a) norma española TÍTULO Información geográfica Modelo de referencia (ISO 19101:2002) Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN ISO 19101 de enero de 2005, que a su vez adopta íntegramente la Norma Internacional ISO 19101:2002. OBSERVACIONES ANTECEDENTES Esta norma ha sido elaborada por el comité AEN/CTN 148 Información Geográfica Digital.
NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPEENNE EUROPAISCHE NORM Versión en español Información geográfica Modelo de referencia (ISO 19101:2002) Geographic information. Reference model. (ISO 19101:2002) Information géographique. Modéle de réference. (ISO 19101:2002) Geoinformation. Referenzmodell (ISO 19101:2002) Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 2004-12-24. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en el Centro de Gestión de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada al Centro de Gestión, tiene el mismo rango que aquellas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. CEN COMITE EUROPEO DE NORMALIZACIÓN European Committee for Standardization Comite Europeen de Normalisation Europaisches Komitee für Normung CENTRO DE GESTIÓN: Rue de Stassart, 3ó B-1050 Bruxelles 1
PRÓLOGO El texto de la Norma Internacional ISO 1910 1:2002 del Comité Técnico ISO/TC 211 Información geográfica/geomática, de la Organización Internacional de Normalización (ISO), ha sido adoptado como Norma Europea EN ISO 19101:2005 por el Comité Técnico CEN/TC 287 Información geográfica, cuya Secretaria desempeña NEN. Esta norma europea debe recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a la misma o mediante ratificación antes de finales de julio de 2005, y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deben anularse antes de finales de julio de 2005. De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, están obligados a adoptar esta norma europea los organismos de normalización de los siguientes países: Alemania, Austria, Bélgica, Chipre, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estonia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, Republica Checa, Suecia y Suiza. DECLARACIÓN El texto de la Norma Internacional ISO 19101:2002 ha sido aprobado por CEN como Norma Europea EN ISO 19101:2005 sin ninguna modificación. 2
ÍNDICE PRÓLOGO...6 INTRODUCCIÓN...7 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN...8 2 ACUERDO...8 3 NORMAS PARA CONSULTA...8 4 TÉRMINOS Y DEFINICIONES...8 5 SÍMBOLOS Y TÉRMINOS ABREVIADOS...11 5.1 Abreviaturas...11 5.2 Notación UML...11 6 CONCEPTOS Y ORGANIZACIÓN DEL MODELO DE REFERENCIA...12 6.1 Integración de información geográfica con tecnología de la información...12 6.2 Objetivo de la normalización en la serie ISO 19100 de normas de información geográfica...14 6.3 Organización del modelo de referencia...14 6.4 Interoperabilidad de información geográfica...17 6.4.1 Definición de interoperabilidad...17 6.4.2 Aspectos de la interoperabilidad...17 6.4.3 Interoperabilidad en la serie de normas geográficas ISO 19100...18 7 MODELADO CONCEPTUAL...19 7.1 Contenido de este capítulo...19 7.2 Definición del modelado conceptual...20 7.3 Uso de este capítulo...20 7.4 Especificación de lenguaje de esquema conceptual para la serie de normas de información geográfica ISO 19100...20 7.5 El planteamiento del modelado conceptual...21 7.6 Principios del modelado conceptual...23 7.7 Integración de modelos...23 8 EL MODELO DE REFERENCIA DEL DOMINIO...24 8.1 Contenido de este capítulo...24 8.2 Definición del Modelo de Referencia del Dominio...24 8.3 Usos del Modelo de Referencia del Dominio...25 8.4 Visión general del Modelo de Referencia del Dominio...25 8.5 Uso de niveles de abstracción en el Modelo de referencia del Dominio...27 8.6 Descripción detallada del Modelo de Referencia del Dominio...28 8.6.1 Introducción...28 8.6.2 Esquema de aplicación...29 8.6.3 Objetos espaciales y posición...31 8.6.4 Sistemas de referencia...32 8.6.5 Calidad...33 3
8.6.6 Metadatos...34 8.6.7 Modelo General de Fenómenos...36 9 EL MODELO DE REFERENCIA DE LA ARQUITECTURA...38 9.1 Contenido de este capítulo...38 9.2 Definición del Modelo de referencia de Arquitectura...38 9.3 Usos del Modelo de referencia de la arquitectura...38 9.4 Visión general del Modelo de referencia de la arquitectura...39 9.4.1 Introducción...39 9.4.2 Servicios e interfaces de servicios...40 9.4.3 Identificación de servicios e interfaces de servicios para información geográfica...40 9.5 Tipos de servicios de información...40 9.5.1 Introducción...40 9.5.2 Tipos de servicios de tecnología de la información relevantes para información geográfica...41 9.5.3 Extensión de los tipos de servicios para información geográfica...42 9.5.4 Tipos de servicios en la serie ISO 19100 comparados con otros modelos de servicios...43 9.6 Interfaces de servicios y requisitos de normalización...43 9.6.1 Introducción...43 9.6.2 Identificación de requisitos de normalización para servicios de información geográfica...43 9.6.3 Satisfacción de requisitos de normalización y el papel de los perfiles...45 9.6.4 Elaboración de requisitos de normalización...45 9.6.5 Utilización de este procedimiento para identificar requisitos para normas de información geográfica...46 10 PERFILES Y NORMAS FUNCIONALES...47 10.1 Contenido de este capítulo...47 10.2 Perfiles y normas base...47 10.3 Concepto de modularidad...47 10.4 Utilización de perfiles...47 10.5 Especificaciones de productos...47 10.6 Relación entre perfiles y normas base...48 10.7 Normas funcionales...48 10.8 Registro de perfiles...48 ANEXO A (Informativo) LA UTILIDAD DE MODELADO DE ESQUEMAS CONCEPTUALES...49 A.1 Introducción...49 A.2 La arquitectura de Esquema de la Utilidad de Modelado de Esquemas Conceptuales de ISO...49 A.3 La arquitectura de esquema ISO CSMF y la serie de normas de información geográfica ISO 19100...51 4
ANEXO B (Informativo) OBJETIVO DE LA NORMALIZACIÓN EN LA SERIE ISO 19100 DE NORMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA...53 BIBLIOGRAFÍA...55 5
