trabajo final diplomado gis

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Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra DiversidadUNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA CURSO DE ESPECIALIZACIÓN PROFESIONAL A NIVEL POSTGRADO SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICATRABAJO DE INVESTIGACIÓN PRESENTADO POR: Ing. ALDO RONALD NESTARES MAYHUASCA Para obtener el DIPLOMA DE ESPECIALIZACIÓN PROFESIONAL DE SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA HUANCAYO - PERÚ 2012 HERRAMIENTAS INFORMATICAS BASADAS EN SOFTWARE LIBRE APLICADAS AL MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

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Page 1: Trabajo Final Diplomado Gis

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

CURSO DE ESPECIALIZACIÓN PROFESIONAL A NIVEL

POSTGRADO “SISTEMA DE INFORMACIÓN

GEOGRÁFICA”

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

PRESENTADO POR:

Ing. ALDO RONALD NESTARES MAYHUASCA

Para obtener el DIPLOMA DE ESPECIALIZACIÓN PROFESIONAL

DE SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

HUANCAYO - PERÚ

2012

HERRAMIENTAS INFORMATICAS BASADAS EN SOFTWARE LIBRE

APLICADAS AL MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

Page 2: Trabajo Final Diplomado Gis

INDICE INTRODUCCION ................................................................................................................................................................................. 3

CAPITULO I ......................................................................................................................................................................................... 4

1.1 ANALISIS PRELIMINAR ............................................................................................................................................... 4

1.1.1 PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO .................................................................................................................... 4

1.2 OBJETIVOS................................................................................................................................................................... 5

1.2.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................................................... 5

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................................................. 5

1.3 JUSTIFICACIÓN............................................................................................................................................................ 5

1.4 MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................................................ 5

1.4.1 SOFTWARE LIBRE ............................................................................................................................................ 5

1.4.2 ORIGEN DEL SOFTWARE LIBRE .................................................................................................................... 6

CAPITULO II ........................................................................................................................................................................................ 7

2.1 SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFIA ............................................................................................................. 7

2.1.1 DEFINICIONES ................................................................................................................................................... 7

2.2 COMPONENTES ........................................................................................................................................................... 8

2.3 REPRESENTACION DE LOS DATOS ......................................................................................................................... 9

MODELO RASTER. ...................................................................................................................................................... 9

MODELO VECTORIAL. .............................................................................................................................................. 10

DIFERENCIAS ENTRE MODELO RASTER Y VECTORIAL ..................................................................................... 11

2.4 CAPTURA DE LOS DATOS ....................................................................................................................................... 12

2.5 ANALISIS ESPACIAL MEDIANTE SIG ...................................................................................................................... 13

2.6 CARTOGRAFIA EN ENTORNOS WEB...................................................................................................................... 14

2.7 APLICACIONES .......................................................................................................................................................... 14

CAPITULO III ..................................................................................................................................................................................... 16

3.1 DEL LADO DEL SERVIDOR ....................................................................................................................................... 16

SISTEMA DE GESTORES DE BASE DE DATOS ..................................................................................................... 16

SERVIDORES DE MAPAS ......................................................................................................................................... 19

HERRAMIENTAS DE METADATOS .......................................................................................................................... 22

3.2 DEL LADO DE CLIENTE ............................................................................................................................................ 24

CLIENTES DE ESCRITORIO O PESADOS ............................................................................................................... 24

CONCLUSIONES .............................................................................................................................................................................. 35

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ...................................................................................................................................................... 36

Page 3: Trabajo Final Diplomado Gis

INTRODUCCION

Las herramientas informáticas Libres basadas en los Sistemas de Información

Geográfica están siendo una opción muy considerable, debido a los altos

costos de licencias de uso comercial que presentan otras aplicaciones

informáticas privativas. Por ello el objetivo de este trabajo es presentar las

alternativas existentes basadas en Software Libre aplicadas al manejo de la

información Geográfica, considerando los distintos tipos de aplicaciones y

plataformas existentes.

Nuestro trabajo se estructura en varios capítulos, siendo el Capitulo I dedicado

al análisis Preliminar, donde se expone un análisis situacional y los objetivos

que se busca alcanzas. En el Capítulo II mencionados lo relacionado a los

Sistemas de Información Geográfica, mostrando los componentes y los tipos de

análisis que se presentan, en el Capítulo III, hacemos una descripción de las

tecnologías existentes como Gestores de Base de Datos, Aplicativos y

Software que permiten el procesamiento y tratamiento de información

geográfica, todos basados en Software Libre. Finalmente mencionamos las

conclusiones y la referencia bibliográfica utilizada en el presente trabajo.

