIG HT=1141 Viéndose el siguiente mapa: Figura 59.- Mapa de líneas límite en el territorio español (IGN, 2016) 73

75 Servicio de Visualización y Web Map Service A través de los Servicios de Visualización se puede visualizar información geográfica georreferenciada a través de Internet. La información se presenta en forma de capas de información. Para generar un determinado mapa, las capas se superponen según un orden y un valor de transparencia preestablecido. Figura 60.- Superposición de dos capas, una capa ráster (imagen) y otra capa vectorial. A ser la capa vectorial transparente se pueden visualizar las dos capas superpuestas. (IGN, 2016) 74

76 Servicio de Visualización y Web Map Service Cuando se piden dos o más mapas con los mismos parámetros geográficos y tamaño de salida, los resultados se pueden solapar para producir un mapa compuesto. Como se ha indicado anteriormente, los mapas se dibujan en un formato de imágenes como PNG, GIF o JPEG, y ocasionalmente como gráficos vectoriales en formato SVG o KML. El uso de formatos de imagen que soportan fondos transparentes (ej: GIF o PNG) permite que las capas subyacentes sean visibles. Los mapas generados por los WMS pueden visualizarse a través de visualizadores que se ejecutan dentro de un navegador web, como Internet Explorer, Firefox, Opera, etc.; o a través de una aplicación instalada en un ordenador como QGIS, ArcGis, GvSIG o Google Earth. Ambos tipos de clientes incluyen operaciones de visualización como: activar y desactivar capas, cambiar el orden y transparencia de las mismas, acercar y alejar, desplazarse sobre el mapa, vuelo panorámico, etc. Además, se pueden solicitar capas individuales de diversos servidores, produciendo el solapamiento de capas procedentes de diferentes fuentes. Es decir, las capas de información pueden estar almacenadas en distintos servidores localizados en distintos lugares remotos. Por lo tanto, la información no tiene que estar necesariamente almacenada en el mismo ordenador. Esto puede observarse en el siguiente gráfico, donde el mapa de salida (derecha) es generado a partir de la superposición de las capas de información provenientes de tres servidores de organizaciones diferentes: Figura 61.- Capas individuales y superpuestas de la isla de Tenerife (IGN, 2016) 75

77 Servicio de Visualización y Web Map Service La Guía Técnica para la implementación de Servicios de Visualización INSPIRE establece la forma en que los WMS deben consultarse y las respuestas correspondientes, para poder compartir la información geográfica y superponer capas provenientes de distintos servidores. Los WMS tienen la capacidad de leer los datos en sus formatos originales (dgn, ESRI shp, geotiff, ecw, conexiones con bases de datos Postgis, Oracle Spatial, ESRI arcsde, etc.), y generar como producto de salida una imagen en formato png, gif, jpg, tiff, etc. Las capas de información geográficas deben estar georreferenciadas, para poder superponer así capas de distintas fuentes, pero no necesariamente deben estar en el mismo Sistema de Referencia Espacial. Los WMS tienen la capacidad de reproyectar on-the-fly (al vuelo) la información geográfica. Los datos permanecen en su sistema de referencia original, pero el servidor genera la imagen de salida en el sistema de referencia seleccionado, para que las capas se superpongan correctamente. Figura 62.- Reproyección on-the-fly (IGN, 2016) Figura 63.- Misma zona en 2 sistemas de referencia diferentes (IGN, 2016) Sistemas de Referencia Espacial: Códigos del EPSG - European Petroleum Survey Group, se emplean para identificar el Sistema Geodésico de 76

78 Servicio de Visualización y Web Map Service Referencia. Esta es una forma fácil y estandarizada de codificar los sistemas de referencia y proyecciones más habituales. En la siguiente tabla se pueden observar los códigos EPSG de algunas de las proyecciones más utilizadas en España: EPSG Datum Proyección/Coordenadas 4326 WGS84 Ninguna Longitud-Latitud 4258 ETRS89 Ninguna Longitud-Latitud ETRS89 UTM 29 X,Y ETRS89 UTM 30 X,Y ETRS89 UTM 31 X,Y WGS84 UTM 28 X,Y WGS84 UTM 29 X,Y WGS84 UTM 30 X,Y WGS84 UTM 31 X,Y Tabla 4.- Proyecciones más utilizadas en España (IGN, 2016) Reglas de solicitud Para poder realizar las operaciones a un servicio Web OGC, en este caso el servicio WMS, se puede encontrar dos tipos de peticiones: HTTP GET y HTTP POST. HTTP GET: La petición es una URL que contiene los parámetros necesarios para poder construir una solicitud correcta. Se compone de: Protocolo de comunicación: http Nombre de servidor: host (ej.: Número de puerto (opcional): [:port], La ruta (opcional): /path, El carácter:?, Los parámetros del servicio específico: name{=value}, terminados con un ampersand &.(ej.: REQUEST=GetCapabilities&SERVICE=WMS). La URL resultante debe ser válida de acuerdo con el estándar HTTP Common Gateway Interface CGI ( que obliga la presencia de? antes de la secuencia de parámetros de solicitud y el & entre cada parámetro, por ejemplo: nombre1=valor1&nombre2=valor2. Petición general HTTP GET de un Servicio de Mapas Web, WMS, OGC: 77

79 Servicio de Visualización y Web Map Service Ejemplo de la petición GetCapabilities del servicio WMS de la Dirección General del Catastro. =GetCapabilities&service=WMS Este servicio muestra Información Catastral y permite consultar la Referencia catastral de las parcelas: Figura 64.- Documentos técnicos Servicios de Mapas (IGN, 2016) Ejemplo de petición GetMap (visualizar las parcelas catastrales) Ejemplo de petición GetFeatureInfo (consultar la referencia catastral) HTTP POST: En este caso la petición es una URL completa y válida con la que el cliente transmite los parámetros de petición en el cuerpo de una solicitud HTTP. Cuando se usa POST, el mensaje de petición se formula como un documento XML Operaciones de un WMS La Guía Técnica de Servicio de Visualización se apoya en un Reglamento Europeo, llamado Reglamento de Servicios de red [3], que determina los requisitos para el establecimiento y mantenimiento de los servicios de red de localización, visualización, descarga y transformación así como las obligaciones relacionadas con su disponibilidad. El Anexo III del reglamento contiene las exigencias en lo relativo a los servicios de visualización y enumera las operaciones que deben garantizar y los parámetros de petición y respuesta de tales peticiones. A continuación se describen brevemente los aspectos destacables de cada una de ellas: 78

80 Servicio de Visualización y Web Map Service - View Service Metadata, operación que proporciona toda la información necesaria sobre el servicio y describe todas sus capacidades (metadatos). La normativa detalla que la petición debe incluir un parámetro de idioma: el de la respuesta a dicha petición. Especifica además que como respuesta, se debe ofrecer la información sobre el servicio, los idiomas soportados por éste y los metadatos de capas, que deben ser conforme a INSPIRE. - Get Map, operación que devuelve una imagen georreferenciada con información geográfica y temática. El Reglamento concreta qué parámetros son obligatorios en la petición, entre ellos, el idioma de respuesta, y cuáles son los formatos que deben soportarse; como mínimo PNG y GIF sin compresión. - Link View Service, operación que permite el acceso a los recursos de un servicio de visualización de otra autoridad pública. La norma exige que la petición proporcione toda la información del servicio del tercero y permita ensamblar los mapas de éste con otros mapas. En resumen un servicio de mapas contiene las siguientes operaciones que ya conocéis: GetCapabilities (obligatoria): Devuelve los metadatos del servicio, es decir una descripción del contenido de la información del WMS y de los parámetros de petición admisibles. GetMap (obligatoria): Devuelve una imagen del mapa cuyos parámetros geoespaciales y dimensionales se han definido en la solicitud. GetFeatureInfo (opcional): Devuelve información sobre entidades particulares mostradas en el mapa. Las operaciones WMS se invocan utilizando un navegador estándar (ej.: Explorer o Firefox) o mediante aplicaciones de escritorio y realizando peticiones HTTP GET. El contenido, los parámetros, de la URL depende de la operación solicitada. 1. GetCapabilities La respuesta a una operación GetCapabilities es un documento XML con información general sobre el servicio e información específica del servicio WMS, como por ejemplo el autor o puntos de contacto del servicio, los 79

81 Servicio de Visualización y Web Map Service sistemas de referencia que soporta, los formatos de salida de la imagen, las capas que contiene, los tipos de simbolización de las capas, etc. Figura 65.- Documentos técnicos Servicios de Mapas (IGN, 2016) a. Parámetros de petición Los parámetros de petición de la operación GetCapabilities para obtener el documento de capacidades son los que aparecen en la siguiente tabla. Parámetro Descripción Obligatoriedad REQUEST=GetCapabilities Nombre de la Obligatorio operación que se realiza en la petición SERVICE=WMS Tipo de servicio sobre Obligatorio el cual se realiza la petición, en este caso es igual a WMS pero podría ser otro, como WFS, WCs, etc. VERSION=1.3.0 Versión del servicio Opcional FORMAT=text/html Sólo en la versión Opcional Indica el formato de servicio. UPDATESEQUENCE=cadena Número de secuencia Opcional o cadena para control de memoria temporal. Tabla 5.- Parámetros de petición de la operación GetCapabilities (IGN, 2016). Los parámetros se colocan después de la URL del servicio WMS finalizada por? y separados por &. Como por ejemplo: 80

82 Servicio de Visualización y Web Map Service VERSION=1.3.0 Para visualizar el documento XML es necesario en ocasiones guardar el fichero de Capabilities en el ordenador y cambiar la extensión por defecto por la extensión txt o xml. Para visualizarlo, se recomienda utilizar cualquier navegador web o un editor de texto. También se puede utilizar algún editor de xml que hacen que la visualización de estos documentos sea más sencilla. Descripción extendida de los parámetros de la operación Getcapabilities: REQUEST: Se utiliza para invocar el tipo de operación, en este caso la operación es GetCapabilities. Es un parámetro obligatorio. SERVICE: Indica cuales de los tipos de servicios disponibles (WMS, WFS, WCS, etc. En el caso de realizar la petición a un servicio WMS, entonces SERVICE=WMS.) está siendo invocado. Es un parámetro obligatorio. VERSION: Indica la versión de la especificación del WMS. Actualmente existen las siguientes versiones: 1.0.0, 1.1.0, y Es un parámetro opcional. Importante, si se va a crear un servicio, se debe intentar que cumpla con la versión UPDATESEQUENCE: Se utiliza para mantener la consistencia de la caché. Su valor puede ser un entero, una fecha en formato [ISO 8601:1988(E)] u otro número o cadena. El servidor puede incluir un valor UpdateSequence en su XML. Si es así, este valor debería ser incrementado cuando se realizan cambios en las características (por ejemplo, si se añaden nuevos mapas al servicio). La respuesta del servidor basada en el valor actual y relativo de UpdateSecuence en la petición del cliente y los metadatos del servidor deben ser acordes con la siguiente tabla. Es un parámetro opcional. 81

83 Servicio de Visualización y Web Map Service Petición del cliente Valor del metadato Respuesta del Servicio del Servicio none any El más actual capabilities XML any None El más actual Capabilities XML equal Equal Excepcion: Code=CurrentUpdateSequence lower Higher El más actual Capabilities XML higher lower Excepcion: Code=InvalidUpdateSequence Tabla 6.- Respuestas del servicio (IGN, 2016). FORMAT: Es un parámetro opcional en la versión del WMS en la operación GetCapabilities. Indica el formato de salida solicitado del metadato del servicio. El formato que debe soportar obligatoriamente un servidor por defecto es text/xml, y soporta otros formatos que serán opcionales. Toda la cadena de tipo MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions), en <Format>, se ejecuta como valor del parámetro FORMAT. En un entorno HTTP, el tipo MIME debe situarse en el objeto devuelto usando la entidad Content-type de la cabecera. b. Respuesta de la petición La respuesta es un documento en el formato XML que debe estar acorde con el XML Schema según la versión del WMS. El XML Schema especifica el contenido obligatorio y opcional de la respuesta del GetCapabilities. 82