PRÓLOGO ISO (la Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (organismos miembros de ISO). El trabajo de preparación de las normas internacionales normalmente se realiza a través de los comités técnicos de ISO. Cada organismo miembro interesado en una materia para la cual se haya establecido un comité técnico, tiene el derecho de estar representado en dicho comité. Las organizaciones internacionales, públicas y privadas, en coordinación con ISO, también participan en el trabajo. ISO colabora estrechamente con la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en todas las materias de normalización electrotécnica. Las normas internacionales se redactan de acuerdo con las reglas establecidas en la Parte 3 de las Directivas ISO/IEC. La tarea principal de los comités técnicos es preparar normas internacionales. Los proyectos de normas internacionales adoptados por los comités técnicos se envían a los organismos miembros para su votación. La publicación como norma internacional requiere la aprobación por al menos del 75% de los organismos miembros con derecho a voto. Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de esta norma internacional puedan estar sujetos a derechos de patente. ISO no asume la responsabilidad por la identificación de cualquiera o todos los derechos de patente. La Norma Internacional ISO 19101 fue preparada por el Comité Técnico ISO/TC 211, Información geográfica/geomática. Los anexos A y B de esta norma internacional son sólo informativos. 6
INTRODUCCIÓN Cualquier esfuerzo de normalización de gran alcance necesita un modelo de referencia para asegurar un planteamiento integrado y consistente. Esta norma internacional es una guía para estructurar normas de información geográfica de forma que permitan el uso universal de información geográfica digital. Este modelo de referencia describe, para la información geográfica, los requisitos globales para la normalización y los principios fundamentales que se aplican en el desarrollo y utilización de normas. Al describir estos requisitos y principios, este modelo de referencia proporciona una visión de la normalización en la que la información geográfica puede integrarse con tecnologías y aplicaciones de información digital existentes y emergentes. Esta norma internacional esta destinada a ser utilizada por los analistas de sistemas de información, los planificadores de programas y quienes desarrollan normas de información geográfica que estén relacionadas con las normas de información geográfica, así como otras personas que pretendan comprender los principios básicos de esta serie de normas y los requisitos globales para la normalización de información geográfica. Mas aliá de las necesidades de las aplicaciónes tradicionales de información geográfica digital, existe un creciente reconocimiento entre los usuarios de tecnologías de la información de que la organización por localización es una manera fundamental de organizar y utilizar datos digitales. Cada vez mas, los datos digitales de una amplia diversidad de fuentes están referidos a localizaciones para su uso en diversas aplicaciónes. Como consecuencia, existe una necesidad creciente de normalización de la información geográfica y de los servicios para procesar dicha información. Para satisfacer esta necesidad, la serie ISO 19100 normaliza aspectos relevantes de la descripción y gestión de información geográfica y de los servicios de información geográfica. Esta normalización: Incrementará la comprensión y la utilización geográfica; Incrementará la disponibilidad, el acceso, la integración y el compartimiento de información geográfica; promoverá el uso eficiente, efectivo y económico de la información geográfica digital así como de los sistemas hardware y software asociados; contribuirá a un planteamiento unificado para tratar problemas globales ecológicos y humanitarios. Para lograr estos objetivos, la normalización de información geográfica en la serie ISO 19100 se basa en la integración de conceptos de información geográfica con los de tecnología de la información. Siempre que sea posible, el desarrollo de normas para información geográfica tiene que considerar la adopción o adaptación de normas genéricas de tecnología de la información. Solo cuando esto no pueda hacerse es cuando es necesario desarrollar normas de información geográfica. Esta norma internacional identifica un planteamiento genérico para estructurar la serie de Normas ISO 19100. Este modelo de referencia utiliza conceptos obtenidos del planteamiento ISO/IEC Open Systems Environment (OSE) para determinar requisitos de normalización descrito en el Informe Técnico ISO/IEC TR 14252, del IEC Open Distributed Processing (ODP) Reference Model descrito en la Norma ISOIIEC 1074ó-1 Y de otras normas e informes técnicos relevantes de ISO. Esta norma internacional no prescribe ningún producto o técnica especifica para implementar sistemas de información geográfica. 7
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma internacional define el marco de normalización en el campo de la información geográfica y establece los principios básicos mediante los que tiene lugar esta normalización. Este marco identifica el alcance de la actividad de normalización emprendida y el contexto en el que tiene lugar. El marco proporciona el método mediante el cual se puede determinar 10 que se va a normalizar y describe como se relacionan los contenidos de las normas. Aunque esta estructurado en el contexto de tecnología de la información y de las normas de tecnología de la información, esta norma internacional es independiente de cualquier método de desarrollo de aplicaciones o planteamiento de implementación de la tecnología. 2 ACUERDO Los requisitos generales de acuerdo y de las pruebas de la serie de normas de información geográfica ISO 19100 se describen en la Norma ISO 19105. Los requisitos de acuerdo específicos se describen en normas individuales de la serie ISO 19100. 3 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se relacionan contienen disposiciones validas para esta norma internacional. En el momento de la publicación estaban en vigor las ediciones indicadas. Toda norma está sujeta a revisión por lo que las partes que basen sus acuerdos en esta norma internacional deben estudiar la posibilidad de aplicar la edición más reciente de las normas indicadas a continuación. Los miembros de lec y de ISO poseen el registro de las normas internacionales en vigor en cada momento. ISO/IEC 19501-1: Tecnologías de la información. Lenguaje Unificado de Modelado (UML). Parte 1: Especificación. 4 TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para los fines de esta norma internacional se aplican los siguientes términos y definiciones. Se proporcionan las fuentes de las definiciones de términos no definidos en esta norma internacional. NOTA - Ciertos términos están en cursiva a lo largo de este documento. Estos términos se definen, bien en este capitulo, bien en el capitulo de términos y definiciones de otra parte de la serie de Normas ISO 19100, tal como se indica. 4.1 aplicación: Manipulación y procesamiento de datos como soporte a los requisitos del usuario. 4.2 esquema de aplicación: Esquema conceptual de los datos requeridos por una o más aplicaciones. 4.3 formalismo conceptual: Conjunto de conceptos de modelado utilizados para describir un modelo conceptual. EJEMPLO Meta-modelo UML, meta-modelo ESPRESS NOTA - Un formalismo conceptual puede expresarse en distintos lenguajes de esquema conceptual. 8