Page 4: Trabajo Final Diplomado Gis

CAPITULO I

1.1 ANALISIS PRELIMINAR

1.1.1 PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO

Los Sistemas de Información Geográfica cada día van tomando

gran importancia en muchas entidades públicas y privadas,

debido a la funcionalidad de sus aplicaciones en la solución de

problemas complejos de planificación y gestión geográfica.

La utilización de herramientas informáticas es vital, debido a su

integración en el conjunto de elementos que conforman los GIS

(Hardware, Software, datos geográficos y talento humano), pues

estas herramientas permitirán el procesamiento de la

información para la toma de decisiones.

El software libre va tomando fuerza en muchos ámbitos en las

organizaciones partiendo de la migración de sistemas

operativos, software aplicativo y muchas plataformas que

permiten obtener independencia tecnológica y ahorro

presupuestario, pasando también por la formalización en el uso

del software en nuestro país y en principal en nuestra región.

Por tal motivo ponemos énfasis en el uso de esta tecnología

como alternativa para el procesamiento de la información

geográfica, obteniendo resultados similares y/o superiores al

software ya conocidos en este sector de la ingeniería.

Page 5: Trabajo Final Diplomado Gis

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVO GENERAL

Presentar las alternativas existentes basadas en

software libre aplicadas al manejo de sistemas de

Información Geográfica.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conocer los Gestores de Base de Datos que

soportan aplicaciones geográficas basadas en

software Libre

Conocer software aplicativo GIS para el tratamiento y

procesamiento de información geográfica.

1.3 JUSTIFICACIÓN

El presente trabajo es importante para conocer las diversas tecnologías

de información basadas en software libre aplicadas al manejo de los

sistemas de Información Geográfica como alternativa a software

privativo, el cual permite obtener libertad tecnológica y ahorro

presupuestarios en las implementaciones que se realicen.

En el tema legal, se realizará la formalización en el uso legal de

software licenciado, siendo estas tecnologías libres con licencia GNU

General Public License (GPL) y basadas en las cuatro leyes del

software Libre.

1.4 MARCO TEÓRICO

1.4.1 SOFTWARE LIBRE

El software libre (en inglés free software, aunque esta

denominación también se confunde a veces con "gratis" por la

ambigüedad del término "free" en el idioma inglés, por lo que

también se usa "libre software" y "logical libre") es la

denominación del software que respeta la libertad de los

usuarios sobre su producto adquirido y, por tanto, una vez

obtenido puede ser usado, copiado, estudiado, modificado, y

redistribuido libremente. Según la Free Software Foundation, el

software libre se refiere a la libertad de los usuarios para

Page 6: Trabajo Final Diplomado Gis

ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, modificar el software y

distribuirlo modificado.

1.4.2 ORIGEN DEL SOFTWARE LIBRE

En los años 80, las empresas de programación comenzaron a

obligar a sus clientes a firmar acuerdos de licencia por la

utilización de los programas que vendían. En contraposición, en

1984 Richard Stallman propuso el concepto de software libre

basado en cuatro libertades básicas:

Libertad 1: Para ejecutar el programa para cualquier

propósito.

Libertad 2: para estudiar cómo funciona el programa y

adaptarlo a cualquier necesidad.

Libertad 3: para redistribuir copias y compartirlas con la

comunidad

Libertad 4: para mejorar el programa y compartir dichas

mejoras con el público de manera quela comunidad se

pueda beneficiar de ellas.

Stallman creó la Fundación por el Software Libre (FSF) y se

definió el concepto de “copyleft” en contraposición al de

“copyright” lo que dio lugar a la licencia GNU General Public

License (GPL), que asegura las libertades de los programas

distribuidos con dicha licencia. Son muchos los programas que

se han creado bajo esta filosofía, incluyendo algunos sistemas

de información geográfica y lo que anteriormente comenzó como

una serie de proyectos anclados en el entorno universitario ya ha

transcendido esos ámbitos para llegar incluso a las instituciones

públicas y gubernamentales.

Page 7: Trabajo Final Diplomado Gis

CAPITULO II

LOS SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA - GIS

2.1 SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFIA

2.1.1 DEFINICIONES

Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS, en su acrónimo

inglés Geographic Information System) es una integración

organizada de hardware, software y datos geográficos diseñada

para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas

sus formas la información geográficamente referenciada con el fin

de resolver problemas complejos de planificación y gestión

geográfica. En un sentido más genérico, los SIG son herramientas

que permiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar la

información espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados

de todas estas operaciones.