84 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 66.- Documento XML de capacidades del WMS de Parcelas Catastrales de la D.G. de Catastro. (IGN, 2016) Capabilities&service=WMS Direcciones del contenido de los XML Schema para las diferentes versiones del WMS según la especificación de WMS de OGC: versión 1.0.0: versión 1.1.0: versión 1.1.1: versión 1.3.0: Pero si tu servicio sigue la Guía Técnica de Servicios de Visualización entonces el XML Schema:

85 Servicio de Visualización y Web Map Service El documento de capacidades de un Servicio de Mapas tiene una estructura determinada que informa del contenido del Servicio de Mapas. Esta estructura se basa en el esquema XML que sigue el documento XML y, por tanto, el documento de capacidades del WMS de OGC es diferente al esquema XML de la Guía Técnica del Servicio de Visualización de la Directiva Inspire, los esquemas XML aunque se parecen mucho hay una pequeña diferencia. A continuación se muestra un gráfico la estructura de los documentos de capacidades según los dos documentos técnicos. 1. Estructura del documento de capacidades de un Servicio de Mapa que sigue la Especificación del WMS de OGC. Figura 67.- WMS de OGC (IGN, 2016) 84

86 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 68.- Ejemplo de WMS de OGC ( 2. Estructura del documento de capacidades de un Servicio de Mapa que sigue la Guía Técnica de un Servicio de Visualización de Inspire. Haz clic en la operación GetCapabilities del WMS de un Mapa Ráster y fíjate en la estructura del fichero XML. Figura 69.- Visualización de Inspire (IGN, 2016) 85

87 Servicio de Visualización y Web Map Service La única diferencia entre ambos documentos es una etiqueta adicional llamada <inspire_vs:extendedcapabilities> en el esquema XML de Inspire. A continuación, se explica qué significa cada una de las etiquetas del documento XML. Service: La primera parte del fichero XML de Capabilities contiene el elemento <Service>, que proporciona la información general del servicio WMS. Debe incluir el nombre, título, URL del recurso en línea. Opcionalmente, pueden proporcionar un resumen, una de lista de palabras claves, información de contacto, el precio y restricciones de acceso. El significado de la mayoría de esos elementos está definido en la Norma ISO Metadata. <Name> El nombre de servicio. <Title> El título del servicio es a elección del proveedor, y debería ser breve aunque suficientemente descriptivo para identificar este servicio. Por ejemplo, Hidrografía, Cartografía o Parcelas Catastrales. <Abstract> Permite una narración descriptiva que proporciona más información sobre los datos espaciales que permite visualizar el servicio. <OnlineResource> Dentro de esta etiqueta contiene información del proveedor del servicio. Hay otros elementos <OnlineResource> utilizados por el prefijo de la URL de cada operación soportada. <KeywordList> Una lista de claves o frases claves que debería incluirse para ayudar a la búsqueda del servicio WMS en el catálogo. Actualmente, no se ha definido un vocabulario controlado. <ContactInformation> Información de contacto. <Fees> La palabra reservada none debe usarse si no hay tarifa o restricciones de acceso, como sigue: <Fees>none</Fees>. También se puede completar con No conditions apply <AccessConstraints> Se debe completar con una lista controlada definida en la Norma ISO de Metadatos En el caso de los servicios del CNIG se suele completar con el siguiente texto, tras añadir OtherConstraints. Se permite el acceso a este servicio en cualquier caso siempre que se mencionen la autoría y propiedad del IGN del siguiente modo: «Instituto Geográfico Nacional de España». <MaxWidth> y <MaxHeigt> Son números enteros que indican el ancho y el alto máximos que un cliente puede solicitar en una única petición GetMap. Si cualquiera de los dos elementos está vacío, el servidor no impone límite alguno en el parámetro correspondiente. 86

88 Servicio de Visualización y Web Map Service Capability: Dentro del elemento <Capability> se definen las operaciones del WMS que puede soportar (GetCapabilities, GetMap, GetFeatureInfo), las excepciones y las capas de información disponibles. <Request> Describe las operaciones del WMS (GetCapabilities, GetMap, GetFeatureInfo), el formato de salida ofrecido por esas operaciones y el prefijo URL de cada operación. También pueden incluirse operaciones de proveedor específicos que no están definidos en la petición <Exception> Cuando se produce un error, este se indica con una Exception. Por ejemplo, un servidor lanza una excepción (code= LayerNotDefined ) si se solicita una capa no válida. <inspire_vs:extendedcapabilities> Es la etiqueta adicional que incluye la Guía Técnica de implementación de Servicio de Visualización para proporcionar al servicio el multilingüismo y la localización del fichero de metadatos del servicio o añadir unos elementos adicionales de metadatos de servicio. <Layer> Dentro de este elemento, se definen las capas y los estilos de las capas. Es la parte más crítica del XML de Capabilities del WMS. Cada capa de información (mapa u ortofoto) se define con un elemento <Layer>. Una capa padre o Layer padre contiene capas hijas. Por ejemplo la capa padre Hidrografía puede contener las capas hijas Riós y Lagos. Las propiedades definidas en una capa padre son heredadas por sus capas hijas, como por ejemplo el Sistema de referencia definido en una capa padre, la hereda la capa hija. Estas propiedades heredadas pueden ser redefinidas o añadidas por las hijas. Cada <layer> contiene los siguientes elementos: <Title>: El Título es obligatorio para todas las capas; identificará el mapa en el visualizador. Cada capa tiene su propio título y por tanto el título no es heredado por las capas hijas. <Name>: Sí, y solo sí, una capa tiene un <Name>, entonces es una capa de mapa que puede solicitarse usando ese nombre en el parámetro LAYERS de una solicitud GetMap. Si la capa tiene título pero no nombre, entonces esa capa es sólo un título clasificatorio para todas las capas anidadas dentro. Un servidor de mapas que publica una capa que contiene un elemento nombre debe ser capaz de aceptar ese nombre como valor del argumento LAYERS en una petición GetMap y devolver el 87

89 Servicio de Visualización y Web Map Service mapa correspondiente. Un cliente no debe intentar solicitar una capa que tiene título pero no nombre. El nombre no se hereda por los hijos. <Abstract> y <KeywordList>: Se recomienda el uso de estos elementos. El elemento <Abstract> es una descripción de la capa del mapa y la lista de palabras claves contiene cero o más palabras claves para ayudar a las búsquedas por catálogo. Estos elementos no se heredan por las capas hijas. <Style> Pueden definirse algunos estilos para una capa o colección de capas utilizando este elemento, cada uno de los cuales deben tener los elementos <Name> y <Title>. El nombre del estilo se usa en el parámetro STYLES de la solicitud de mapas. Si sólo hay un estilo disponible, ese estilo se reconoce como el estilo por defecto y el servidor no necesita definirlo. Las declaraciones de estilos son heredadas por las capas hijas. Un hijo no debe definir un estilo con el mismo nombre que otro heredado de su padre. Un hijo puede definir un nuevo estilo con un nuevo nombre si éste no está disponible en la capa padre. <CRS> Cada capa debe tener al menos un sistema de referencia declarado explícitamente o heredado de su capa padre. El elemento raíz <Layer> debe incluir una secuencia de cero o más elementos CRS que liste todos los sistemas de referencia que son comunes a todas las capas subsidiarias. Las capas pueden opcionalmente añadir más CRS a la lista global, o a la lista heredada desde la capa padre. Cualquier duplicación debe ser ignorada por los clientes. Para definir los CRS se utilizan los códigos EPSG. <LatLonBoundingBox> Este elemento debe estar definido para cada capa, ya sea explícitamente o heredado de la capa padre. Índica el rectángulo límite de los datos de mapa en el Sistema de Referencia de Coordenadas EPSG:4326. Contiene los atributos minx, miny, maxx y maxy que indican el borde de un rectángulo envolvente, en grados decimales. Su propósito es facilitar las búsquedas geográficas sin requerir transformaciones geográficas para dicho proceso. <BoundingBox> Las capas pueden tener cero o más elementos <BoundingBox> que son indicados explícitamente o heredados de la capa padre. Indica el rectángulo límite de los datos de mapa en un Sistema de Referencia de Coordenadas; el atributo CRS indica el sistema de referencia que se aplica. Los atributos minx, miny, maxx, maxy indican los valores del bounding box especificados en el CRS correspondiente. 88

90 Servicio de Visualización y Web Map Service Una capa puede tener múltiples elementos BoundingBox, pero cada uno de ellos debe indicar un CRS diferente. La capa hereda los valores BoundingBox definidos por sus padres. El BoundingBox heredado de la capa padre para un sistema de referencia dado es reemplazado por una declaración de la misma en la capa hija. Un elemento de capa simple no puede contener más de un BoundingBox para el mismo CRS. <LatLonBoundingBox> es efectivamente un <BoundingBox> donde el atributo CRS= EPSG:4326 está implícito. Además <LatLonBoundingBox> no incluye los atributos resx y resy. <MinScaleDenominator> y <MaxScaleDenominator> Estos elementos definen el rango de escalas en el que se mostrarán los datos de la capa. <MetadataURL>Un servidor de mapas proporciona metadatos detallados y estandarizados sobre los datos. o El atributo type indica el estándar del metadato: ISO de ISO/TC 211. o El elemento <Format> indica el tipo MIME de formato de fichero del registro de metadatos. Los elementos MetadatoURL no son heredados por las capas hijas. o <Attribution>Proporciona una manera de identificar la fuente de los datos del mapa usados en una capa o colección de capas. Contiene los siguientes elementos opcionales: o <OnlineResource> indica la URL del proveedor de datos. o <Title> cadena legible que nombra el proveedor de datos <LogoURL> es la URL de un icono. Incluye un elemento <Format> con el formato de la imagen del LogoURL y <width> y <height> que indican el tamaño de la imagen en píxeles. El elemento Attribution es heredado por las capas hijas, del padre. Cualquier redefinición de un hijo reemplaza el valor heredado. <Identifier> y <AuthorityURL> Se pueden definir cero o más elementos <Identifier> como listas de números de ID o etiquetas definidas para una Autoridad dada. El atributo authority del elemento Identifier corresponde al atributo name de un elemento <AuthorityURL> aislado. AuthorityURL incluye un elemento <OnlineResource> que indica la URL de un documento donde están definidos los valores del elemento <Identifier>. 89

91 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 70.- Visualización de Inspire ( Atributos de las capas Una capa o <Layer> puede tener cero o más de los siguientes atributos: queryable (interrogable), cascaded (retransmitida en cascada), opaque (opaco), nosubsets (divisible), fixedwidth (ancho fijo), fixedheight (altura fija). Todos estos atributos son opcionales y por defecto es igual a 0. Cada uno de estos atributos puede ser heredado o reemplazado por las capas subsidiarias. En la siguiente tabla se resume el significado de cada atributo: Atributo Valores permitidos Queryable 0, 1 0: no interrogable; 1: interrogable Cascaded 0, entero positivo Definición (el valor por defecto es igual a 0) 0: la capa no ha sido retransmitida mediante un Cascading Map Server; n: la capa ha sido retransmitida n veces opaque 0, 1 0: los datos del mapa representan entidades que probablemente no rellenan el espacio completamente, 1: los datos del mapa son completamente opacos nosubsets 0, 1 0: el WMS puede representar una parte del mapa; 1: el WMS solo puede representar un bounding box completamente fixedwidth 0, entero positivo fixedheight 0, entero positivo 0: El WMS puede reajustar la anchura del mapa arbitrariamente; No cero: El mapa tiene un ancho fijo que no puede ser cambiado. 0: El WMS puede reajustar la altura del mapa arbitrariamente; No cero: El mapa tiene una altura fija que no puede ser cambiada. Tabla 7.- Atributos de las capas (IGN, 2016) 90

92 Servicio de Visualización y Web Map Service Qué diferencia hay con el fichero de capacidades, XML, de un Servicio de Mapas que sigue la Guía Técnica de Servicios de Visualización INSPIRE? Básicamente Inspire los cambios que aplica es para soportar el multilingüismo e indicar los metadatos de servicio, para ello plantea dos escenarios. Los elementos más importantes son los siguientes: A. Para soportar el fichero de capacidades en otros idiomas, establece un nuevo parámetro opcional en las peticiones GetCapabilities y GetMap: es el parámetro LANGUAGE. Para ello, tenemos que tener primero traducido el fichero de capacidades a inglés (por tanto tenemos que disponer de dos XML) y añadiendo el parámetro LANGUAGE a la operación GetCapabilities, obtendremos el fichero XML en el idioma inglés. Fichero de capacidades en inglés Fichero de capacidades en Castellano Para conocer en cuantos idiomas se ofrece un fichero de capacidades, tan solo hay que realizar la operación GetCapabilities y dentro de la etiqueta <ExtendedCapabilities> se indican los idiomas. B. Incorpora nuevos elementos de metadatos de servicio que son recogidos bajo el elemento o etiqueta extended_capabilities. Son los siguientes: o Elementos relativos a los idiomas soportados por el servicio. o Idioma por defecto. o Idiomas soportados. o Idioma del propio capabilities. 91