4.4 modelo conceptual: Modelo que define conceptos de un universo de discurso. 4.5 esquema conceptual: Descripción formal de un modelo conceptual. 4.6 lenguaje de esquema conceptual: Lenguaje formal basado en un formalismo conceptual con el propósito de representar esquemas conceptuales. EJEMPLO Meta-modelo UML, meta-modelo ESPRESS NOT A - Un lenguaje de esquema conceptual puede ser léxico 0 gráfico. Distintos lenguajes de esquema conceptual pueden basarse en el mismo formalismo conceptual. 4.7 conjunto de datos: Colección identificable de datos. 4.8 nivel de datos: Nivel que contiene datos que describen casos específicos. 4.9 elemento de la calidad de datos: Componente cuantitativo que documenta la calidad de un conjunto de datos. NOT A - La aplicabilidad de un elemento de la calidad de datos a un conjunto de datos depende del contenido del conjunto de datos como de su especificación de producto; como resultado, todos los elementos de la calidad de datos pueden no ser aplicables a todos los conjuntos de datos. 4.10 elemento general de la calidad de datos: Componente no cuantitativo que documenta la calidad de un conjunto de datos. NOTA - La información acerca del propósito, utilización y categoría de un conjunto de datos es información no-cuantitativa. 4.11 fenómeno: Abstracción de un ente del mundo real. NOTA - Un fenómeno puede ocurrir como un tipo o como un caso. Debe usarse tipo de fenómeno o caso de fenómeno sólo cuando se desea referirse a uno de ellos. 4.12 atributo de fenómeno: Característica de un fenómeno. EJEMPLO 1 Un atributo de fenómeno denominado color puede tener un valor de atributo verde que pertence al tipo de datos texto. EJEMPLO 2 Un atributo de fenómeno denominado longitud puede tener un valor de atributo 82.4, que pertenece al tipo de datos real. NOTA 1 - Un atributo de fenómeno tiene un nombre, un tipo de datos y un dominio de valores asociado. Un atributo de fenómeno para un casoa de fenómeno también tiene un valor de atributo tornado del dominio de valores. NOTA 2 - En un catálogo de fenómenos, un atributo de fenómeno puede incluir un dominio de valores pero no especificar valores de atributo para casos de fenómenos. 4.13 catálogo de fenómenos: Catálogo que contiene definiciones y descripciones de tipos de fenómenos, atributos de fenómenos y relaciones entre fenómenos que ocurren en uno o más conjuntos de datos geográficos, junto con cualesquiera operaciones de fenómenos que puedan aplicarse. 4.14 operación de fenómeno: Operación que cada caso de un tipo de fenómeno puede utilizar. EJEMPLO 1 Una operación sobre el tipo de fenómeno "presa" es elevar la presa. EI resultado de esta operación es elevar el nivel de agua en un embalse. EJEMPLO 2 Una operación del tipo de fenómeno "presa" podría ser impedir a los barcos navegar a lo largo de un curso de agua. NOTA - Las operaciones de fenómeno proporcionan una base para la definición de tipos de fenómenos. 9
4.15 norma funcional: Norma existente de información geográfica, en uso activo por una comunidad internacional de productores de datos y usuarios de datos. NOTA - GDF, S-57 y DIGEST son ejemplos de normas funcionales. 4.16 información geográfica: Información acerca de fenómenos asociados implícita o explícitamente con una localización relativa a la Tierra. 4.17 servicio de información geográfica: Servicio que transforma, gestiona o presenta información geográfica a los usuarios. 4.18 sistema de información geográfica: Sistema de información que trata información acerca de fenómenos asociados con una localización relativa a la Tierra. 4.19 lenguaje geográfico: Lenguaje cuya sintaxis se expresa en términos de símbolos gráficos. 4.20 lenguaje léxico: Lenguaje cuya sintaxis se expresa en términos de símbolos definidos como cadenas de caracteres. 4.21 esquema de metadatos: Esquema conceptual que describe metadatos. NOTA - La Norma ISO 19115 describe una norma para un esquema de metadatos. 4.22 perfil: Conjunto de una o más normas base y - donde es aplicable - la identificación de capítulos, clases, opciones y parámetros seleccionados de estas normas base que son necesarios para llevar a cabo una función particular. NOTA - Una norma base es cualquier norma de la serie ISO 19100 u otra norma de Tecnología de la Información que puede usarse como una fuente de componentes a partir de los cuales puede construirse un perfil 0 especificación de producto (véase el Informe Técnico ISO/IEC TR 10000-1). 4.23 calidad: Totalidad de características de un producto que se refiere a su capacidad de satisfacer necesidades establecidas e implícitas. 4.24 esquema de calidad: Esquema conceptual que define aspectos de calidad de datos geográficos. 4.25 esquema: Descripción formal de un modelo. 4.26 servicio: Capacidad que una entidad proveedora de un servicio hace disponible a una entidad usuaria del servicio en la interfaz entre dichas entidades. 4.27 interfaz de servicio: Frontera compartida entre un sistema automatizado o un ser humano y otro sistema automatizado o ser humano. 4.28 objeto espacial: Caso de un tipo definido en el esquema espacial. 4.29 universo de discurso: Vista del mundo real o hipotético que incluye todo aquello que es de interés. 10
