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Grupo de Trabajo MERCATOR
Modelo de Referencia del
Open Geospatial Consortium
(OGC)
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Índice
o Modelo de referencia OGC (ORM) 1. Visión general de OGC
2. Información GeoEspacial (IG)
3. Servicios GeoEspaciales
4. Desarrollo basado en patrones
5. Implementación de estándares OGC
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1. Visión general de OGC
o Interoperabilidad como objetivo esencial
o Ejemplo de WMSo Beneficio empresarial de los estándares
o Miembros de OGC y programas
o Estándares y especificaciones de OGC
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Interoperabilidad
capacidad que tienen los sistemas de comunicarse, ejecutar procesos o transferir datos entre sí, sin necesitar ningún conocimiento específico, sólo con conocimiento genérico, estándar sobre las características comunes de dichos sistemas
ISO 2382-1: 1984 “Data processing –Vocabulary”
Adoptada por OGC e ISO/TC 211
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OGC: WMS
o El servicio de mapas es un ejemplo de estándar alcanzado desde el OGC.
o Involucra aspectos tales como: Georreferenciación
Servicios Web
Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE)
Programa de prueba de conformidad
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Beneficio empresarial de los estándares
o Varios estudios demuestran que se obtiene beneficio empresarial al usar estándares:
Integrating Geospatial Standards and Standards Strategies into Business Process
Geospatial Interoperability Return on Investment Study
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Miembros de OGC y programas
Consorcio internacional fundado en 1994 (OGC) como “corporación de miembros libre de impuestos” (USA), sin ánimo de lucro Más de 370 Empresas (productores de software SIG), universidades,
administración, asociaciones, individuos,… Misión
Promover el desarrollo y uso de técnicas y estándares de Sistema Abiertos en el campo de la IG
Método Definir por consenso especificaciones de interoperabilidad públicas que
estandarizan ARQUITECTURAS, MODELOS e INTERFACES
o Programas: Programa de especificación Programa de interoperabilidad Programa de asesoramiento y formación
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Estándares y especificaciones de OGC
o Distingue entre: Estándares de implementación OpenGIS
Especificaciones abstractas
Buenas prácticas
Documentos de discusión
Libros blancos
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2. Información GeoEspacial
o Información GeoEspacial es fundamental (posición y tiempo)
o Arquitectura para especificación de información (familia ISO 19100)
o Georreferenciacióno Mapas y KML (Keyhole Marc-Up Language)o Fenómenos o entidades geográficaso Geometría y Topologíao GML (Geographic Marc-Up Language)o SWE (Sensor Web Enablement)o GeoDRM y GeoXACML (Geo Digital Right Management, Geo XML
Access Mark-UP Language)o Metadatoso Repositorios de esquemas XML
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Georreferenciación
o Puede ser de dos tipos: Por nombres Por coordenadas
o Por nombres (identificadores) ISO19112 “Spatial referencing by geographic identifiers“
usado por los Gazetteers
o Por coordenadas (Sistemas de referencia por coordenadas: CRS) Datum, elipsoides, proyecciones y parámetros Spatial Referencing by Coordinates Definition identifier URNs in OGC namespace
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Mapas y KML
o Mapa es la representación gráfica de la IG
o KML gramática usada para codificar y transportar IG.
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Fenómenos o entidades geográficas
o Feature: es una abstracción de la realidad que permite modelarla. (Entidad)
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Geometría y Topología
o Geometría proporciona información cuantitativa de las características espaciales
o Topología permite caracterizar las relaciones entre las geometrías
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GML
o Proporciona un marco abierto y neutral para describir esquemas de aplicaciones de datos geoespaciales para su transporte y almacenamiento en formato XML
o Permite definir perfileso Permite especializaro Permite mantener enlaces entre los datos y los
esquemaso Mejora el intercambio y uso compartido de datoso Da soporte para el transporte y almacenamiento de
datos espaciales
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SWE
Observations & Measurements Schema (O&M)
Sensor Model Language (Sensor ML)
Transducer Markup Language (Transducer ML or TML)
Sensor Observations Service (SOS)
Sensor Planning Service (SPS)
Sensor Alert Service (SAS)
Web Notification Services (WNS)
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GeoDRM y GeoXACML
o GeoDRM: Modelo de referencia para la gestión de los derechos sobre datos geoespaciales digitales
o GeoXACML: es una especificación basada en lenguaje XML para la gestión de accesos de OASIS que permite definir las políticas de acceso y uso de los datos
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3. Servicios GeoEspaciales
o Arquitectura de servicios
o Servicios Web OGC (OWS)
o Servicios SWEo Servicios de procesamiento y de
encadenamiento
o Servicios de mercado masivos
o Servicios basados en la localización
o Servicios de granularidad fina
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Arquitectura de servicios
o La especificación abstracta de OGC Arquitectura de servicios, proporciona un marco de desarrollo de aplicaciones y servicios en el contexto de la IG.