93 Servicio de Visualización y Web Map Service o Elementos de metadatos de servicio. La guía técnica establece dos posibles escenarios para los metadatos o Escenario 1: Establecer un vínculo a un recurso de metadatos contenido en un servicio de catálogo, es decir, dentro de la misma etiqueta <inspire_vs:extendedcapabilities> se establece un vínculo para acceder a los metadatos del servicio. o Escenario 2: A través de nuevos elementos de metadatos en el capabilities según etiquetas XML que define la Guía Técnica. Hace obligatorios muchos de los elementos de metadatos de capas que en ISO WMS son optativos. Conclusión: La diferencia entre un Servicio de Mapas que sigue OGC o INSPIRE se basa en que el fichero de capacidades siguen diferentes esquemas XML. El esquema XML de Inspire añade una etiqueta denominada <inspire_vs:extendedcapabilities> para soportar diferentes idiomas del fichero de capacidades y para indicar la ubicación del fichero del metadatos del servicio (escenario 1) o que contiene los ítems adicionales de los metadatos del servicio (escenario 2). 2. GetMap La operación GetMap está diseñada para devolver un mapa, a través de una imagen gráfica o un conjunto de elementos gráficos. Cuando el cliente envía una solicitud GetMap, el servidor de mapas la interpreta y devuelve un mapa. En caso que no pueda generarlo, el servidor debe lanzar una excepción, es decir, un error en el formato de excepción que se ha solicitado. Figura 71.- Zonas generadas y no generadas en un mapa (IGN, 2016) 92

94 Servicio de Visualización y Web Map Service Para visualizar un mapa en un navegador, la URL consta de unos parámetros que indican: Qué información debe ser mostrada en el mapa (capas de información). Qué porción de la Tierra debe dibujar (área geográfica). El sistema de coordenadas de referencia. La anchura y la altura de la imagen de salida. El formato de salida de la imagen El estilo con que se representa la información geográfica etc. Por ejemplo, la siguiente petición GETMAP del WMS indica que se desea mostrar la capa que se titula Todas las capas de IGNBase : En el sistema de referencia ETRS89 UTM 30 EPSG:25830 El área se define a través de la BondigBox=Xmin, Ymin, Xmax, Ymax, BBOX=757982, ,859011, La capa o capas que se quieren visualizar: LAYERS=IGNBaseTodo El estilo de visualización de la capa, en este caso el estilo es default. STYLES=default El formato de salida de la imagen, PNG. FORMAT=image/png Y el tamaño de la imagen de salida con los parámetros de width y height: WIDTH=931&HEIGHT=552 WMS&REQUEST=GetMap&STYLES=default&EXCEPTIONS=application/vnd.ogc. se_inimage&format=image/png&layers=ignbasetodo&crs=epsg:25830& BBOX=757982, ,859011, &WIDTH=931&HEIGHT=552 93

95 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 72.- Resultado petición GetMap (IGN, 2016) a. Parámetros de petición La solicitud para la operación GetMap se codifica como una URL, que se envía al servicio WMS, usando una petición HTTP GET. La solicitud consta de una serie de parámetros: Parámetro Descripción Obligatoriedad REQUEST=GetMap Nombre de la Obligatorio operación. VERSION=1.3.0 Versión del servicio Obligatorio LAYERS= lista_capas Lista de nombre de Obligatorio capas separadas por comas. Los nombres de capas permitidos son los datos tipo carácter contenidos en el <Name> dentro de <Layer> del XML de Capabilities. Un WMS debe interpretar las capas solicitadas dibujando primero la capa que primero se introduce en la lista, es decir por debajo, y después la siguiente capa sobre esa y así sucesivamente. STYLES=lista_estilos Indica el estilo en el Obligatorio 94

96 Servicio de Visualización y Web Map Service que cada capa debe ser dibujada. Lista de estilos separados por comas (uno por cada capa de información). CRS=EPSG:identificador Sistema de Referencia Espacial. BBOX=minx,miny,maxx,maxy Coordenadas de las esquinas (izq. inferior, der. superior). WIDTH= ancho de salida Ancho en píxeles de la imagen del mapa. HEIGHT= altura de salida Altura en píxeles de la imagen del mapa. FORMAT=text/html Formato de salida del mapa (png, jpeg, gif). TRANSPARENT=true/false Transparencia del fondo del mapa (por defecto=false). BGCOLOR=color_valor Valor del color RGB en hexadecimal para el color del fondo EXCEPTIONS=excepción_fo rmato TIME=tiempo ELEVATION=elevación SLD=styled_layer_descript or_url WFS=Web_feature_service _URL (defecto=oxffffff). Formato en el cual las excepciones son reportadas para el WMS (defecto=se_xml). Valor del tiempo de la capa solicitada Elevación de la capa solicitada URL del Styled Layer Descriptor, SLD (1). URL del WFS (web feature services) que proporciona entidades para ser simbolizadas utilizando SLD (1). Obligatorio Obligatorio Obligatorio Obligatorio Obligatorio Opcional Opcional Opcional Opcional Opcional Opcional Opcional Tabla 8.- Parámetros de solicitud de la operación GetMap (IGN, 2016) 95

97 Servicio de Visualización y Web Map Service (1) Estos parámetros son utilizados únicamente con Web Map Services que soportan la especificación Styled Layer Descriptor. ( Descripción extendida de algunos de los parámetros de la operación GetMap: STYLES: Indica el estilo en el que cada capa debe ser dibujada, su representación en la web. Es un parámetro obligatorio. El valor del parámetro STYLES es una lista separada por comas de uno o más nombres de estilos válidos. Es decir, si la operación GetMap representa una capa, en el parámetro STYLES se definirá un estilo, y si la operación GetMap consta de 5 capas, el parámetro STYLES contara de un estilo para cada capa separado por comas, habiendo una correspondencia uno a uno entre los valores en el parámetro LAYERS y los valores en el parámetro STYLES. 1º petición GetMap 2º petición GetMap LAYERS=capa1 LAYERS=capa1, capa2 STYLES=estilo_capa1 STYLES=estilo_capa1,estilo_capa2 Tabla 9.- Peticiones del parámetro STYLES (IGN, 2016) Cada capa del mapa en la lista de LAYERS se dibuja usando el correspondiente estilo de la misma posición en la lista de STYLES. Cada nombre de estilo deberá estar definido en un elemento <Name> de un elemento <Style> que está directamente contenido dentro, o heredado por el elemento <Layer> asociado en el XML de Capabilities. En otras palabras, el cliente no puede solicitar una capa en un estilo que estuviera definido para otra capa diferente. <layer> <Name>Nombre de la capa (HY.Hidrography)</Name> <Title>Título de la capa (Hidrografía)</Title> <Styles> <Name> Nombre del estilo de la capa HY.Hidrography</Name> </Styles> 96

98 Servicio de Visualización y Web Map Service </layer> Si se solicita un estilo de una capa que no está definido, entonces el servidor lanzara una excepción, un mensaje de error (code = StyleNotDefined). Si no se especifica ningún estilo para cada capa, entonces el cliente solicitará un estilo por defecto usando un valor nulo, como por ejemplo STYLES=. Si varias capas son solicitadas con una mezcla de estilos por defecto y estilos determinados, el parámetro STYLES incluye valores nulos entre comas (como en STYLES= style1,,style2,, ). Si todas las capas son mostradas usando el estilo por defecto, tanto de la forma STYLES= o STYLES=,,, es válida. CRS: Indica el Sistema de Referencia de Coordenadas que se aplica a los valores del ámbito geográfico definido mediante el parámetro BBOX. Es un parámetro obligatorio. El valor del parámetro CRS deberá ser uno de los valores definidos en el elemento <CRS>, definido o heredado por la capa solicitada. Si el servidor WMS ha declarado CRS=NONE para una capa, entonces la capa no tiene un sistema de referencias definido y no debería ser mostrada junto a otras capas que si tengan definido el CRS. En versiones anteriores a la versión este parámetro se denomina SRS y no CRS. BBOX: Permite al cliente solicitar un ámbito geográfico definido por un rectángulo. Es un parámetro obligatorio. El valor del parámetro BBOX es una lista de coordenadas separadas por comas de la forma minx,miny,maxx,maxy. 97

99 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 73.- Coordenadas BBOX (IGN, 2016) FORMAT: Indica el formato con que se solicita la imagen que muestra la operación GetMap. Es un parámetro obligatorio. Los valores soportados para una solicitud GetMap en una instancia WMS están listados en uno o más elementos <Format> en el elemento <Request> de <GetMap> del XML de Capabilities. Los formatos más comunes son: o Graphics Interchange Format (GIF; tipo MIME image/gif ) Portable Network Graphics (PNG; tipo MIME image/png ) Joint Photographics Expert Group (JPEG; tipo MIME image/jpeg ) Los formatos mencionados pueden ser mostrados en los navegadores más conocidos, mientras que otros pueden requerir aplicaciones externas para ayudar a mostrarlos. Los formatos de elementos gráficos incluyen KML o SVG. WIDTH, HEIGHT: Especifican el tamaño en píxeles de la imagen de mapa que se creará. Son parámetros obligatorios. Tanto WIDTH como HEIGHT son parámetros independientes. WIDTH especifica el número de píxeles que se van a usar entre los valores mínimo y máximo de las coordenadas X (ambos inclusive), mientras que HEIGHT para las coordenadas Y, ambos del parámetro BBOX. La imagen devuelta, sin tener en cuenta su formato de retorno, deberá 98

100 Servicio de Visualización y Web Map Service tener exactamente el ancho y alto especificado, en píxeles. En el caso donde el ratio del aspecto de la BBOX y el ratio ancho/alto sean diferentes, el WMS deberá extender el mapa devuelto de modo que los píxeles resultantes puedan ser dibujados con el ratio de aspecto de la BBOX. En otras palabras, sería posible usar esta definición para solicitar un mapa para un dispositivo cuyos píxeles de salida no sean cuadrados, o extender un mapa dentro de un área de la imagen de un ratio diferente. Si el servidor WMS ha declarado que una capa tiene un ancho y alto fijo, el cliente deberá especificar exactamente los valores WIDTH y HEIGHT en la solicitud GetMap. TRANSPARENT: Indica si el fondo del mapa será transparente o no. Es un parámetro opcional. TRANSPARENT puede tomar dos valores: TRUE o FALSE, siendo el valor por defecto FALSE si el parámetro no aparece en la solicitud. La capacidad para devolver imágenes dibujadas con píxeles transparentes permite que se superpongan resultados de diferentes peticiones de mapas, produciendo mapas compuestos. Es altamente recomendado que cada WMS ofrezca un formato que proporcione transparencia para que las capas puedan ser superpuestas sobre otras. Considerando los formatos de imagen más comunes: o El formato image/gif proporciona transparencia, en todos los navegadores. o El formato image/png proporciona transparencia, pero no es soportado por todos los navegadores. o El formato image/jpeg no proporciona transparencia. Cuando una capa ha sido declarada como opaca puede que porciones significativas o el mapa entero no esté disponible para hacerse transparente. BGCOLOR: Indica el color que se utiliza como fondo del mapa. Es un parámetro opcional. El formato general de BGCOLOR es una codificación hexadecimal de un valor RGB donde dos caracteres hexadecimales son utilizados para cada uno de los colores rojo, verde y azul. El valor puede estar en el rango de 00 y FF para cada uno (0 y 255, base 10). El formato es 0xRRGGBB; pueden usarse tanto en mayúsculas como minúsculas para los valores RR, GG, y BB. El prefijo 0x debe tener la x en minúscula. Si este parámetro no aparece en la solicitud, el valor por defecto es 0xFFFFFF (que corresponde con el color blanco). Cuando FORMAT es un formato de imagen, un WMS deberá dibujar su salida en un fondo cuyos píxeles estaban inicialmente y de manera uniforme del color codificado en BGCOLOR. Cuando 99