5 SÍMBOLOS Y TÉRMINOS ABREVIDADOS 5.1 Abreviaturas CSMF Esquema Conceptual de Modelado (Conceptual Schema Modelling Facility) ECMA Asociación Europea de Fabricantes de Computadoras (European Computer Manufacturers Association) GIS IDL Sistema de Información Geográfica (Geographic Information System) Lenguaje de Definición de Interfaz (Interface Definition Language) IRDS Sistema Diccionario de Recursos de Información (Information Resource Dictionary System) ISP IT Perfiles Internacionales Normalizados (International Standardized Profiles) Tecnología de la Información (Information Technology) NIST Instituto Nacional de Normas y Tecnología (National Institute of Standards and Technology) OCL Lenguaje de Restricción de Objetos (Object Constraint Language) ODP Procesamiento Distribuido Abierto (Open Distributed Processing) OMG Grupo de Gestión de Objetos (Object Management Group) OSE Entorno de Sistemas Abiertos (Open Systems Environment) UML Lenguaje Unificado de Modelado (Unified Modelling Language) 5.2 Notación UML Los diagramas que aparecen en esta norma internacional se presentan de acuerdo con el Lenguaje Unificado de Modelado (UML) especificado en la Norma ISO/IEC 19501 1:- 1). La notación de UML se describe en la figura 1. 11
Fig. 1 Notación de UML 6 CONCEPTOS Y ORGANIZACIÓN DEL MODELO DE REFERENCIA 6.1 Integración de información geográfica con tecnología de la información ISO 19100 es una serie de normas cuyo objetivo es definir, describir y gestionar información geográfica. Esta norma internacional define el marco arquitectónico de la serie de Normas ISO 19100 y expone los principios por los que esta normalización tiene lugar. La normalización de la información geográfica puede resolverse mejor mediante un conjunto de normas que integre una descripción detallada de los conceptos de información geográfica con los conceptos de tecnología de la información. Un objetivo de este esfuerzo de normalización es facilitar la interoperabilidad de los sistemas de información geográfica, incluyendo la interoperabilidad en entornos informáticos distribuidos. La figura 2 ilustra éste planteamiento. 12
b) c) Fig. 2 Integración de información geográfica y tecnología de la información La serie de normas de información geográfica ISO 19100 establece un conjunto estructurado de normas para información relacionada con objetos o fenómenos que están directa o indirectamente asociados con una localización relativa a la Tierra. Esta norma especifica métodos, herramientas y servicios para la gestión de información geográfica, incluidos la definición, adquisición, análisis, acceso, presentación y transferencia de dichos datos en forma digital/electrónica entre diferentes usuarios, sistemas y localizaciones. En la figura 2, la serie de normas de información geográfica ISO 19100 puede agruparse en cinco áreas principales, cada una de las cuales incorpora conceptos de tecnología de la información para normalizar la información geográfica. Estas áreas principales describen: El marco de referencia para la serie de normas de información geográfica ISO 19100 incluida esta norma internacional. El marco y el modelo de referencia cubren los aspectos más generales de la serie de normas ISO 19100. El modelo de referencia identifica todos los componentes implicados y define cómo encajan. Relaciona conjuntamente los diferentes aspectos de la serie de Normas ISO 19100 y proporciona una base común de comunicación. Los servicios de Información Geográfica definen la codificación de información en formatos de transferencia y la metodología para la presentación de información geográfica, que esta basada en la cartografía y en las antiguas tradiciones de visualización normalizadas. Éste área también incluye el campo de posicionamiento por satélite; junto con los formatos e interfaces necesarios para utilizar los modernos sistemas de navegación por satélite. La administración de datos se ocupa de la descripción de los principios de calidad y procedimientos de evaluación de la calidad de los conjuntos de datos de información geográfica. 13
La administración de datos también incluye la descripción de los propios datos, o metadatos, junto con catálogos de fenómenos. Este área también cubre la referencia espacial de objetos geográficos - bien directamente a través de coordenadas, o más indirectamente mediante el uso de, por ejemplo, códigos de área como códigos postales o códigos zip, direcciones, etc. Los modelos de datos y operadores se ocupan de la geometría subyacente del globo y de cómo pueden modelarse los fenómenos geográficos y sus características espaciales. Éste área define características espaciales importantes y cómo se relacionan éstas entre sí. Los perfiles y las normas funcionales consideran la técnica de perfilado. El perfilado consiste en agrupar "paquetes/subconjuntos" del conjunto completo de normas para adaptarse a áreas de aplicación 0 usuarios individuales. Esto permite una implementación y penetración rápida en los entornos de usuario dada la amplitud del conjunto completo de normas. Igualmente importante es la tarea de "absorber" normas de facto existentes en el sector comercial y armonizarlas con perfiles de las normas ISO emergentes. 6.2 Objetivo de la normalización en la serie ISO 19100 de normas de información geográfica El objetivo de esta familia de normas es: a) definir la semántica básica y la estructura de la información geográfica con la formalidad de la gestión y el intercambio de datos y b) definir componentes de servicios de información geográfica y su comportamiento con la finalidad del procesamiento de datos. Estos dos objetivos son compatibles con el punto de vista de la información y con el punto de vista computacional de la Norma ISO/IEC 1074ó. Véase el anexo B para una visión general de RM-ODP. 6.3 Organización del modelo de referencia Los capítulos más importantes del Modelo de Referencia son el Modelado Conceptual (capítulo 7), el Modelo de Referencia del Dominio (capítulo 8), el Modelo de Referencia de la Arquitectura (capítulo 9) y Perfiles (capítulo 10). Estos capítulos están relacionados con las áreas más importantes de la serie de normas de información geográfica ISO 19100 (descritas anteriormente al comienzo del capítulo ó). Estas relaciones se resumen en la figura 3, y se explican en los párrafos que siguen. 14
Fig. 3 Relación del modelo de referencia con otras normas de la serie de normas de información geográfica ISO 19100 15