o Se definen: Servicio
Interfaz Operación
o El proyecto Orchestra ha extendido esta arquitectura para poder encadenar servicios
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Servicios Web OGC (OWS)
o OGC ha definido un conjunto de estándares para los datos: WMS, WFS, WCS, CSW
o Y otros estándares para dar soporte a los anteriores: WMC, SE, SLD, FE, Gazetteer
o Ha definido otros documentos transversales: Descripción de la arquitectura de servicios Web.
Documento base de los servicios Web OGC
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SWE Services
o Pensados para ser servicios Plug&Play SOS (Sensor Observation Service)
SPS (Sensor Planning Service)
SAS (Sensor Alert Service)
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Servicios de procesamiento y de encadenamiento
o BPEL (Business Processing Execution Language) (OASIS standard)
o WPS (Web Processing Service)
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Servicios para mercados masivos
o KML
o GeoRSS (Geographically Encoded Objects for RSS feeds) GML Profile GeoRSS
o WMC – KML (tienen mucho en común)
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Servicios basados en la localización
o GeoMobility Server + open location services platform
o Los 5 servicios básicos (Core OpenLS): Directorio de servicios
Pasarela de servicios
Servicios con utilidades de localización (Geocoder/Reverse Geocoder)
Servicios de presentación
Servicio de cálculo de rutas
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Servicios de granularidad fina
o Son: Simple Feature access Part 1 Common architecture
- ISO19125-1
Simple Feature access Part 2 SQL option
Coordinate Transformation Service
Geographic Application Objects
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4. Desarrollo basado en patrones
o Publicar, encontrar y conectar
o Geoportales y clientes
o Arquitecturas multi-nivel
o Infraestructuras de Datos Espaciales
o Web de sensores
o Encadenamiento de servicios
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Publicar, encontrar y conectar
o Roles: service, service consumer, service directory
o Operaciones: Publicar, Encontrar y Conectar
o ISO19135 (registros)
o OGC Catalogue Specification (CAT)
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Geoportales y clientes
o El OGC ha definido una arquitectura de referencia para portales Web de datos GeoEspaciales (link)
o El OGC ha definido un documento de discusión para un cliente integrado OWS (link)
o GeoDSS (geospatial Decision Support Services)
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GeoDSS
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Arquitecturas multi-nivel
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Web de sensores
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Encadenamiento de servicios
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5. Implementación de estándares OGC
o Programa de pruebas de conformidad
o Implementaciones registradas
o Redes en explotación usando servicios OGC
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Programa de pruebas de conformidad
o Programa para definir pruebas de conformidado Portal para someter a pruebas de conformidado Compliance Test Engine (SL)o Compliance Test Suite for download: SF, CAT,
CTS, WCS-Grido Compliance Test online: WMC, GML, GeoRSS.
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Taxonomía de Servicios de OGC
o Servicios de interacción humana: Visor de catálogo, datos, mosaicos, de perspectivas, de animaciones, de imágenes, Editor
de objetos, de símbolos, generalización, visor de modelo de datos, etc...o Gestión de información:
Acceso a fenómenos, mapas, coberturas, Sensores, acceso a catálogos, a registros, a nomenclátores, etc..
o Gestión de tareas y flujos: Selección de servicio, mejoras en el flujo, servicios de suscripción.
o Servicios de procesamiento: Espacial:
Conversión/transformación de coordenadas, rectificación y ortorectificación, ajuste de sensores, muestreo, troceado, medida, correlación, generalización, determinación de rutas, de posición, proximidad, etc...
Temporal: transformaciones temporales, muestro, proximidad temporal, etc..