101 Servicio de Visualización y Web Map Service FORMAT es un formato de elemento gráfico (que no tiene un fondo explícito), un WMS debería evitar usar el valor BGCOLOR para los elementos representados porque no serían visibles frente a un fondo del mismo color. Cuando la capa ha sido declarada como opaca, las porciones significativas o el mapa entero puede que no se muestre con fondo alguno. EXCEPTIONS: Proporciona información al cliente de los errores. Es un parámetro opcional. application/vnd.ogc.se_xml (obligatorio): Los errores son informados usando Service Exception XML. Este es el formato de excepción por defecto si no se especifica ninguno en la solicitud. El tipo MIME del documento XML que contiene el mensaje de error debe ser application/vnd.ogc.se_xml. o application/vnd.ogc.se_inimage (opcional): En el caso de formatos de imagen, los mensajes de errores son devueltos gráficamente como parte del contenido. Normalmente, esto significa que tomaría la forma de un texto con el mensaje pintando dentro del mapa devuelto. Application/vnd.ogc.se_blank (opcional): En el caso de formatos de imágenes, si el parámetro EXCEPTIONS es puesto a application/vnd.ogc.se_blank, el WMS deberá, una vez que detecte un error, devolver el objeto del tipo especificado en FORMAT cuyo contenido es uniformemente off. En el caso de un formato imagen tal como GIF o JPEG, ese sería un objeto que contiene sólo píxeles de un color (el color de fondo si se especifica BACKGROUND). En el caso de un formato de imagen que soporte transparencia, si se especifica TRANSPARENT = TRUE los píxeles deberán ser todos transparentes. Otros: Existen otros parámetros como TIME, ELEVATION o dimensiones de prueba. b. Respuesta de la petición Es un mapa con la información georreferenciada de la capa o capas solicitadas, con el estilo deseado, y el sistema de referencia espacial, marco límite, tamaño, formato y transparencia especificado. Una operación GetMap no válida debe producir una salida de error, una excepción, en el formato de excepción. A continuación se incluye un ejemplo de la operación GetMap de la capa PNOA del WMS del servicio de Ortofotos PNOA máxima actualidad y su respuesta puede observarse en la imagen de debajo de la petición. 100

102 Servicio de Visualización y Web Map Service =XML&SERVICE=WMS&REQUEST=GetMap&STYLES=default&LAYERS=OI.Orth oimagecoverage&bgcolor=0xffffff&crs=epsg:4326&bbox= , , , &WIDTH=1760&HEIGHT=1141 Figura 74.- Respuesta a la petición S=default&LAYERS=OI.OrthoimageCoverage&BGCOLOR=0xFFFFFF&CRS=EPSG:4326&BBOX= , , , &WIDTH=1760&HEIGHT=1141 (IGN, 2016) 3. GetFeatureInfo La operación GetFeatureInfo está diseñada para mostrar los atributos de los Objetos Geográficos (features) que aparecen en el mapa obtenido como resultado de una operación GetMap anterior. Por ejemplo, poder obtener el área de una superficie, o los habitantes de un país. Se obtienen los atributos de un objeto geográfico que se encuentra en un píxel determinado que se selecciona en pantalla. La información que devuelve la operación GetFeatureInfo, depende de la información alfanumérica que el responsable de la cartografía haya deseado hacer pública. 101

103 Servicio de Visualización y Web Map Service En este ejemplo de petición GetFeatureInfo, se obtiene las Hojas Registrales de una línea límite. Figura 75.- Funcionamiento GetFeatureInfo (IGN, 2016) 0&EXCEPTIONS=XML&SERVICE=WMS&REQUEST=GetFeatureInfo&STYLES=Li mitesadministrativos&layers=au.administrativeboundary&bgcolor=0xffff FF&CRS=EPSG:4326&INFO_FORMAT=text%2Fhtml&FEATURE_COUNT=100&W IDTH=1600&HEIGHT=1038&BBOX=40.12,-4.34,40.83,- 3.24&I=1321&J=226&QUERY_LAYERS=AU.AdministrativeBoundary&encoding= UTF-8 Figura 76.- Ejemplo de resultado con GetFeatureInfo (IGN, 2016) GetFeatureInfo es una operación opcional. Sólo es soportada por las capas cuyo atributo queryable del documento de capacidades es igual a 1. En el caso en que la operación no sea soportada, el WMS debe responder con un mensaje de error en el formato de excepción del servicio, normalmente application/vnd.ogc.se_xml (XML). 102

104 Servicio de Visualización y Web Map Service Para que se pueda obtener la información alfanumérica de un objeto geográfico de la imagen que da como respuesta la operación GetMap, se necesita que la solicitud GetFeatureInfo incluya parámetros utilizados en la operación GetMap, indicando así al servidor qué capas se están visualizando. A partir de la información de contexto espacial (BBOX, CRS, WIDTH, HEIGHT) de la operación GetMap, se añade la posición I,J de un píxel de la imagen, el WMS entonces ya puede devolver los atributos del objeto que se encuentra en esa posición. Figura 77.- Petición de la consulta de los atributos de los Montes Públicos de la Región de Murcia (IGN, 2016). El resultado de la operación GetFeatureInfo son los atributos del objeto espacial situado en la coordenada píxeles de pantalla I= 1181 y J=524, La Sierra del Acebuchar. OBJECTID ID_MONTE NOMBREMONT MUNICIPIO 139 M0091 Sierra del Acebuchar, Jumilla Sierra Larga Tabla 10.- Resultado GetFeatureInfo con las coordenadas I=1181 y J=524 ver/wmsserver?transparent=true&format=image/png&version=1.3.0&e XCEPTIONS=application/vnd.ogc.se_inimage&SERVICE=WMS&REQUEST=GetF eatureinfo&styles=default&layers=0&bgcolor=0xffffff&crs=epsg:432 6&INFO_FORMAT=text/html&FEATURE_COUNT=100&WIDTH=1366&HEIGHT= 667&BBOX= , , , &I=1181&J=524&QUERY_LAYERS=0&encoding=UTF-8 103

105 Servicio de Visualización y Web Map Service a. Parámetros de petición La solicitud para la operación GetFeatureInfo, al igual que las anteriores operaciones, se encuentra codificada como una URL. La solicitud consta de una serie de parámetros: Parámetro Descripción Obligatorie dad VERSION=1.3.0 Versión del servicio Obligatorio REQUEST=GetFeatureInfo Nombre de la operación Obligatorio <map-request_part> Copia parcial de los parámetros solicitados que generan el mapa Obligatorio para el cual se solicita la información (petición GetMap). QUERY_LAYERS=lista_cap Lista de una o más capas que Obligatorio as INFO_FORMAT=formato_s alida FEATURE_COUNT=número I=columna_píxel J=fila_píxel EXCEPTIONS=format o_excepció n El se interrogan. Formato en el que se devuelve la información de la entidad (tipo MIME). Número de entidades sobre las que se devuelve la información (default=1). Coordenada X en píxeles de la entidad (medida sobre la imagen desde la esquina superior izquierda). Coordenada Y en píxeles de la entidad (medida sobre la imagen desde la esquina superior izquierda). El formato en que las excepciones son devueltas. (default=application/vnd.ogc.s e_xml). Tabla 11.- Parámetros GetFeatureInfo (IGN, 2016) Obligatorio Opcional Obligatorio Opcional Descripción extendida de los parámetros de la operación GetFeatureInfo: REQUEST: Se utiliza para invocar el tipo de operación, en este caso la operación es GetFeatureInfo. Es un parámetro obligatorio. 104

106 Servicio de Visualización y Web Map Service - map_request_part: <map_request_part> no es un par nombre/valor como otros parámetros. Indica la mayoría de los parámetros de la petición GetMap con los que se generó el mapa original. Dos de ellos son omitidos porque GetFeatureInfo proporciona sus propios valores: VERSION y REQUEST. El resto de los parámetros de la petición GetMap deberán ser embebidos a continuación en la petición GetFeatureInfo. QUERY_LAYERS: Indica las capas del mapa que contienen las entidades sobre las que se quiere que el WMS devuelva información. Es un parámetro obligatorio. Su valor es una lista de una o más capas de mapas, separadas por comas. Este parámetro debe contener al menos el nombre de una capa, pero puede contener menos capas que la petición original GetMap. Si alguna capa de la lista no está contenida en el XML de Capabilities del WMS como consultable, los resultados estarán indefinidos y el WMS deberá producir una excepción como respuesta. INFO_FORMAT: Indica el tipo de formato utilizado por la información devuelta sobre las entidades. Es un parámetro obligatorio. Los valores soportados para una petición GetFeatureInfo en una instancia WMS son listados como tipos MIME en uno o más elementos <Format> dentro de un elemento <Request> de <GetFeatureInfo> del XML de Capabilities. Toda la cadena de tipo MIME en <Format> se usa como el valor del parámetro INFO_FORMAT. En un entorno HTTP, el tipo MIME debe situarse en el objeto devuelto usando la entidad Content-type de la cabecera. Ejrmplo: El parámetro INFO_FORMAT= application/vnd.ogc.gml solicita que la información de la entidad sea formateada en Geography Markup Language (GML). FEATURE_COUNT: Indica el número máximo de entidades de las cuales devuelva información. Es un parámetro opcional. Su valor es un entero positivo mayor que cero. El valor por defecto es 1 si se omite este parámetro. I, J: Indican el punto en el mapa en el cual se encuentra la entidad que se quiere interrogar. I y J identifican un punto dentro de los límites de los parámetros WIDTH y HEIGHT de la petición GetMap embebida. El origen (0,0) está situado en el píxel de la esquina superior izquierda; la X incrementa hacia la derecha y la Y incrementa hacia abajo. Es un parámetro obligatorio. EXCEPTIONS: Indica la manera de informar los errores al cliente. Es un parámetro opcional. Si se omite este parámetro en la petición, el valor por defecto es application/vnd.ogc.se_xml 105

107 Servicio de Visualización y Web Map Service b. Respuesta de la petición El WMS devuelve una respuesta en un formato de los posibles que están definidos en el fichero de capacidades, de entre esos formatos se selecciona uno de ellos y se añade como valor al parámetro INFO_FORMAT, por ejemplo el formato text/html. En el siguiente ejemplo se realiza una operación GetFeatureInfo al WMS de la Dirección General de Medio Ambiente, sobre Lugares de Interés Hidrogeológico. Para ello primero se realiza la siguiente operación GetMap: res_interes_hidrogeologico?transparent=true&format=image/png&versi ON=1.3.0&EXCEPTIONS=XML&SERVICE=WMS&REQUEST=GetMap&STYLES=d efault&layers=hidrogeo_pol&bgcolor=0xffffff&crs=epsg:4326&featur E_COUNT=100&WIDTH=1366&HEIGHT=667&BBOX= , , , &encoding=UTF-8 Figura 78.- Resultado de la consulta de lugares de interés hidrogeológico (IGN, 2016) 106

108 Servicio de Visualización y Web Map Service Después, se realiza una operación GetFeatureInfo para los píxeles I=678 y J=414 de la imagen de mapa obtenida en la operación GetMap. teres_hidrogeologico?transparent=true&format=image/png&version=1. 3.0&EXCEPTIONS=XML&SERVICE=WMS&REQUEST=GetFeatureInfo&STYLES=d efault&layers=hidrogeo_pol&bgcolor=0xffffff&crs=epsg:4326&info_ FORMAT=text/html&FEATURE_COUNT=100&WIDTH=1366&HEIGHT=667&B BOX= , , , &I=678&J=414&QUE RY_LAYERS=hidrogeo_pol&encoding=UTF-8 La respuesta a la solicitud es una página Web donde se indica la identificación del Lugar de Interés Hidrogeológico solicitado, Campo de Dolinas de Pinar Negro de la provincia de Jaén Figura 79.- Petición de la consulta i=153, J=71 (IGN, 2016) El formato de la respuesta de la petición GetFeatureInfo anterior es text/html, si se quiere solicitar en otro formato, primero se tendrá que consultar los formatos que tiene definidos el servicio, y que están listados en el fichero de capacidades: <Format>text/html</Format> <Format>application/vnd.ogc.gml</Format> <Format>text/plain</Format> Si se cambia el formato en la operación GetFeatureInfo de html a text/plain el resultado es el siguiente (INFO_FORMAT=text/html por INFO_FORMAT= text/plain) 107