d) e) f) Modelado conceptual. El modelado conceptual es de importancia crítica para la definición de la serie de normas de información geográfica ISO 19100. Es necesario tanto para el punto de vista de la información como para el computacional (véase el anexo A). Esta familia de normas uti1iza el modelado conceptual para describir rigurosamente la información geográfica. El modelado conceptual también se utiliza para definir servicios para transformación e intercambio de información geográfica. El modelado conceptual se utiliza para describir tanto información geográfica como servicios de informacián geográfica en perfiles y especificaciones funcionales que especialicen las Normas ISO 19100 con fines particulares. Es necesaria una aplicación consistente del modelado conceptual para asegurar que las normas de la serie ISO 19100 estén integradas con este modelo de referencia y entre sí. El planteamiento de modelado conceptual en la serie de Normas ISO 19100 esta basado en el Modelo de referencia del procesado distribuido abierto y en los principios descritos en la Utilidad de Modelado de Esquema Conceptual (CSMF). El modelado conceptual se describe en el capítulo 7 de esta norma internacional. El Modelo de referencia del procesado distribuido abierto se describe en la Norma ISO/IEC 1074ó-1. El CSMF se describe en la Norma ISO/IEC 14481. Modelo de Referencia del Dominio. El Modelo de Referencia del Dominio del capítulo 8 proporciona una representación y una descripción de alto nivel de la estructura y contenido de la información geográfica. Este modelo describe el campo de aplicación de la normalización tratada por la serie de Normas ISO 19100 de información geográfica e identifica los aspectos fundamentales de la información geográfica que serán objeto de la actividad de normalización. El modelo de referencia del Dominio abarca los puntos de vista de la información y computacional, centrándose más estrechamente en aquellas normas de la serie de normas ISO 19100 que normalizan la estructura de la información geográfica en modelos de datos y definición de operaciones y la administración de información geográfica. El Modelo General de Fenómenos define un metamodelo para fenómenos y sus propiedades. El Modelo de Referencia del Dominio utiliza conceptos del Sistema Diccionario de Recursos de Información (IRDS) Framework en la Norma ISO/IEC 10027, la Utilidad de modelado de Esquema Conceptual (CSMF) en la Norma ISO/IEC 14481 Y aplica conceptos del Lenguaje Unificado de Modelado (UML) especificado en la Norma ISOIIEC 19501-1:- 1). Con objeto de proporcionar una definición y una comprensión más precisas, el Modelo de Referencia del Dominio se describe utilizando la notación gráfica de UML. Esto esta dirigido a quienes desarrollan normas de información geográfica que utilizarán o ampliarán la serie ISO 19100 así como a aquellos que deseen tener un conocimiento profundo de esta familia de normas. El apartado 5.2 resume la notación de UML. Modelo de Referencia de la Arquitectura. En el capítulo 9, el Modelo de Referencia de la Arquitectura describe los tipos generales de servicios que proporcionarán los sistemas informáticos para manipular información geográfica y enumera las interfaces de servicios a través de las cuales deben interoperar dichos servicios. Este modelo también proporciona un método de identificación de requisitos específicos para la normalización de información geográfica que es procesada por esos servicios. La normalización de estas interfaces permite que los servicios interoperen con sus entornos e intercambien información geográfica. El Modelo de Referencia de la Arquitectura se basa en conceptos de (1) el planteamiento ISO Entorno de Sistemas Abiertos (OSE) para determinar requisitos de normalización, descrito en el Informe Técnico ISO/lEC TR 14252, Y (2) Modelo de Referencia del Procesamiento distribuido Abierto (ODP), descrito en la Norma ISO/lEC 1074ó-1. El Modelo de Referencia de la Arquitectura se centra principalmente en el punto de vista computacional (véase el anexo A). 16
Perfiles. Los perfiles y las normas funcionales combinan diferentes normas de la serie ISO 19100 Y especializan la información de dichas normas para satisfacer necesidades específicas. Los perfiles y las normas funcionales facilitan el desarrollo de sistemas de información geográfica y sistemas de aplicación que se utilizarán con fines específicos. El capítulo 10 describe el planteamiento para realizar perfiles de la serie de Normas ISO 19100. Para ser completo, el modelo de referencia debe proporcionar una comprensión de cómo se relaciona con los modelos de referencia de otras normas ISO que describen aspectos clave de tecnología de la información sobre los que se basa la serie ISO 19100. El capítulo 9 describe la relación entre la serie ISO 19100 Y el Modelo de Referencia de Entornos de Sistemas Abiertos. 6.4 Interoperabilidad de información geográfica 6.4.1 Definición de interoperabilidad. Interoperabilidad es la capacidad de un sistema o componente de un sistema de proporcionar compartimiento de información y control de procesos cooperativos interaplicaciónes. La normalización de información geográfica puede resolverse mejor mediante un conjunto de normas que integren una descripción detallada de los conceptos de la información geográfica con los conceptos de la tecnología de la información. Un objetivo del esfuerzo de normalización de la serie de Normas ISO 19100 es facilitar la interoperabilidad de sistemas de información geográfica, incluyendo la interoperabilidad en entornos informáticos distribuidos. La interoperabilidad proporciona la libertad de combinar y emparejar componentes de sistemas de información sin comprometer el éxito global. La interoperabilidad se refiere a la capacidad de: a) Encontrar información y herramientas de procesamiento, cuando sea necesario, independientemente de la localización física. b) Comprender y emplear la información y herramientas descubiertas, sin preocuparse de que plataformas las soportan, tanto locales como remotas. Nota El intercambio de datos es un caso especial de este nivel de interoperabilidad. c) Desarrollar un entorno de procesamiento para uso comercial sin estar restringido a la oferta de un único vendedor. d) Construir sobre las infraestructuras de información y procesamiento de otros con objeto de servir a nichos de mercado, sin temor a quedarse estancado cuando la infraestructura soporte madure y evolucione. e) Participar en un mercado saludable, donde los bienes y servicios responden a las necesidades de los consumidores y donde se abren canales de con sumo a medida que el mercado se expande suficientemente para soportarlos. 6.4.2 Aspectos de la interoperabilidad. La interoperabilidad entre sistemas tiene varios aspectos: a) La interoperabilidad de Protocolo de Red describe la comunicación básica entre sistemas. La comunicación tiene lugar a dos niveles. En el nivel superior, esta la comunicación entre aplicaciónes. El nivel inferior describe la transmisión de señales. Se requiere interoperabilidad a este nivel para asegurar que las señales pueden ser enviadas y recibidas, que las señales son oportunas, que las redes son expansibles y que la seguridad está intacta. 17