Temático: generalización, clasificación, conteo, detección de cambio, muestreo, procesado de imagen,
geoparsing, geocoding, etc... Metadatos:
cálculo de estadísticos, servicios de anotación
o Servicios de comunicación: Codificación, transferencia, compresión, conversión, ejecución remota.
o Servicios de gestión
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Estándares relacionados
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Visión General GeoServicios
Map Viewer
Client
WFS WCS
Imagery
Exploitation
Client
Discovery
ClientSWE
Client
Coord.
Transf.
Service
CPS
Sensor
Instance
Registry
Service
Type
Registry
Service
Instance
Registry
Data Services Portrayal
Services
Registry Services
Processing
Services
Application Clients
Bind
= OGC/IP Interface
Find
SCS Chaining GeocoderWMS
WTS Gazetteer
Encodings
GML3 SLD
Service
MetadataSensorML
Obs
& Meas
XIMA
LOF
Observable
Type
Registry
IAS
Image
Metadata
Publish
Value-Add
Client
Symbol
Management
Client
SPS
Observable
Instance
Registry
Sensor
Type
Registry
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GeoServicios estandarizados
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WMS: Servicio de mapas en Web
o Objetivo: Generar una vista de un conjunto de capas ,de uno o
varios servicios, superpuestas.
o Operaciones: GetCapabilities, GetMap, GetFeatureInfo
o Parámetros: Layers, Styles, SRS, BBOX, Format, Width, Height,
Time.
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WMS
http://mapas.euitto.upm.es/cgi-bin/larioja?SERVICES=WMS&VERSION=1.1.0&REQUEST=GetMap&LAYERS=Ortofoto,Sombreado,Hidrografia&STYLES=,,&SRS=EPSG%3A23030&BBox=499194.6296,4665521.1382,512750.1851,4679070.7679&WIDTH=500&HEIGHT=500&FORMAT=image/jpeg&TRANSPARENT=TRUE
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WFS: Servicio de fenómenos
o Objetivo: Servicio de consulta/descarga de entidades y
atributos, con un lenguaje de consulta y codificación estandarizados.
o Operaciones: GetCapabilities, DescribeFeatureType, GetFeature,
LockFeature.
o Parámetros: TypeName, PropertyName, FeatureID, Filter,
MaxFeatures
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WFS - Ejemplo
<!– Consulta de tipo get feature. Filtrando elementos, --><!--
Esta en particular, solicita obtener el feature perteneciente a topp:boundaries con identificador de feature (unique ID)
„boundaries:100'. (adm0nam=Haiti)
Es equivalente a utilizar un filtro del tipo:<PropertyIsEqualTo>
<PropertyName>adm0nam</PropertyName><Literal>Haiti</Literal>
</PropertyIsEqualTo>-->
<wfs:GetFeature service="WFS" version="1.1.0"xmlns:topp="http://www.openplans.org/topp"xmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs"xmlns:ogc="http://www.opengis.net/ogc"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/wfs
http://schemas.opengis.net/wfs/1.1.0/wfs.xsd"><wfs:Query typeName="topp:boundaries"><ogc:Filter>
<ogc:FeatureId fid=“boundaries.100"/></ogc:Filter></wfs:Query>
</wfs:GetFeature>
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> <wfs:FeatureCollection numberOfFeatures="1" timeStamp="2009-04-
13T19:02:18.863+02:00" xsi:schemaLocation="http://www.openplans.org/topp http://ogcws.topografia.upm.es:80/geoserver/wfs?service=WFS&versioxmlns:wfs="http://www.opengis.net/wfs">
<gml:featureMembers><topp:boundaries gml:id="boundaries.100"><gml:boundedBy><gml:Envelope srsName="urn:x-ogc:def:crs:EPSG:6.11.2:4326">
<gml:lowerCorner>18.022592544555664 -74.47770690917969</gml:lowerCorner> <gml:upperCorner>20.08782196044922 -71.61335754394531</gml:upperCorner> </gml:Envelope></gml:boundedBy><topp:adm0_code>108</topp:adm0_code> <topp:count>5</topp:count> <topp:adm0name>Haiti</topp:adm0name> <topp:last_upd>20050415</topp:last_upd> <topp:continent_>Americas</topp:continent_> <topp:region_>Caribbean</topp:region_> <topp:start_y>0</topp:start_y> <topp:expiry_y>0</topp:expiry_y>
<topp:the_geom><gml:MultiSurface srsName="urn:x-ogc:def:crs:EPSG:6.11.2:4326"><gml:surfaceMember><gml:Polygon><gml:exterior><gml:LinearRing>
<gml:posList>18.696502685546875 -72.8231430053711 18.707971572875977 -72.83056640625 18.72296905517578 -72.85620880126953 18.74294090270996 -72.92499542236328 18.744646072387695 –......72.81181335449219 18.696502685546875 -72.8231430053711</gml:posList>
</gml:LinearRing></gml:exterior></gml:Polygon></gml:surfaceMember>
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WFS-T: Servicio de fenómenos+
o Objetivo: Servicio WFS con capacidad de actualización, inserción y
borrado de entidades y atributos, con un lenguaje de consulta y codificación estandarizados.