109 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 80.- Formato text/plain (IGN, 2016) Servicio de visualización teselado Las ventajas de los servicios WMS son innumerables, entre ellas destacamos su versatilidad en cuanto a la variedad de formatos, sistemas de referencia y capas que soporta. También permite realizar encuadres a medida o definir la resolución. Son fáciles de implementar, una muestra de ello es el número tan alto que existe de servicios WMS implementados. También existen multitud de herramientas de software libre para desarrollar servicios WMS, como GeoServer, MapServer o Deegree. Y las aplicaciones de escritorio como GeoMedia, ArcGis, permite cargar capas de servicios WMS junto a las capas procedentes de base de datos sin problemas. Figura 81.- Mapa teselado (IGN, 2016) 108

110 Servicio de Visualización y Web Map Service Pero esta versatilidad que en algunos momentos puede ser beneficiosa, se convierte en un inconveniente, es decir, que los parámetros espaciales de las peticiones no están restringidos, hace que cada petición de mapa deba ser atendida en tiempo real mediante un procedimiento, generalmente costoso, que implica acceso a datos de origen, aplicación de estilos, composición de capas y codificación de la imagen comprimida. Por ejemplo, si un WMS consta de 50 capas y estas capas se puede visualizar con 2 estilos diferentes cada una de ellas y en 5 sistemas de referencia, el proceso de devolver la petición al servidor es más lenta y costosa, lo que convierte al WMS es un servicio lento. El servicio de mapas teselado o Web Map Tile Service (WMTS) sirve mapas digitales utilizando teselas de imágenes predefinidas. Tiene niveles de escala predefinidos y en cada nivel de escala en número de teselas o imágenes. Gracias a que las peticiones están son fijas, no se pueden configurar, convierte a este servicio es más rápido y eficiente que los servicios WMS Qué es una tesela? Una tesela es una representación pictórica rectangular de datos geográficos, normalmente parte de un conjunto de tales elementos, cubriendo una extensión contigua espacialmente, que comparte información similar (atributos) y compartir contenido de información similar y estilo gráfico, que se define de forma única por un par de índices correspondientes con la columna y fila con un identificador para la matriz de teselas (tile matrix). El término teselación o teselado se refiere a una regularidad o patrón de figuras que recubren completamente una superficie o un territorio y que cumple con dos requisitos: Que no queden espacios. Que no se superpongan las figuras. 109

111 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 82.- Mapa teselado y tesela (IGN, 2016) El terreno se puede dividir en teselas regulares o irregulares. En el caso del WMTS las teselas son polígonos regulares que cubren completamente una superficie, esto es lo que se denomina Tile Matrix, una colección de teselas para una escala determinada. El WMTS sirve mapas digitales utilizando teselas de imagines predefinidas Qué Documentos técnicos definen un servicio teselado? Al igual que con el Servicio de Mapas, con el Servicio de Mapas Teselado existen también dos documentos técnicos, uno de OGC y el otro procedente de la Directiva Inspire. Figura 83.- Documentos técnicos que definen un servicio teselado (IGN, 2016) 110

112 Servicio de Visualización y Web Map Service La Guía Técnica de implementación de Servicios de Visualización contiene la implementación de dos tipos de servicios WMS, y WMTS. Mientras que la Especificación WMTS de OGC, tiene dos documentos diferentes, uno para implementar WMS y otro para implementar WMTS El objetivo principal de este estándar es la implementación de servicios que permitan altos rendimientos en la distribución de información geográfica por Internet. Para lograrlo se restringen las imágenes que se pueden servir a un conjunto delimitado por un ámbito geográfico y a unas escalas predefinidas. Por tanto, esta solución sacrifica la versatilidad ofrecida por los documentos técnicos de Servicios de Mapas (WMS), que permite obtener mapas personalizados y dinámicos, en aras de proporcionar servicios escalables más operativos. Como valor añadido, proporciona una definición normalizada de la estructura de imágenes o teselas que se podrán solicitar a estos servicios, lo que garantiza la interoperabilidad entre ellos. A continuación se muestran dos servicios, el primero es un WMS de ortoimágenes y el segundo un WMTS de la misma información. WMS - Se puede realizar un GetMap con cualquier BBOX - Se puede solicitar una imagen a cualquier escala WMTS - Solo se pueden mostrar las teselas que estén almacenadas, por lo que no se realiza un ajuste del BBOX seleccionado - Las teselas están generadas a determinadas escalas, en intervalos de escalas. Si se pide una imagen a una escala que no esta generada, devuelve la imagen en la escala establecida más cercana Tabla 12.- Diferencias entre WMS y WMTS (IGN, 2016) 111

113 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 84.- Resultados usando el servicio WMS (izquierda) y el WMTS (derecha). (IGN, 2016). Un mismo Conjunto de Datos se sirven como WMS y WMTS, como las ortofotos de una región se pueden servir como WMS y como WMTS. La escalabilidad de estos servicios tiene que ver con la posibilidad de dejar o no abierta la opción de que se realice procesamiento en el lado del servidor. Métodos de implementación. Se puede optar por no permitirlo y entonces será necesario generar de antemano la colección de imágenes que los clientes puedan solicitar, proceso que denominamos «precacheo»; o por el contrario, se puede requerir al servidor que procese las imágenes que se soliciten por primera vez, almacenando el resultado en una memoria intermedia (caché), para poder servir directamente esas imágenes cuándo vuelvan a pedirse. Una tercera opción, escogida en las implementaciones del CNIG, es la combinación de las dos anteriores, «precacheando» una parte y dejando que se procese otra según la demanda del usuario. 112

114 Servicio de Visualización y Web Map Service Qué características tiene un servicio teselado? El WMTS sirve imágenes teseladas de una zona de territorio y opcionalmente la descripción de las teselas de una localización específica. Las teselas están configuras a escalas determinadas, lo que hace que el servicio WMTS sea más rápido en responder. Pero el inconveniente es que no se puede solicitar con precisión una zona de terreno a una escala determinada, ya que las teselas están configuradas a intervalos de escalas y la zona que se solicita, devolverá más o menos área de la zona solicitada. A continuación se pueden visualizar los Espacios Naturales Protegidos de una zona de Aragón. En la imagen de la izquierda es una operación GetMap de un WMS con un BBOX determinado y una escala. Si en un servicio WMTS se quiere visualizar la misma zona y a la misma escala, el servicio devolverá el conjunto de teselas que más se acerquen a la BBOX y escala que se solicita. Figura 85.- Diferencias WMS y WMTS (IGN, 2016) 113

115 Servicio de Visualización y Web Map Service Estructura de un WMTS Un WMTS sirve mapas divididos en teselas individuales. Es un servicio escalable y cacheable, que usa un modelo de teselas (tiling model) parametrizado de tal manera que un cliente puede hacer peticiones de un conjunto discreto de valores y recibir rápidamente del servidor fragmentos de imágenes prerenderizadas (Tiles) que no requieren de ninguna manipulación posterior. Cada una de las capas (layers) de un servidor WMTS sigue estructuras piramidal de escalas, en la que cada escala o nivel de la pirámide es una rasterización y fragmentación de los datos geográficos a una escala o tamaño de píxel concreto. Una capa puede estar disponible en varios sistemas de coordenadas, y tener diferente ámbito en función de éstos. o Un Tile Matrix Set o un Conjunto de Matriz de Teselas es una colección de matrices de teselas (rasterizaciones y fragmentaciones) a diferentes escalas para un único CRS (Sistema de Referencia). o Si un Tile Matrix o Matrix de Teselas, es una colección de teselas para una escala determinada o Una Tile es una representación rectangular de los datos geográficos. Cada capa o layer en un SRS está conectada a una única definición de TileMatrixSet el cual define una estructura piramidal de tiles. Si la capa se ofrece en 2 SRS, estará definida en dos TileMatrixSet 114

116 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 86.- Zoom level 0, 1 y 2 con 1, 4 y 16 teselas respectivamente (IGN, 2016) La figura de arriba representa un WMTS de un MDT compuesto de un Tile Matrix Set que contiene tres Tile Matrix, y en el cuadro de abajo, es la respuesta de una parte del documento XML de capacidades del WMTS que consta muestra el Tile Matrix Set, compuesto de tres Tile Matrix. 115

117 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 87.- TileMatrix (IGN, 2016) Los parámetros que definen cada Tile Matrix son: La escala de las teselas, definida por el valor de su denominador. Se fija un valor normalizado para el tamaño del píxel (cuadrado) de 0.28 mm. Las coordenadas de la esquina superior izquierda del rectángulo envolvente que define la extensión del Tile Matrix. El ancho y alto de cada tesela en píxeles. El ancho y alto del Tile Matrix en unidades de tesela. Tanto la especificación WMTS de OGC como la Guía Técnica de Servicios de Visualización de Inspire plantea que el origen de teselas en cada Tile Matrix se encuentra en la esquina superior izquierda y se incrementa hacia la derecha 116

118 Servicio de Visualización y Web Map Service y hacia abajo, identificándose cada tesela por sus índices TileCol y TileRow, así la 1º tesela tendrá de índices (0,0) como se aprecia en la siguiente figura. Figura 88.- Eje de TileCol y eje de TileRow (IGN, 2016) Cuántas estructuras piramidales de imágenes o Tile Matrix Set puede tener un WMTS? Un WMTS puede ofrecer sus teselas con un único Tile Matrix Set o tantos Tile Matrix Set como CRS se desee ofrecer las teselas, ya que cada Tile Matrix Set está definido para un único CRS. 117

119 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 89.- Definición TileMatrixSet (IGN, 2016) En la figura de arriba se representa un mapa que se sirve con un WMTS en más de un Sistema de Referencia, por lo que es necesario definir más un TileMatrixSet. La especificación de WMTS de OGC define 4 conjuntos de escalas relevantes o Tile Matrix Set - GlobalCRS84Scale, es para representar datos vectoriales y el sistema de referencia es CRS84. Tiene definidos 21 niveles de escalas. - GlobalCRS84Pixel. Representación para datos ráster y el sistema de referencia es CRS84. Tiene definidos 18 niveles de escalas. - GoogleCRS84Quad, El nivel 0 representa el mundo entero con una tesela de tamaño 256x256 píxeles y sucesivamente se subdivide en dos. Tiene definidos 19 niveles de escalas. - GoogleMapsCompatible. Compatible con los niveles de zoom y la proyección de Google Maps y Microsofft Live map, Su Sistema de referencia es EPSG:3857 El nivel 0 representa el mundo entero con una tesela de tamaño 256x256 píxeles y sucesivamente se subdivide en dos. Tiene definidos 19 niveles de escalas. 118

120 Servicio de Visualización y Web Map Service Y la Guía Técnica de Servicio de Visualización de Inspire, define un Tile Matrix Set más, llamado InspireCRS84Quad. Resumiendo, la especificación WMTS de OGC define 4 TileMatrixSet, donde en cada uno de ellos se han establecido los niveles de escala, con su denominador y tamaño del pixel, y la Guía Técnica para la implementación de Servicio de Visualización de Inspire define un TileMatrixSet adicional. Además un productor puede definir su propio TileMatrixSet. Para conseguir la armonización e interoperabilidad es aconsejable que los WMTS compartan al menos un TileMatrixSet común. Es decir, para que los servicios WMTS puedan combinarse entre sí, es necesario que compartan la misma estructura de teselas, el mismo Tile Matrix Set. Y los visualizadores están configurados para cargar determinados Tile Matrix Set, no suelen soportar todas las definiciones. A continuación se muestran los niveles de escala del InspireCRS84Quad: Nivel Tamaño de píxel Denominador de escala 0 0, , E8 1 0, , E8 2 0, , E7 3 0, , E7 4 0, , E7 5 0, ,

121 Servicio de Visualización y Web Map Service 6 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Tabla 13.- Definición del Tile Matrix Set InspireCRS84Quad (IGN, 2016) Otros datos: Datum: WGS84, BBOX: (-180, -90), (180, 90), Origen: (- 180, 90), Teselas: 256x256 px 120