Un Sistema de Información Geográfica es un ensamblaje

compuesto por equipos computacionales, programas,

datos/información y una estructura organizacional que nos permite

recolectar, almacenar, manipular y analizar información

espacialmente referenciada. (9th Edition of Elementary Surveying

by Paul R. Wolf and Russell C. Brinker)

Definición Detallada: Un SIG es cualquier sistema de manejo de

información que puede:

Page 8: Trabajo Final Diplomado Gis

1) Recolectar, almacenar y obtener información basada en su

localización espacial,

2) Identificar lugares en un determinado entorno geográfico que

cumpla con un criterio de selección específica

3) Explorar relaciones entre grupos de datos en un entorno

geográfico previamente definido,

4) Analizar la información espacial relacionada a un entorno

geográfico como ayuda a la toma de decisiones,

5) Facilitar la selección y traspaso de información a modelos

analíticos capaces de evaluar los impactos que originarían la

elección de una u otra alternativa en un entorno geográfico

previamente definido.

2.2 COMPONENTES

EQUIPOS (HARDWARE)

Los programas de GIS se pueden ejecutar en servidores y también en

computadores personales sea en red o en modo independiente; es

recomendable que el equipo tenga una buena velocidad de procesamiento

y capacidad de almacenaje.

PROGRAMAS (SOFTWARE)

Los programas de GIS cuentan con las funciones y herramientas

necesarias para el tratamiento de la información desde la entrada de datos,

almacenar, manipular, analizar, procesar y desplegar la información

geográfica. Estos programas deben contener interfaces gráficas

avanzadas, así como un sistema óptimo que maneje las bases de datos.

BASE DE DATOS

La parte más importante de un GIS y va a depender de ellos los resultados

que se puedan obtener, hay empresas e instituciones públicas que se

están especializando en la recolección de la información, es de esperar

que en poco tiempo se pueda contar con información actualizada y fácil de

adquirir.

Page 9: Trabajo Final Diplomado Gis

RECURSO HUMANO

El recurso humano necesario se puede dividir en dos tipos: uno en el

manejo del software y otro en el tratamiento de la información (límites y

alcances de un proyecto, manejo de los datos).

PROCEDIMIENTOS

Para trabajar con un GIS es necesario contar con una estructura

organizada que permita concebir un plan bien diseñado.

2.3 REPRESENTACION DE LOS DATOS

Los datos SIG representan los objetos del mundo real (carreteras, el uso del

suelo, altitudes). Los objetos del mundo real se pueden dividir en dos

abstracciones: objetos discretos (una casa) y continuos (cantidad de lluvia

caída, una elevación). Existen dos formas de almacenar los datos en un SIG:

raster y vectorial.

Los SIG que se centran en el manejo de datos en formato vectorial son más

populares en el mercado. No obstante, los SIG raster son muy utilizados en

estudios que requieran la generación de capas continuas, necesarias en

fenómenos no discretos; también en estudios medioambientales donde no se

requiere una excesiva precisión espacial (contaminación atmosférica,

distribución de temperaturas, localización de especies marinas, análisis

geológicos, etc.).

MODELO RASTER.

El modelo ráster es un método para el almacenamiento, el procesado y la

visualización de datos geográficos. Cada superficie a representar se divide

en filas y columnas, formando una malla o rejilla regular de celdas

rectangulares (no necesariamente cuadrada) donde cada celda de la rejilla

guarda tanto las coordenadas de la localización como el valor temático

(Figura 1). La localización de cada celda es implícita, dependiendo

directamente del orden que ocupa en la rejilla. En el modelo ráster, el

espacio no es continuo sino que se divide en unidades discretas, lo que le

hace especialmente indicado para ciertas operaciones espaciales como

por ejemplo las superposiciones de mapas o el cálculo de superficies.

Page 10: Trabajo Final Diplomado Gis

Figura 1: GRAFICO QUE MUESTRA UN RASTER

Una cuestión crucial, como es de esperar, es el tamaño de la cuadrícula

que se utilice ya que cuanto más pequeña sea mayor precisión se tiene

trabajando con ella. La proporción que existe entre el tamaño de cuadro y

el espacio terrestre que represente nos dará la escala del mapa ráster en

cuestión. La posición de cualquier punto se realiza a partir de las

coordenadas que sitúa la esquina superior izquierda. Gracias a la

continuidad de las celdas y la escala se puede conseguir la posición de

cualquier cuadrícula.

MODELO VECTORIAL.

El modelo vectorial representa los objetos espaciales codificando, de modo

explícito, sus “fronteras” o perímetro que separa los objetos de su entorno.