o Operaciones: GetCapabilities, DescribeFeatureType, GetFeature,
LockFeature, Transaction(Insert, Update, Delete)
o Parámetros: TypeName, PropertyName, FeatureID, Filter, MaxFeatures
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WCS: Servicio de coberturas (matriciales)
o Objetivo: Servicio con capacidad de consulta y descarga de coberturas
matriciales multibanda.
o Operaciones: GetCapabilities, GetCoverage, DescribeCoverage
o Parámetros: Coverage, CRS, BBOX, Width, Height, Depth, ResX, ResY,
ResZ, Format, TIME, Parameters, Exceptions,
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WCTS: S. transformación de coordenadas.
o Objetivos: Transformar/Convertir las coordenadas de un conjunto de
entidades entre dos Sistemas de Referencia Espaciales.
o Operaciones: GetCapabilities, IsTransformable, DescribeTransformation,
Transform
o Parámetros: InputFormat, OutputFormat, SourceCRS, DestinationCRS,
TransformationSequence, Data.
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WTS: S. Visualización de terrenos
o Objetivo: Generar una vista 3D de contexto geográfico.
o Operaciones: GetCapabilities, GetView
o Parámetros: SRS, POI, Pitch, Yaw, Distance, AOV, BBOX,
Layers, Styles, Format, DEM, TERRAIN, Transparent, Background, SLD, Quality, Exceptions...
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WTS
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CS-W: Servicio de Catálogo
o Objetivo: Almacén o repositorio de Metadatos sobre conjuntos de datos
y/o servicios Web, con capacidad de búsqueda y recolección automática.
o Operaciones: GetCapabilities, GetRecord, GetRecordById, GetValueDomain,
DescribeRecordType, Transaction (Insert,Update,Delete), HarvestRecords
o Parámetros: RequestID, NameSpace, ResultType, OutputFormat,
OutputSchema, StartPosition, MaxRecords, TypeName, ElementSetName o ElementName, ConstraintLanguage, QueryConstraint, SortBy, DistributeSearch, Propagate, HopCount
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WFS-G: S. Nomenclátor
o Objetivo: Posibilitar la localización geográfica de objetos en
base a nombres (topónimos)
o Operaciones: GetCapabilities, DescribeFeatureType, GetFeature,
GetGMLObject (Xlink)
o Parámetros: TypeName, PropertyName, FeatureID, Filter,
MaxFeatures, SI_LocationInstance, SI_Gazetteer
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GeoParser:
• Geoparser parses the free text (news, messages,
reports, etc.) and marks up recognized terms and
phrases of interest. Recognition is performed against
preset vocabularies, possibly specified by the user at
runtime. Output of the Geoparser is the collection of
features that identifies words and phrases in the original
text resource.
Fuente: OpenGIS Consortium Discussion Paper 01-037
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GeoCoder
o Objetivo: Obtener la geometría asociada a un texto que describe una
localización y el propio texto de una forma estructurada.
o Operaciones: GetCapabilities, DescribeFeatureType, GetFeature, GeocodeFeature
o Parámetros: TypeName, PropertyName, FeatureID, Filter, MatchSequence,
AddressMatchConstraints, MaxFeatures, MaxRanges, CornerOffset, StreetOffset, USPSRules, CustomRules, AcceptFirstOfMultipe, AcceptCloseMatchesOnly, RelaxHouse, RelaxStreet, RelaxPostalCode, SearchRadiusExtension, ResponseConstraints
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GeoCoder
o Geocoder is the service that performs the transformation of the location description of a feature into a normalized location description that includes the geometry of the feature.