122 Servicio de Visualización y Web Map Service Y la definición de los niveles para GoogleCRS84Quad, (anexo E de la especificación WMTS de OGC): Figura 90.- Definición de los niveles para GoogleCRS84Quad (IGN, 2016) La definición de la tabla InspireCRS84Quad está basada en GoogleCRS84Quad definida en la especificación OGC WMTS Se trata de 121

123 Servicio de Visualización y Web Map Service una pirámide de imágenes que emplea los mismos denominadores de escala que Google Maps. La diferencia que existe entre GoogleCRS84Quad e InspireCRS84Quad es que el nivel 1 de GoogleCRS84Quad representa el mundo en 4 teselas de 256x256 píxeles, y es equivalente al nivel 0 de InspireCRS84Quad, que usa solo 2 teselas de 256x256 píxeles para reducir el número de teselas vacías de información, como se muestra en la siguiente figura. El nivel 1 de GoogleCRS84Quad se compone de 4 teselas de 256x256: Figura 91.- El nivel 1 de GoogleCRS84Quad compuesto de 4 teselas de 256x256 (IGN, 2016) El nivel 0 de InspireCRS84Quad se compone de 2 teselas de 256x256 Figura 92.- Nivel 0 de InspireCRS84Quad compuesto de 2 teselas de 256x256 (IGN, 2016) El servicio WMTS se basa en la discretización del espacio según la geometría definida por los denominados Tile Matrix Sets, que especifican una 122

124 Servicio de Visualización y Web Map Service teselación normalizada para cada Sistema de Referencia de Coordenadas (SRC), con estos modelos de teselas configurados se consigue una optimación tanto para el servidor como para el navegador. A partir de esta estructura de intervalos y con los parámetros anteriormente citados es posible determinar la posición de cualquier tesela a partir de sus coordenadas (TileCol, TileRow), calculando lo que mide una tesela en unidades terreno y teniendo en cuenta la distancia en X y en Y desde la esquina superior izquierda. Los índices, llamados Tile Índices, se construyen indicando primero la TileCol y en segundo lugar el TileRow, por lo que 0,1 es TileCol=0 y TileRow=1. (0,1)=(TileCol, TileRow) Figura 93.- Nivel 0 de InspireCRS84Quad compuesto de 2 teselas de 256x256 (IGN, 2016) Cada capa de información de un servicio WMTS podrá tener una extensión geográfica coincidente con la extensión del Tile Matrix Set, o por el contrario, ser diferentes.. En este último caso, los clientes pueden conocer los rangos válidos de los índices TileCol y TileRow a través de la sección tilematrixsetlimits declarada en el documento de capacidades del servicio. En un servicio WMTS todas las imágenes están pre-cacheadas, esto es, particionadas en otras más pequeñas (teselas) para cada nivel de escala y normalmente estás teselas están almacenadas por lo que el servidor no tiene que dedicar tiempo en generarlas. 123

125 Servicio de Visualización y Web Map Service Por tanto, un WMTS es un servicio que permite almacenar las imágenes que son recientemente servidas, si se quiere mayor velocidad de visualización se pueden almacenar las teselas antes de ser solicitadas por un cliente, es lo que se llama precacheo Operaciones de un WMTS El WMTS está basado en un modelo piramidal de teselas, en el que los mapas son prerenderizados y fragmentados a un conjunto predeterminado de escalas. Incorpora tres operaciones: - GetCapabilities, GetTile y GetFeatureInfo. Este servicio acelera la respuesta del servidor, ya que los datos están preranderizados y mejora el rendimiento de los clientes, ya que estos conocen la estructuración de los datos y todas las peticiones son cacheables. [12] Las operaciones son muy similares a las operaciones de un WMS, en vez de un GetMap, en el servicio WMST se sustituye por la operación GetTile. 1. GetCapabilities La operación de GetCapabilities, obligatoria en todos los servicios web OGC, permite al cliente solicitar y recibir del servidor las características del servicio; que en este caso son una descripción detallada de las capas disponible en el servidor y de los patrones de matrices de fragmentación que siguen. Parámetro Descripción Obligatoriedad REQUEST=GetCapabilities Nombre de la Obligatorio operación que se realiza. SERVICE=WMTS Tipo de servicio sobre Obligatorio el cual se realiza la petición, en este caso es igual a WMTS. VERSION=1.0.0 Versión del servicio. Obligatorio Tabla 14.- Parámetros GetCapabilities (IGN, 2016) 124

126 Servicio de Visualización y Web Map Service IGN. Ejemplo de la operación GetCapabilities del WMTS del Mapa Ráster del Las imágenes del Mapa Raster se sirve en 6 Sistemas de Referencia (CRS) diferentes definidos en los siguientes TileMatrixSet: - InspireCRS84Quad - EPPSG: EPSG: EPSG: EPSG: GoogleMapsCompatible Figura 94.- Código TileMatrixSet (IGN, 2016) Y la definición de 1º TileMatrix para GoogleMapsCompatible. 125

127 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 95.- Nivel 0 de InspireCRS84Quad compuesto de 2 teselas de 256x256 (IGN, 2016) 2. GetTile Una vez conocidas las capacidades del servidor WMTS, la operación de GetTile permite al cliente solicitar y recibir una tesela de una de sus capas, a una escala, estilo de visualización y formato determinado. Parámetro Descripción Obligatoriedad REQUEST=GetTile Nombre de la operación Obligatorio que se realiza VERSION=1.0.0 Versión del servicio Obligatorio LAYER Identificador de la capa Obligatorio STYLE Identificador del estilo Obligatorio FORMAT Formato de salida de la tesela Obligatorio TileMatrixSet Identificador del Obligatorio TileMatrixSet TileMatrix Identificador del Obligatorio TileMatrix TileRow Índice de la fila del Obligatorio TileMatrix TileCol Índice de la columna del TileMatrix Obligatorio Tabla 15.- Parámetros GetTile (IGN, 2016) 126

128 Servicio de Visualización y Web Map Service Ejemplo de la operación GetMap del WMTS del Mapa Ráster del IGN Tile&EXCEPTIONS=application/vnd.ogc.se_inimage&SRS=EPSG:4326&LAYER= MTN&STYLE=default&TILEMATRIXSET=EPSG:4326&TILEMATRIX=EPSG:4326: 8&TILEROW=73&TILECOL=253 Figura 96.- Tesela individual (IGN, 2016) En cada operación GetTile, la respuesta es una tesela, por lo que para formar un mapa, el WMTS construye multitud de teselas hasta formar un mapa. En el siguiente ejemplo se muestra la petición de 4 GetTile para obtener 4 teselas consecutivas. Figura 97.- Empleo de GetTile para obtener 4 teselas consecutivas (IGN, 2016) Los operadores de la petición GetTile, son diferentes a la petición GetMap. 127

129 Servicio de Visualización y Web Map Service SERVICE=WMTS&REQUEST=GetTile&VERSION=1.0.0&FORMAT=image/jpeg &EXCEPTIONS=application/vnd.ogc.se_inimage&LAYER=OI.OrthoimageCovera ge&style=default&tilematrixset=inspirecrs84quad&tilematrix=15 &TILEROW=9104&TILECOL=31858 El TileMatrixSet nos indica el conjunto de la pirámide de teselas en un el SRS WGS84, el parámetro TileMatrix el nivel de escala y el TileRow y TileCol la fila y la columna de la posición de la Tesela. 3. GetFeatureInfo Permite obtener la información sobre el contenido de un píxel particular del mapa. Los parámetros necesarios son: Parámetro Descripción Obligatoriedad SERVICE=WMTS Tipo de servicio sobre Opcional el cual se realiza la petición, en este caso es igual a WMTS. VERSION=1.0.0 Versión del servicio. Obligatorio REQUEST=GetFeatureInfo Nombre de la operación que se realiza en la petición. Obligatorio Layer, Style, Format, Son los mismos Obligatorio TileMatrixSet, TileMatrix, operadores de la TileRow, and TileCol operación GetTile. Son InfoFormat=formato_salida Formato en el que se Obligatorio devuelve la tesela. Por ejemplo application/gml+xml. I=columna_píxel Índice de la columna Obligatorio del pixel de la tesela J=fila_píxel Índice de la fila del pixel de la tesela Obligatorio Tabla 16.- Parámetros GetFeatureInfo (IGN, 2016) Para finalizar mostramos los tiempos de precacheo de las teselas del WMTS de imágenes de satélite y de ortofotos. Los WMTS del CNIG suelen cachearse en 3 TileMatrixSet y hasta el nivel 18 que equivale a una escala 128

130 Servicio de Visualización y Web Map Service 1: Por lo que el tiempo de generación de precacheo de las teselas de un WMTS tiene un tiempo, como 3 meses de trabajo. InspireCRS84Quad Tiempo Tamaño aprox Datos servidos aproximado en disco Niveles 0 a 9 7 m 10 Mb Imagen Satélite Nivel 10 7 m 40 Mb Spot Nivel m 160 Mb Nivel 12 1 h 30 m 650 Mb Nivel 13 11h 30 m 2.5 Gb Ortofotos PNOA Nivel h 10 Gb Nivel 15 1 semana 40 Gb Tabla 17.- Tiempos de precacheo de las teselas (IGN, 2016) 6.2 Visualizador web Un visualizador web es un cliente ligero que permite la visualización de Información Geográfica (ficheros, servicios web). En el ámbito de las IDE, un visualizador es la aplicación que permite mostrar los servicios de visualización (WMS, WMTS) combinarlos y poder interactuar sobre ellos. Para que un visualizador pueda funcionar es necesaria la combinación de un conjunto de elementos: a) Un navegador que permite poder ver la aplicación a través de Internet. b) Un documento HTML que contenga el visualizador c) el visualizador en sí, que puede estar basado en alguna API o ser un desarrollo propio El visualizador de la IDE de España El Geoportal de la Infraestructura de Datos Espaciales de España, IDEE, incluye diferentes clientes web. Uno de ellos y quizás el más importante es el visualizador, que permite llevar a cabo la visualización de cartografía e imágenes de diferentes fuentes de forma interoperable e interactiva. 129

131 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura 98.- Vista del visualizador IDEE (IGN, 2016) Sus características principales son: Dispone de un buscador de Topónimos para localizar los lugares, que utiliza un servicio WFS (Direcciones de CartoCiudad y Nomenclátor Geográfico Básico de España). Dispone de tres mapas de fondo predefinidos: o Mapa: capa IGNBaseTodo del WMTS del Mapa Base del IGN o Imagen: capa OI.OrthoimageCoverage del WMTS ortofotos PNOA del IGN o Hibrido: Una combinación de las dos capas anteriores. Permite conectar con servicios de mapas compatibles con las especificaciones WMS v1.3.0 (anteriores) y WMTS v1.0.0 El visualizador únicamente permite incluir servicios de mapas que soportan el sistema de Referencia ETRS89 (EPSG:4258), por ser dicho sistema el exigido por la Directiva Europea INSPIRE. En el caso de los servicios WMTS, es necesario además que los niveles de escala se adecúen a los recomendados por dicha directiva para garantizar una adecuada combinación entre capas. En la caja mapas ubicada en el margen izquierdo aparece listado una serie de servicios WMS de distintas organizaciones, pertenecientes al proyecto IDEE, organizados según temas Inspire: unidades administrativas, hidrografía, transporte, parcelas catastrales, etc. Ejecuta funciones de visualización y consulta básicas (acercar, alejar, etc.). Realizar medidas de distancias y superficies. Centrar el mapa en un punto o un rectángulo 130

132 Servicio de Visualización y Web Map Service 6.3 Funcionalidades de visualizadores IDE Las funcionalidades de los visualizadores de IDE son muy similares. A continuación se exponen algunos visualizadores de diferentes proyectos IDE: Figura 99.- Visualizadores IDE (IGN, 2016) Presentan muchas funciones comunes, como la navegación típica como el zoom, el panning, el cambio de escala o la carga de capas procedentes de servicios externos WMS o WMTS. Para las funcionalidades más avanzadas es necesario que el servicio WMS esté preparado para este tipo de consultas, como por ejemplo: a) Consultar los metadatos de las capas en un visualizador es necesario crear el fichero de metadatos de las capas y enlazarlo con su capa. En el fichero XML de capacidades se expresa a través de la etiqueta <MetadataURL> 131

133 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura MetadataURL (IGN, 2016) Figura Consulta de metadatos de una capa (IGN, 2016) Para aplicar la transparencia de la capa es necesario que la capa se pueda servir en el formato PNG. Los formatos que ofrece la capa están contenidos dentro de la etiqueta <GetMap> en el fichero XML de Capacidades. 132