b) La interoperabilidad del Sistema de Ficheros requiere que un fichero pueda abrirse y exponerse en su formato nativo sobre otro sistema. Esto incluye la interoperabilidad para la transferencia de y el acceso a ficheros, así como convenciones de asignación de nombres, control de acceso, métodos de acceso y gestión de ficheros. c) Llamadas a Procedimientos Remotos se refiere a un conjunto de operaciones que ejecutan procedimientos sobre sistemas remotos. Esta forma de interoperabilidad normaliza la forma en que los programas pueden ejecutarse bajo otro sistema operativo. d) Búsqueda y Acceso a Bases de Datos proporciona la capacidad de interrogar y manipular datos en una base de datos común que esta distribuida sobre diferentes plataformas. Los retos de la interoperabilidad incluyen la localización y el acceso a los datos almacenados. e) Los Sistemas de Información Geográfica (GIS) son específicos de la comunidad geográfica. La interoperabilidad entre GIS implica el acceso transparente a los datos, el compartimiento de bases de datos espaciales y de otros servicios con independencia de la plataforma. Para conseguir la interoperabilidad entre GIS, debe utilizarse un modelo de geodatos, un modelo de servicios y un modelo de comunidades de información. La interoperabilidad sintáctica se refiere a la capacidad de diferentes sistemas de interpretar la sintaxis de los datos de la misma forma. f) Interoperabilidad de Aplicaciónes se refiere a la capacidad de diferentes aplicaciónes GIS para utilizar y representar datos de la misma manera. Para hacer esto, se requiere interoperabilidad semántica. La interoperabilidad semántica se refiere a aplicaciónes que interpretan consistentemente los datos de la misma manera con objeto de proporcionar la representación pretendida de los datos. La interoperabilidad semántica puede lograrse utilizando traductores para convertir datos desde una base de datos a una aplicación. Los esquemas e implementaciones descritos en la serie de Normas ISO 19100 soportan este nivel de interoperabilidad. 6.4.3 Interoperabilidad en la serie de normas geográficas ISO 19100. Para soportar el objetivo de la interoperabilidad en la serie de normas de información geográfica ISO 19100, se aplica el siguiente uso de lenguajes de esquema conceptual: Para esquemas de aplicación: Debe existir o ser derivable un esquema de aplicación. En principio, puede usarse cualquier lenguaje de esquema conceptual adecuado. Debe crearse un esquema de aplicación utilizando las reglas definidas en la Norma ISO 19109, para el lenguaje específico de esquema conceptual que asegure que el esquema de aplicación se ajusta a las normas relevantes de la serie de normas ISO 19100. Para intercambio de datos: En la Norma ISO 19118 se describe un mecanismo genérico de intercambio de datos. Puede utilizarse cualquier otro mecanismo de intercambio, en cuyo caso debe proporcionarse una correspondencia bidireccional con las normas relevantes ISO 19100. Para implementaciones de servicios: Las implementaciones que soporten servicios y las descripciones de datos asociadas, pueden basarse en distintas plataformas, como COM/MS-IDL, CORBA/ISO-IDL, ODBC/SQL, SDAIIEXPRESS, ODMG/ODL y deben adecuarse a y tener una correspondencia bidireccional con las normas relevantes de la serie de normas ISO 19100. La serie de normas de información geográfica ISO 19100 trata la interoperabilidad en las siguientes normas: La especificación de lenguajes de esquema conceptual para la serie ISO 19100 crea un marco para 18
permitir la interoperabilidad sintáctica y soportar la interoperabilidad semántica, dando soporte a múltiples formatos de intercambio y múltiples implementaciones de servicios; se discute en el apartado 7.4 de esta norma internacional. La integración de modelos, discutida en el apartado 7.7 de esta norma internacional, asegura el intercambio significativo y el compartimiento de datos geográficos entre sistemas informáticos y proporciona un proceso para asegurar la consistencia de dos o más esquemas conceptuales para facilitar la interoperabilidad. Los objetos espaciales y la posición pueden relacionarse con conceptos más abstractos que pueden requerir normalización para asegurar la interoperabilidad entre sistemas informáticos. Estos conceptos están directamente relacionados con las Normas ISO 19107, ISO 19108, ISO 19111 e ISO 19112. Las interfaces de servicios proporcionan acceso a servicios de información geográfica y posibilitan el intercambio de datos entre servicios y usuarios de servicios, dispositivos de almacenamiento de información y redes. El modelo de referencia de la Arquitectura identifica los tipos generales de interfaces utilizados por los servicios de información geográfica. El capitulo 9 de esta norma internacional proporciona un método para identificar los requisitos de normalización de esas interfaces de forma que permita la interoperabilidad de los GIS en entornos informáticos distribuidos. El propósito de una norma de codificación es permitir la interoperabilidad entre sistemas de información geográfica heterogéneos. Para lograr la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos es necesario resolver dos cuestiones fundamentales. La primera cuestión es definir la semántica del contenido y estructuras lógicas de los datos geográficos. Esto se debe hacer en un esquema de aplicación. La segunda cuestión es definir una estructura de datos independiente del sistema y de la plataforma que pueda representar datos correspondientes al esquema de aplicación. 