Fuente: OpenGIS Consortium Discussion Paper 01-037
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LOF: Location Organizer Folder
o The Location Organizer Folder (LOF) is a GML document that provides a structure for organizing the information related to a particular event or events of interest. It may be used in various analysis applications, like disaster analysis, Intelligence analysis, etc. It is spatially enabled, and capable of managing disparate types of information.
Fuente: OpenGIS Consortium Discussion Paper 01-037
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LOF: Arquitectura
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GLS: S. GeoLinking
o Objetivo: Extender la capacidad de un WMS para que se puedan
mostrar datos asociados a identificadores de fenómenos.
o Operaciones: GetCapabilities, GeoLink
o Parámetros: FrameworkHost, GDAS, GDASVersion, FrameworkDomain,
FrameworkName, FrameworkVersion, DatasetDomain, DatasetName, Attribute, Geolinkids, SLD, Cache
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GLS: GeoLinking
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OpenLS: Open Location Service
o Objetivo: Conjunto de GeoServicios estandarizados que
posibilitan la generación de aplicaciones que se fundamentan en la localización.
o Servicios: Directorio, Pasarela, Servicios de localización
(GeoCoder/reverso), Servicios de presentación, Servicios de Rutas.
o Alias: GeoMobility Service (GMS)
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OpenLS
o Servicio de directorio: Objetivo: disponer de un servicio accesible en red que
proporcione acceso a directorios del tipo páginas amarillas (blancas o verdes) en el que localizar lugares, servicios y productos.
Tipos: Pinpoint, Proximity
Parámetros: Directory Type, Proximity Type, Source Location, Proximity Minimum Distance, Proximity Maximum Distance, WithinBoundary, MaximumResponses, SortCriteria, SortDirection, Known Points of Interest ID, Known Points of Interest Name, Known Points of Interest Point, Known Points of Interest Address, Name Reference System, Keyword List
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OpenLS
o Servicio pasarela (Gateway) Objetivo: Disponer de un servicio que calcule la
posición (coordenadas) de terminales móviles y dispositivos inalámbricos.
Parámetros: único o múltiples móviles, inmediato, bajo demanda o periódico, clienteID, Password, etc..
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OpenLS
o Servicios Utilidades de Localización: Objetivo: Disponer de un conjunto de servicios que permitan
traducir localizaciones textuales no normalizadas en coordenadas y localizaciones normalizadas y el servicio contrario, por el que a partir de una posición se obtengan localizaciones textuales normalizadas (GeoCoder y ReverseGeoCoder)
Reverse GeoCoder parámetros: StartingLocation, SearchArea, PreferenceList,
MaximumResponses
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OpenLS
o Servicios de presentación: Objetivo: Disponer de un servicio que acepte un formato de
codificación estandarizado para realizar las peticiones de presentación de capas y objetos con estilos.
“Parámetros”: De salida ( ancho, alto, formato, transparencia, color fondo de contexto (Bbox o CenterPoint & Scale) lista de datos abstractos ( ADT con Zorder + Style)
Operaciones y capacidades deseables: Proporcionar mapas base, suministrar la lista de estilos
predefinidos, soportar estilos de usuario, soportar la petición de Capabilities.
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OpenLS
o Servicios de Routing Objetivo: Disponer de un servicio que calcule o recalcule una
ruta entre dos puntos utilizando redes mono-nodales o multi-nodales.
Operaciones: DetermineRoute, RouteInstructions, RouteGeometry, RouteMap
Parámetros: RoutePlan, RouteHandle, RouteInstructionsRequest,
RouteGeometryRequest, RouteMapRequest, RouteMapExtendedRequest, provideRouteHandle, provideRouteSummary, provideManeuverList, distanceUnit, provideManeuverGeometry, provideAlternateRoute, RoutePreference, RoutePreferenceExtended, WayPointList, AvoidList, useRealTimeTraffic, expectedStartTime, timeRestrictionCheck, AdvisoryTypeList, ...