134 Servicio de Visualización y Web Map Service Figura Etiqueta GetMap (IGN, 2016) Para poder visualizar la leyenda de la capa es necesario indicar la URL de la imagen de la leyenda dentro de la etiqueta <LegendURL>. Figura LegendURL (IGN, 2016). 133

135 PI, Interfaz de programación de aplicaciones 7 PI, Interfaz de programación de aplicaciones 7.1 Introducción Una API es un conjunto de llamadas (funciones y procedimientos) a ciertas bibliotecas, para ser utilizadas como una capa más de información y ofreciendo acceso a servicios implementados. Su principal característica es que proporcionan un conjunto de funciones de uso general que evitan tener que programar desde un principio, de modo, que por ejemplo, gracias a disponer de funciones que permiten hacer zoom en un ámbito geográfico, se pueden incluir una llamada a esas funciones en el código de la aplicación y para no tener que programar la función de zoom. El principal uso que se da a las API en el ámbito de las IDE es para construir visualizadores. Los principales módulos que componen una API son: Figura Gráfico de los principales módulos que componen una API (IGN, 2016) - Capas: se corresponden con todos los objetos y funciones que permiten incorporar los tipos de capas de información: WMS, KML, Google, imágenes, etc. - Formatos: se corresponden con los formatos de información que van a ser posible incluirse en una API: WMS, WFS, OSM, KML, GeoJSON, GeoRSS, shp,

136 PI, Interfaz de programación de aplicaciones - Controles: Los controles se utilizan para interactuar con el mapa. Permiten hacer zoom, mover el mapa, conocer las coordenadas del cursor, medir distancias, etc. - Geometría: Se corresponde con los objetos que van a poder incorporar en sus aplicaciones: punto, línea, superficie, etc. Figura Geoportal de la IDE de Extremadura (IGN, 2016) Ejemplos de API Veamos a continuación, algunos ejemplos de API desarrolladas en «JavaScript», que es el lenguaje líder de interfaces web para crear aplicaciones que se ejecutan en un navegador. A) Leaflet Leaflet es una librería JavaScript open source que se basa en un conjunto básico de características, siendo sus conceptos principales: simplicidad, rendimiento y usabilidad. Figura Leaflet (IGN, 2016) 135

137 PI, Interfaz de programación de aplicaciones Entre sus ventajas, destacan: Sencillo y rápido de aprender Soporte móvil HTML 5 y CSS3 Ampliable con plugins Es una API bien documentada B) CartoDB CartoDB es una librería open source cuya potencia radica en el almacenamiento de las funciones en tablas en una base de datos PostgreSQL, con el componente espacial PostGIS. Esto permite realizar geoprocesos de manera muy rápida, gracias a la utilización de índices espaciales. Gracias al poder de PostgreSQL y PostGIS, CartoDB permite ejecutar consultas sobre los datos a través de la API de SQL. Esto significa que es posible realizar operaciones espaciales, como la creación de geometrías y conversiones, reproyecciones, creación de buffers, generalizaciones, uniones, y mucho más. Con CartoDB se pueden crear mapas online sin necesidad de escribir código y utilizar CartoCSS para modificar el estilo de los datos de un modo profesional. Figura Vista de las principales ciudades de Estados Unidos mediante CartoDB (IGN, 2016) 136

138 PI, Interfaz de programación de aplicaciones C) GoogleMaps La API de Google Maps es un conjunto de librerías que permiten superponer tus propios datos sobre un mapa de Google Maps personalizado. Permite crear aplicaciones web y móviles con la potente plataforma de mapas de Google, incluso con imágenes de satélite, Street View, perfiles de elevación, indicaciones sobre cómo llegar, mapas con estilos, demografía, análisis y una amplia base de datos de ubicaciones. Google ofrece una documentación muy detallada de su API, así como ejemplos de código, bibliotecas y otras herramientas de cartografía digital. La API de Google Maps es un servicio gratuito, pero sujeta a unos términos y condiciones. Figura Visión del mapa del mundo con Google Maps (IGN, 2016) D) Openlayers OpenLayers surge a mediados del 2006 como una alternativa de código abierto a Google Maps y otros proveedores de API propietarias, y su popularidad crece rápidamente cuando en 2007 es utilizado en el Proyecto OpenStreetMap. Hoy en día, es proyecto muy maduro y, probablemente, la biblioteca de código abierto de cartografía web es una de las más completa y potente para trabajar con información geográfica. 137

139 PI, Interfaz de programación de aplicaciones Openlayers es una librería JavaScript de código abierto que permite publicar mapas interactivos en los navegadores web. Para ello, utiliza su propia base de información cartográfica o usa su estructura para utilizar otros servicios y poder colocarlos en la web. Además, proporciona herramientas para acceder a todo tipo de información geográfica proveniente de muy variadas fuentes: ficheros vectoriales, ráster, WMS, WFS, etc. OpenLayers 3, publicada recientemente, está creciendo en su documentación y ejemplos. A diferencia de la anterior versión (la versión 2), OpenLayers 3 se basa en las últimas tecnologías de navegación como HTML5, WebGL y CSS3. Es la librería de código abierto más completa (lo era en su versión 2) y es una de las favoritas para los programadores GIS. Figura Mapa global con Openlayers (IGN, 2016) La API de OpenLayers 3 ha sufrido importantes y el estilo de programación ha cambiado evitando nombres largos de namespaces, evitando las frases extremadamente largas de las versiones anteriores. El peso de la biblioteca se ha reducido drásticamente y es mucho más ligero que las versiones anteriores. La versión de OpenLayers3 que está disponible ocupa cerca de 300kb conteniendo todas las funcionalidades. Por último OpenLayers3 se basa en la librería Closure. El compilador Closure minimiza el código, produciendo una versión mejorada y compacta. La API de OpenLayers proporciona una de las maneras más fáciles de crear un mapa web, y una vez con esta base incorporar capas base de OSM, Bing, Google, o incorporar otras librerías para incorporar otras clases. 138

140 PI, Interfaz de programación de aplicaciones E) Otros ejemplos Algunas organizaciones han desarrollado API disponibles y libres y han elaborado su propia API para ser distribuida y utilizada, así, por ejemplo: API del Gobierno de Navarra, SITNA, para visualizar datos georreferenciados en aplicaciones web. La API SITNA es una API JavaScript que permite incluir en páginas y aplicaciones web un visor de mapas interactivo y así representar información georreferenciada. Es un producto SITNA desarrollado para su uso en aplicaciones web de Gobierno de Navarra, pero puede ser utilizado por cualquier usuario y organización en sus páginas web. En su versión actual, la API SITNA: Ofrece funciones habituales de navegación de los visores de mapas, como zoom, mapa de situación y herramientas de medición. Permite buscar un municipio de Navarra por su denominación y también buscar un punto por sus coordenadas. Tiene una configuración por defecto que permite de manera fácil crear un mapa básico de Navarra, con herramientas de uso común y cuatro mapas de fondo procedentes de IDENA, en concreto la Ortofoto de 2012, el mapa base, la cartografía topográfica y el catastro. Es posible añadir información geográfica mediante servicios WMS y WMTS. Permite crear marcadores puntuales con información asociada. KML. También es posible cargar información geográfica desde un fichero Este es el aspecto del mapa básico que se obtiene con la configuración por defecto de la API SITNA: 139

141 PI, Interfaz de programación de aplicaciones Figura Visión del SITNA (IGN, 2016) La API está basada en diversas bibliotecas JavaScript de terceros, pero está completamente autocontenida y simplemente cargando en la página el script de la API se cargan dinámicamente los recursos que necesita. El objetivo ha sido facilitar su uso para un desarrollador sin grandes conocimientos GIS. API del Geoportail del IGN Francés La API del Geoportail es una biblioteca de código para enriquecer un mapa dinámico. Se basa en los datos de georreferenciados producidos por el IGN Francés: mapas IGN, fotografías aéreas, parcelas catastrales, etc. También incluye un servicio de búsqueda de direcciones y nombres de lugares que se basa en la integridad de la BD y BD DIRECCIÓN NYME IGN IGN ofrece bibliotecas de software JavaScript y Flash para acelerar la implementación de la API Geoportal en su sitio web. El IGN francés ofrece licencia de geoservicios para uso público - que da acceso gratuito a los servicios web gratis Geoportal, excluyendo los datos editados. Es posible integrar API Geoportal en un sitio web comercial, con licencia libre. 140

142 PI, Interfaz de programación de aplicaciones Figura Portal Web del IGN Francés (IGN, 2016) Cartovisor de Cartociudad. CartoVisor es un pequeño visualizador que puede añadirse a cualquier página HTML. Este componente web permite consultar algunos de los servicios de CartoCiudad, proporcionando al usuario navegación continua por todo el territorio español, búsqueda de direcciones postales y cálculo de rutas. Se puede personalizar su apariencia y ampliar sus funcionalidades. Además, permite añadir puntos de interés, incluir otras capas WMS y crear nuevas capas de puntos indicándolos de forma interactiva sobre el mapa. Figura Mapa de Madrid visto con Cartovisor (IGN, 2016) 141

143 PI, Interfaz de programación de aplicaciones MAPEA de la Junta de Andalucía. Mapea permite integrar de una forma muy sencilla un visualizador de mapas interactivo en cualquier página web. Mapea está desarrollado en Software Libre basándose en la librería OpenSource de visualización de mapas OpenLayers y se alimenta de servicios estándares OGC. Permite configurar el mapa a visualizar consumiendo ficheros WMC, servicios WMS, servicios WFS, ficheros KML, etc. Además, permite incluir una gran cantidad de herramientas y controles tanto para facilitar la navegación sobre el mapa como para explotar la información geográfica del mismo Mapea no solo permite la visualización y explotación de la información geográfica sino que también permite la edición vía web de geometrías a través del estándar WFS, funcionalidad que le aporta valor añadido para su integración en entornos web 2.0. Figura Geoportal de la IDE de Extremadura (IGN, 2016). 142

144 Clientes de visualización pesados 8 Clientes de visualización pesados Un cliente de visualización pesado es aquel que es necesario instalar en el ordenador para poder trabajar con él. Además nos ofrecen diferentes funcionalidades que, en general, son más complejas que las funcionalidades que ofrece un cliente ligero (visualizador web). Al igual que en un cliente ligero se puede incluir un servicio de visualización, en un cliente pesado también siempre que esté configurada la conexión a Internet en el cliente. Este tipo de cliente, en función de su complejidad, puede llegar a permitir todo tipo de servicio OGC (WFS,WCS, CSW, SLD, WPS,..) y llevar a cabo tareas de edición y procesamiento con ellos. Algunos ejemplos de clientes pesados son: 8.1 Google Earth Cliente pesado de visualización que muestra un globo virtual que permite visualizar múltiple cartografía, con base en la fotografía satelital. Figura Google earth (Fuente Permite añadir servicios WMS y guardar como.kml un wms cargado previamente, convirtiéndose así en un cliente pesado con excelentes capacidades de visualización. Google Earth incluye todas las funciones necesarias para usuarios de ordenadores de escritorio y dispone de tres versiones diferentes: Google Earth, Google Earth Pro y Google Earth Enterprise. Además también existe en versión móvil. 143

145 Clientes de visualización pesados 8.2 gvsig Creado por la Generalitat Valenciana, gvsig es un proyecto de desarrollo de software para Sistemas de Información Geográfica basado en software libre. Figura Logo gvsig (Fuente: ) Está desarrollado en lenguaje de programación Java, funcionando con los sistemas operativos Microsoft Windows, Linux y Mac OS X, y utiliza bibliotecas estándar de GIS reconocidas, como Geotools o Java Topology Suite. Entre los formatos gráficos de fichero más habituales cuenta entre otros con acceso a formatos vectoriales GML, SHP, DXF, DWG, DGN, KML y formatos de imagen rasterizada como MrSID, GeoTIFF, ENVI o ECW. Una de sus funcionalidades es su capacidad como cliente pesado IDE: gvsig puede conectarse a servidores WMS (Web Map Services), WFS (Web Feature Services) y WCS (Web Coverage Services),.. así como a información vectorial y ráster, de manera sencilla y efectiva. Así, con gvsig puedes superponer capas remotas con datos locales para visualizar y analizar información geográfica. Permite extender sus funcionalidades instalando plugins. 8.3 QGIS QGIS es un Sistema de Información Geográfica (SIG) de Código Abierto licenciado bajo GNU - General Public License. QGIS es un proyecto oficial de Open Source Geospatial Foundation (OSGeo). Corre sobre Linux, Unix, Mac OSX, Windows y Android y soporta numerosos formatos y funcionalidades de datos vector, datos ráster y bases de datos. 144