7 MODELADO CONCEPTUAL 7.1 Contenido de este capitulo Este capitulo describe los conceptos subyacentes al modelado conceptual en la serie ISO 19100 de normas de información geográfica ISO 19100 e identifica el lenguaje de esquema conceptual utilizado para describir información geográfica. El apartado 7.2 proporciona una definición de modelado conceptual. El apartado 7.3 describe como utilizar la información proporcionada en este capitulo. El apartado 7.4 identifica el lenguaje de esquema conceptual utilizado en la serie ISO 19100 para describir modelos de información geográfica y servicios de información geográfica. El apartado 7.5 proporciona una descripción del planteamiento de modelado conceptual utilizado en la serie ISO 19100. El apartado 7.ó identifica los principios subyacentes utilizados en el modelado conceptual. Estos principios se compilan y definen en la Norma ISO/IEC 14481. Finalmente, el apartado 7.7 describe el concepto de Integración de Modelos que es fundamental para el uso efectivo de la serie ISO 19100 para integrar información geográfica en entornos informáticos distribuidos. También se proporciona información mas detallada en la Especificación Técnica ISO/TS 19103. Dos normas, ISO/IEC 1074ó-1 e ISO/IEC 14481 proporcionan un marco para el uso del modelado conceptual en las normas ISO y para asegurar una especificación y un planteamiento de modelado neutral con respecto a la implementación. Las normas ISO/IEC 1074ó-1 e ISO/IEC 14481 proporcionan una base para este capítulo. 19
7.2 Definición del modelado conceptual El modelado conceptual es el proceso de crear una definición abstracta de alguna porción del mundo real y/o un conjunto de conceptos relacionados. Como ejemplo, un conjunto de fenómenos como cursos de agua, lagos o Islas podría constituir una porción del mundo real que se esta modelando. Un conjunto de construcciones geométricas, como puntos, líneas y superficies, usado para describir la forma de estos fenómenos podría ser un conjunto de conceptos relacionados. La descripción abstracta de estos fenómenos del mundo real se denomina un modelo conceptual. Los modelos conceptuales sólo pueden existir en la mente de las personas quienes los comunican unas a otras verbalmente y, con frecuencia, de forma imprecisa. También pueden ser escritos y almacenados para una difusión mas amplia. Un lenguaje de esquema conceptual proporciona los elementos semánticos y sintácticos utilizados para describir con rigor el modelo conceptual con objeto de transmitir el significado de forma consistente. Un modelo conceptual descrito usando un lenguaje de esquema conceptual se denomina un esquema conceptual. Puesto que un lenguaje de esquema conceptual proporciona un método y un formato uniformes para describir información, es posible leer y actualizar el esquema conceptual resultante tanto mediante sistemas informáticos como por seres humanos. Por lo tanto, el use de lenguajes de esquema conceptual para desarrollar esquemas conceptuales es fundamental para la normalización de información geográfica. La serie de normas de información geográfica ISO 19100 emplea el modelado conceptual con dos propósitos: 1) proporcionar una definición rigurosa de la información geográfica y de los servicios de información geográfica; 2) normalizar la definición de información geográfica y servicios de información geográfica de modo que los sistemas software interoperen en entornos informáticos distribuidos. Para conseguir el segundo propósito, los esquemas normalizados para las normas de la serie de Normas ISO 19100 deberían servir de base para derivar esquemas consistentes para intercomunicar servicios de información geográfica y sistemas software. El proceso mediante el cual se consigue la consistencia entre esquemas se denomina integración de Modelos. Las definiciones dadas en este apartado se detallan en los apartados 7.5, 7.ó Y 7.7. 7.3 Uso de este capitulo La información contenida en este capitulo esta dirigida a quienes desarrollan normas de información geográfica, a los usuarios de la serie de normas de información geográfica ISO 19100 que deseen comprender cómo se utiliza el modelado conceptual en esta familia de normas y a quienes desarrollan software GIS. Quienes desarrollan la serie de normas ISO 19100 Y quienes desarrollan normas que pretendan ser consistentes con la serie ISO 19100 deberían seguir las recomendaciones de este capitulo sobre el uso de lenguajes de esquema conceptual para información geográfica. Los usuarios y quienes desarrollan normas necesitaran comprender el uso de lenguajes de esquema conceptual en la serie ISO 19100 para utilizar adecuadamente esta familia de normas y sus perfiles y especificaciones de productos asociados para el desarrollo de software y aplicaciónes GIS. 7.4 Especificación de lenguaje de esquema conceptual para la serie de normas de información geográfica ISO 19100 La Especificación Técnica ISO/TS 19103 proporciona un conjunto de requisitos para representar la estructura de la información geográfica y para especificar el comportamiento de los servicios de información geográfica. Para satisfacer estos requisitos deberían utilizarse los siguientes lenguajes. 20
La serie de Normas ISO 19100 debe usar el diagrama de estructura estática del Lenguaje Unificado de Modelado (UML) mostrado en ISO/IEC 19501-1 :- 1) con el Lenguaje de Restricción de Objetos (OCL) de UML como el lenguaje de esquema conceptual para la especificación de las partes normativas de la serie de Normas ISO 19100. Esto satisface el objetivo de ISO/TC 211 de crear un marco para posibilitar la interoperabilidad sintáctica y soportar la interoperabilidad semántica, mientras soporta múltiples formatos de intercambio y múltiples implementaciones de servicios. Se ha seleccionado UML como el lenguaje de esquema conceptual para producir especificaciones que puedan soportar la creación de dicho marco. 