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SWE: Sensor Web Enablement
o Objetivo: Disponer de un marco de referencia para los estándares necesarios
para poder explotar sistemas y sensores conectados en Internet.
o Requisitos: Descubrir sensores y sistemas de observación. Determinar las características de los sensores. Acceso automático a los parámetros del sensor. Acceso en tiempo real a los datos multi-temporales de los sensores. Demandar que los sensores adquieran datos en un tiempo y lugar
determinado. Suscribirse a un servicio de publicación de alertas en función de los
valores observados por los sensores.
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SWE: Sensor Web Enablement
o Especificaciones relacionadas: Observations & Measurements Schema (O&M). Sensor Model Language (SensorML). Transducer Markup Language (TransducerML or
TML). Sensor Observations Service (SOS). Sensor Planning Service (SPS). Sensor Alert Service (SAS). Web Notification Services (WNS).
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SensorML
o Objetivo: Proporcionar información de los sensores necesarias para su
localización, para el análisis y procesar las observaciones, caracterizar la fiabilidad y calidad de las mismas, localización de elementos y permitir almacenar las características fundamentales de los mismos.
o Información contenida: Características de las observaciones: físicas, calidad y de
respuesta Característica geométricas: tamaño, forma, etc y otras
geométricas y temporales del sensor Documentación y descripciones: información, historia,
descripciones, etc..
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Sensor Observation Service
o Objetivo: Disponer de un servicio Web que posibilite el acceso a las descripciones de los
sensores, el acceso a las observaciones y facilite, en la medida de lo posible, el seguimiento de los mismos.
o Operaciones: GetCapabilities, GetObservation, DescribeSensor, RegisterSensor*t,
InsertObservation*t, GetResult*, GetFeatureOfInterest* GetFeatureOfInterestTime*, DescribeFeatureOfInterest*, DescribeObservationType*, DescribeResultModel*
o Parámetros: outputFormat, SensorId, Offering, ObservedProperty, eventTime, procedure,
featureOfInterest, Result, resultFormat, resultModel, responseMode, SensorML_Process or TML_Process, O&M:Observation, InsertId, O&M:Observation, ObservationId, TimeInstant, gml:GeometricPrimitive, FeatureOfInterestId, EventTime, FeatureOfInterestLocation, Ogc:spatialOps, ObjectID, Phenomenon, ResultName,
Miguel A. Bernabé + Miguel A. Manso. Grupo de Trabajo MERCATOR. Dep. Ingeniería Topográfica y Cartografía. UPM 66
Sensor Alert Service
o Objetivo: Disponer de un Servicio que registra demandas de alertas que se
generan como consecuencia de que la observación de un sensor exceda o no alcance un umbral definido. Como alerta se le envía además del evento, la fecha y la localización (idea de registro).
o Operaciones: GetCapabilities, Advertise, CancelAdvertisement,
RenewAdvertisement, Subscribe, CancelSubscription, RenewSubscription
o Parámetros: FeatureOfInterest, OperationArea, AlertFrequency,
DesiredPublicationExpiration, AlertMessageStructure, PublicationID, DesiredPublicationExpiration, SubscriptionOfferingID, Location, ResultFilter, FeatureOfInterestName, ResultRecipient
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Miguel A. Bernabé + Miguel A. Manso. Grupo de Trabajo MERCATOR. Dep. Ingeniería Topográfica y Cartografía. UPM 67
SAS figura
Fuente: OGC 06-028r2 document
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SAS vs WNS
Fuente: OGC 06-028r2 document
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Miguel A. Bernabé + Miguel A. Manso. Grupo de Trabajo MERCATOR. Dep. Ingeniería Topográfica y Cartografía. UPM 69
Otros tipos de GeoServicios:
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Registros: Estilos y simbología
Web Feature Server
GML
Styler
SVG/GIF
Style Library
Symbol Library
Symbol Editor
Map Style Editor
Client Application
Registry/Rep.
Registry/Rep.
WMS
Fuente: An GML Introduction. Galdos Systems inc. 2003
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Registro CRS
Coordinate Reference
System
(CRS)
Registry
Web Feature Service
Unambiguous Coordinate References – Automated Conversion
Fuente: An GML Introduction. Galdos Systems inc. 2003
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Muestreo
S. Muestreo
+
Espaciado
Buffer
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Perfiles longitudinales
S. Perfiles A
BC
zA
BC
+
Espaciado
MDT
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y esto es solo el principio !!!!