146 Clientes de visualización pesados Figura Logo QGIS ( 2016) Características: Es libre. Si se necesitan más funciones en QGIS, se puede hacer más que esperar a que sean incluidas en la siguiente versión. Se puede patrocinar el desarrollo de la función, o añadirla uno mismo si se está familiarizado con la programación. Está en constante desarrollo. Porque cualquiera puede añadir nuevas funciones y mejorar las ya existentes, QGIS nunca se estanca. Extensa ayuda y documentación disponible. Multiplataforma. QGIS puede ser instalado en MacOS, Windows y Linux. La instalación de QGIS es sencilla y existen disponibles paquetes de instalación estándar para MS Windows y MacOS X. Se proporcionan paquetes binarios (rpm y deb) o repositorios de software para añadir a su gestor de paquetes para muchos casos de GNU/Linux. QGIS puede descargarse de la dirección: KOSMO Desktop El proyecto Kosmo es la primera Plataforma SIG Libre Corporativa, distribuida bajo licencia GNU/GPL. Figura Logo KOSMO (Fuente: 145

147 Clientes de visualización pesados Dentro de este proyecto, se encuentra disponible Kosmo Dektop, SIG de escritorio con potente capacidad de consulta, edición y análisis que soporta gran variedad de bases de datos, formatos vectoriales y formatos ráster. Cumple con los estándares OGC y su arquitectura de extensiones permite personalizarlo fácilmente para fines específicos. Tiene implementado los siguientes servicios: - Web Map Service (WMS) 1.0.0/1.1.0/ Web Feature Service (WFS) 1.0.0/ Styled Layer Descriptor (SLD) Algunas de sus principales características: - Disponible en 12 idiomas (inglés, español, italiano, alemán, croata, checo, ruso, eslovaco, catalán, euskera, portugués brasileño y finlandés). - Validación de topología y herramientas de limpieza (intersecar/eliminar/limpiar). - Asistente para operaciones de geoprocesamiento: búfer/disolver/juntar/recortar/intersección espacial/diferencia (mediante el uso de extensión). - Herramienta de georreferenciación raster (mediante el uso de extensión). - Sextante 0.6 integrado (mediante el uso de extensión). - Permite crear los archivos SLD necesarios para definir los estilos de una capa en un servicio WMS. Se puede descargar en esta dirección: ArcGIS for Desktop ESRI desarrolla diversas aplicaciones y herramientas. Dentro de los clientes SIG de escritorio, se encuentra ArcGIS Desktop, un completo SIG profesional. 146

148 Clientes de visualización pesados Figura Logo ArcGIS Desktop (IGN, 2016) Incluye completas aplicaciones SIG profesionales que facilitan diversas tareas de SIG como, por ejemplo, representación cartográfica, compilación de datos, análisis, administración de geodatos e imágenes, y uso compartido de información geográfica. ArcGIS for Desktop es la plataforma que los profesionales de SIG utilizan para administrar los proyectos y flujos de trabajo de SIG, así como para crear datos, mapas, modelos y aplicaciones. Además, constituye el punto de partida y la base para la implementación de SIG en las organizaciones y en la Web. Se utiliza para publicar y compartir información geográfica con otras personas. Los usuarios de Desktop pueden: - Compartir los paquetes de mapas y otros paquetes de SIG con otros usuarios de Desktop profesionales. - Compartir con otras personas a través de dispositivos móviles, la Web y sistemas personalizados mediante la publicación de mapas y servicios de información geográfica relacionada a través de ArcGIS for Server y ArcGIS Online. 147

149 Globos virtuales 9 Globos virtuales Cuando en los clientes de visualización tenemos como cartografía de fondo, toda la tierra o cualquier planeta, entonces, podemos hablar de globos virtuales. Por tanto, el globo virtual es un tipo de software que tiene de base cartográfica a la tierra, en su dimensión 3D y por tanto permite al usuario moverse libremente alrededor del globo, cambiando su posición y su ángulo de vista. Desde la creación del primer globo virtual, esta categoría de programas, han evolucionado hasta permitir incluir servicios OGC sobre ellos. Algunos ejemplos de globos virtuales: 9.1 Leica Geosystems TITAN Globo 3d virtual que de manera innovadora agrega opciones para mandar mensajes a usuarios que estén conectados en la red, compartir archivos geográficos y poder ver los mundos de otros usuarios. Permite añadir servicios WMS, y WCS. Figura Visión con Leica Geosystems TITAN (IGN, 2016) 9.2 Google Earh Fue el primer software de este tipo que logró interesar el público en general. Ha evolucionado desde su primera versión y en la actualidad, visualiza 148

150 Globos virtuales imágenes de satélite, mapas, relieve, edificios en 3D, lejanas galaxias del espacio y las profundidades marinas. Google Earth permite introducir una dirección para localizarse y ofrece características 3D como dar volumen a valles y montañas, y en algunas ciudades incluso se han modelado los edificios. Además, permite medir distancias geográficas, ver la altura de las montañas, ver fallas o volcanes y cambiar la vista tanto en horizontal como en vertical. Google Earth también dispone de conexión con GPS (Sistema de Posicionamiento Global), alimentación de datos desde fichero. Permite incluir servicios WMS para su visualización, también tiene un simulador de vuelo bastante real con el que se puede sobrevolar cualquier lugar del planeta. Existe versión para móviles de esta aplicación y además está disponible en varios idiomas. Tiene una versión gratuita y otra más completa de pago. Figura Visor Google Earth (Google Earth, 2016) 149

151 Globos virtuales 9.3 Bing Maps 3D Corresponde al Google Earth de Microsoft creado para su buscador Bing. Permite los vuelos virtuales sobre imágenes de satélites y edificios en 3D. Los usuarios pueden examinar los mapas de calle topográficamente para muchas ciudades en todo el mundo. Los mapas incluyen ciertos puntos de interés integrados, tales como estaciones de metro, estadios, hospitales y otras instalaciones. También es posible navegar por puntos de interés públicos creados por los usuarios. La búsqueda puede cubrir colecciones públicas, empresas u otros tipos de negocios, lugares o personas. Figura Vista con Bing Maps 3D (IGN, 2016) La característica de mapas 3D permite al usuario ver edificios en 3D, con la capacidad agregada de girar y el ángulo además de panorámica y zoom de inclinación. Todos los edificios 3D están hechos con texturas obtenidas mediante fotografía aérea. 9.4 NASA World Wind Es un programa que actúa como globo virtual desarrollado por la NASA para ser usado en ordenadores personales con Windows, además de worldwind, existió un paquete para la distibución Ubuntu. Superpone imágenes 150

152 Globos virtuales de satélites de la NASA y fotografías aéreas del United States Geological Survey (USGS) sobre modelos tridimensionales de la Tierra, y en las últimas versiones, Marte y la Luna. El usuario puede interactuar con el planeta seleccionado rotándolo y ampliando zonas. Además se pueden superponer topónimos y fronteras, entre otros datos, a las imágenes. El programa también contiene un módulo para visualizar datos procedentes de WMS. Adicionalmente existen multitudes de ampliaciones para World Wind que aumentan su funcionalidad, como por ejemplo, poder medir distancias u obtener datos de posición desde un GPS. Figura Nasa World Wind (IGN, 2016). 151

153 Desarrollo de un Geoportal 10 Desarrollo de un Geoportal Como caso prático de este proyecto fin de máster se va a desarrollar e implementar un Geoportal. Este portal será capaz de gestionar los metadatos y publicarlos en la Web, añadiendo la posibilidad de descarga. EL desarrollo del portal se realizará mediante el programa GeoNetwork opensource, software libre licenciado bajo GNU/GPL, el cual permitirá que los Metadatos, conformes a los principales estándares OGC y ISO (CSW, TC/ , 19139) sean publicados y consultables a través de la Web para todos los tipos de usuario. Además funcionará como buscador genérico de metadatos Introducción a GeoServer y GeoNetwork GeoNetwork, es un software de referencia para la creación de un servicio web de catálogo (CSW), la edición de registros de metadatos, tanto de conjuntos de datos como servicios y la implementación de un cliente catálogo. Está liberado bajo la licencia GPL v2 por lo que puede ser utilizada y modificada sin coste. GeoNetwork mejora el intercambio de la información geográfica y la colaboración entre las organizaciones y sus usuarios, utilizando los metadatos y la conexión a Internet. Sus principales características son las siguientes: Realiza una búsqueda instantánea en catálogos geoespaciales locales y distribuidos. Carga y descarga datos, documentos, archivos PDF y cualquier otro documento. Contiene un mapa interactivo que combina servicios WMS de servidores de cualquier parte del mundo. Permite la generación en línea de diseños cartográficos y la exportación en formato PDF. Edición on-line de metadatos. Ejecuta una recolección programada y sincronización de metadatos entre catálogos distribuidos. Gestiona usuarios y grupos 152

154 Desarrollo de un Geoportal Para el uso del software GeoNetwork será necesario el empleo del Geoserver. GeoServer es un software libre para la implementación de servicios geográficos web desarrollado en Java que permite a los usuarios compartir sus datos geoespaciales con la publicación mediante servicios. Permite publicar conjuntos de datos a través de estándares OGC, garantizando así su interoperabilidad. GeoServer es una implementación de referencia a la hora de crear servicios web de mapas (WMS), servicios web de fenómenos (WFS) y Servicios web de coberturas (WCS). En el presente caso de estudio se instalará el software Geoserver v (versión del 23 de marzo de 2016). Administrador de Geoserver La herramienta web de administración de GeoServer ofrece una interfaz de usuario gráfica, para la creación de servicios web. Para entrar en la aplicación, lo primero que hay que hacer es arrancar el servicio, para ello hay que ir a Inicio->Todos los programas->geoserver- >Start Geoserver y se abrirá una ventana de MS-DOS, donde se muestra como arranca la aplicación. Al visualizarse la siguiente pantalla, en la última frase de la ventana MS- DOS debe aparecer lo siguiente: Started SelectChannelConnector@0.0.0:8081 Para que funcione Geoserver la ventana de MS-DOS tiene que estar siempre abierta, porque si se cierra se apaga GeoServer y luego aparece un error al entrar en el navegador web. Para entrar en GeoServer se debe escribir en el navegador: o seleccionar en el menú de inicio GeoServer Web Admin Page. Para acceder a la parte de administración es necesario registrarse, para ello se debe introducir, en este caso, los siguientes datos: Usuario: admin Contraseña: geoserver 153

155 Desarrollo de un Geoportal 10.2 Ejemplos Figura Imagen del portal GeoServer (IGN, 2016) Figura Imagen de la pantalla de bienvenida del portal GeoServer (IGN, 2016) 154

156 Desarrollo de un Geoportal Figura Ejemplo de capa: límites de provincia (IGN, 2016) Figura Ejemplo del Zoom de geoserver (IGN, 2016) A continuación se muestran ejemplos de los geoportales del IGME, donde se dispone de la diferente información en modo de mapas en varios servicios de visualización y descarga aplicados en geología y minería. 155

157 Desarrollo de un Geoportal En Minería Figura Visualización del Catastro Minero del IGME (IGN, 2016) GOOGLE EARTH Figura Visualización del Catastro Minero (fuente: 156

158 Desarrollo de un Geoportal En Geología Figura Pagina de descarga de información geográfica del IGME (IGN, 2016). Figura Ejemplo de mapa hidrogeológico (IGN, 2016). 157

159 Desarrollo de un Geoportal Figura Ejemplo de Lugares de Interés Geológico en Asturias (IGN, 2016) Figura Geoportal IDEE (fuente: Enlaces a aquellos proyectos de Infraestructuras de Datos Espaciales que son responsabilidad de un organismo público de la Administración General del Estado (AGE) y organizaciones de ámbito estatal. La clasificación se realiza en función de la organización responsable del proyecto o de la temática de la información que ofrecen. 158