7.5 EI planteamiento del modelado conceptual Este apartado expande el apartado 7.2 Y define conceptos adicionales necesarios para comprender la serie de normas de información geográfica ISO 19100, utilizando la Norma ISOIIEC 14481 como una base parcial. La figura 4 proporciona una ilustración grafica del papel del modelado conceptual al representar información geográfica. La figura muestra el uso del modelado conceptual para definir información, la cual puede ser procesada mediante una computadora. La figura 4 describe la relación entre modelar el mundo real y el esquema conceptual resultante. Un universo de discurso es una porción seleccionada del mundo real que un ser humano desea describir en un modelo. El universo de discurso puede incluir no sólo fenómenos como cursos de agua, lagos, islas, límites de fincas, propietarios de fincas y áreas de explotación, sino tambien sus atributos, sus funciones y las relaciones que existen entre dichos fenómenos. Un universo de discurso se describe en un modelo conceptual. El esquema conceptual es una descripción rigurosa de un modelo conceptual para algún universo de discurso. Como se establece en el apartado 7.2, se utiliza un lenguaje de esquema conceptual para describir un esquema conceptual. Un lenguaje de esquema conceptual es un lenguaje analizable por una computadora o un ser humano que contiene todas las construcciones lingüísticas necesarias para formular un esquema conceptual y para manipular su contenido. Un esquema conceptual que define cómo debe describirse un universo de discurso en forma de datos se denomina un esquema de aplicación. Un lenguaje de esquema conceptual se basa en un formalismo conceptual. El formalismo conceptual proporciona las reglas, restricciones, mecanismos de herencia, eventos, funciones, procesos y otros elementos que componen un lenguaje de esquema conceptual. Estos elementos se utilizan para crear esquemas conceptuales que describen un sistema de información o una norma de tecnología de la información dados. Un formalismo conceptual proporciona una base para la definición formal de todo el conocimiento considerado relevante a una aplicación de tecnología de la información. Mas de un lenguaje de esquema conceptual, tanto léxico como gráfico, pueden adherirse a y corresponderse con el mismo formalismo conceptual. 21
Fig. 4 De la realidad al esquema conceptual g) h) i) Para la serie de normas ISO, el formalismo conceptual aplicable es el modelado orientado a objetos, tal como se describe por OMG en la versión 1.0 de UML. El capitulo 8 de esta norma internacional, el Modelo de Referencia del Dominio, sigue las reglas del formalismo de modelado de objetos para proporcionar una representación de alto nivel del dominio de la información geográfica. Se utiliza el Lenguaje Unificado de Modelado para describir el modelo de referencia del Dominio. El formalismo de modelado orientado a objetos también sirve como base para otros lenguajes de esquema conceptual en el apartado 7.4. Los esquemas conceptuales desarrollados para la serie de Normas ISO 19100 se representan utilizando un lenguaje de esquema conceptual. Estos esquemas conceptuales se integran en esquemas de aplicación que definen la estructura de los datos geográficos procesados mediante sistemas informáticos. La codificación de información geográfica para soportar la implementación se trata en la Norma ISO 19118. 22
7.6 Principios del modelado conceptual Los principios listados en la Norma Internacional ISO/IEC 14481 gobiernan el uso del modelado conceptual y el desarrollo de esquemas conceptuales en la serie de normas ISO 19100. Estos principios se listan a continuación. El principio del 100% establece que todas (100%) las reglas estructurales y de comportamiento relevantes acerca de un universo de discurso deben describirse en un esquema conceptual. Por lo tanto, el esquema conceptual define el universo de discurso. El principio de Conceptualización establece, de acuerdo al Informe Técnico ISO/TR 9007, que un esquema conceptual sólo debería contener aquellos aspectos estructurales y de comportamiento que son relevantes para el universo de discurso. Deberían excluirse todos los aspectos de representación física externa o interna de los datos. Esto requiere la producción de un esquema conceptual, que es independiente de las tecnologías y plataformas de implementación física. El principio de Helsinki establece que cualquier intercambio significativo de declaraciones verbales o escritas debería basarse en un conjunto acordado de reglas semánticas y sintácticas. Todas las declaraciones en un esquema conceptual deben formularse e interpretarse utilizando dicho conjunto acordado de reglas. Los lenguajes de esquema conceptual identificados en el apartado 7.4 deberían proporcionar el conjunto básico de reglas semánticas y sintácticas para la representación de información geográfica en esquemas conceptuales desarrollados como parte de la serie de normas ISO 19100. La Especificación Técnica ISO/TS 19103 Y la Norma ISO 19109 describen cómo se aplican los lenguajes de esquema conceptual para crear esquemas de aplicación para las aplicaciónes geográficas. El principio de Utilización de una sin taxis concreta de lenguaje de esquema conceptual establece que para representar información en un esquema conceptual debe utilizarse una sintaxis formalmente definida de lenguaje de esquema conceptual. El apartado 7.4 identifica los lenguajes de esquema conceptual que se utilizan para la serie de normas ISO 19100. El principio de autodescripción establece que las construcciones normativas definidas en una norma internacional y en este caso la serie ISO 19100 Y los perfiles de la serie ISO 19100 deben ser capaces de autodescripción. Estos principios son la base para el uso de los lenguajes de esquema conceptual identificados en el apartado 7.4 para representar información geográfica y servicios de información geográfica en la serie de Normas ISO 19100. 7.7 Integración de modelos La integración de modelos asegura el intercambio y compartimiento significativos de datos geográficos por sistemas informáticos. Además, posibilita la integración y consolidación de datos geográficos de distintas fuentes. Dentro del contexto de la serie de Normas ISO 19100, este concepto se aplica para asegurar que los esquemas conceptuales desarrollados para describir la estructura de los datos para sistemas de información geográfica son consistentes con los esquemas que son componentes de las distintas normas de la serie de Normas ISO 19100. La integración de modelos también asegura que los esquemas que describen la estructura de los datos procesados por servicios de información geográfica son consistentes con aquellos de la serie de Normas ISO 19100. 23