Las líneas que actúan de frontera son representadas mediante las

coordenadas de los puntos o vértices que delimitan los segmentos rectos

que las forman. De este modo, los objetos puntuales se representan

mediante un par de coordenadas, la X y la Y de la posición del objeto. Los

elementos lineales se aproximan mediante el trazado de segmentos

lineales que se cruzan en vértices y se representan mediante las

coordenadas X e Y de esos vértices. Finalmente los polígonos se codifican

aproximando sus fronteras mediante segmentos lineales que se cortan

igualmente en vértices cuyas coordenadas se registran. (Figura 2)

Page 11: Trabajo Final Diplomado Gis

Figura 2: SE MUESTRA MODELO VECTOR

DIFERENCIAS ENTRE MODELO RASTER Y VECTORIAL

Está claro que las superficies se representan más eficientemente en

formato ráster y sólo pueden representarse en formato vectorial mediante

los modelos híbridos (mallas de puntos, TIN e isolineas) que no resultan

adecuados para la realización de posteriores análisis ya que todas las

operaciones que permite el modelo ráster resultaran mucho más lentas con

el modelo vectorial. En general, cualquier tipo de modelización física de

procesos naturales que se base en Sistemas de Información Geográfica

requiere una modelo de datos de tipo raster.

Tradicionalmente se ha considerado que para la representación de los

objetos resulta más eficiente la utilización de un formato vectorial ya que

ocupa menos espacio en disco duro, en cambio y en contraprestación, el

formato vectorial es más lento que el raster para la utilización de

herramientas de análisis espacial y consultas acerca de posiciones

geográficas concretas.

Las ventajas del modelo raster incluyen la simplicidad, la velocidad en la

ejecución de los operadores y que es el modelo de datos que utilizan las

imágenes de satélite o los modelos digitales de terreno. Entre las

desventajas del modelo raster destaca su inexactitud que depende de la

resolución de los datos y la gran cantidad de espacio que requiere para el

almacenamiento de los datos.

TABLA N° 01 - CUADRO COMPARATIVO

ANALISIS RASTER ANALISIS VECTORIAL

VENTAJAS VENTAJAS

Estructura de datos sencilla Proporciona una estructura de

Page 12: Trabajo Final Diplomado Gis

La operación de superposición

(overlay) se realiza de forma

fácil.

Representa mejor elevada

variabilidad espacial

Es necesario para el manejo y

modificación de imágenes

digitales y satélites.

datos compacta, ocupa menos

memoria.

Codifica de manera más eficaz

las relaciones topológicas entre

elementos. Mejor para análisis

de redes (network).

Está diseñado para trabajar con

gráficos, coberturas de Autocad.

DESVENTAJAS DESVENTAJAS

Ocupan más memoria.

Relaciones topológicas son

más difíciles de representar

El mapa resulta menos

“estético”, los límites resultan

más groseros. Este fenómeno

puede superarse reduciendo el

tamaño del pixel, pero

incrementa en gran medida el

volumen del archivo

Tiene una estructura de datos

más compleja que el raster

Operaciones de superposición

son más difíciles de obtener.

La representación de mapas

con elevada variabilidad es

ineficiente

Manejo y mejora de imágenes

digitales y satélites no pueden

realizarse de una manera eficaz

en el modelo vectorial

2.4 CAPTURA DE LOS DATOS

La captura de datos y la introducción de información en el sistema consumen la

mayor parte del tiempo de los profesionales de los SIG. Hay una amplia

variedad de métodos utilizados para introducir datos en un SIG almacenados

en un formato digital. Los datos impresos en papel o mapas en película PET

pueden ser digitalizados o escaneados para producir datos digitales.

Con la digitalización de cartografía en soporte analógico se producen datos

vectoriales a través de trazas de puntos, líneas, y límites de polígonos. Este

trabajo puede ser desarrollado por una persona de forma manual o a través de

programas de vectorización que automatizan la labor sobre un mapa

escaneado. No obstante, en este último caso siempre será necesario su

revisión y edición manual, dependiendo del nivel de calidad que se desea

obtener.

Page 13: Trabajo Final Diplomado Gis

Los datos obtenidos de mediciones topográficas pueden ser introducidos

directamente en un SIG a través de instrumentos de captura de datos digitales

mediante una técnica llamada geometría analítica. Además, las coordenadas

de posición tomadas a través un Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

también pueden ser introducidas directamente en un SIG.

Actualmente, la mayoría de datos digitales provienen de la interpretación de

fotografías aéreas. Para ello se utilizan estaciones de trabajo que digitalizan

directamente elementos geográficos a través de pares estereoscópicos de

fotografías digitales. Estos sistemas permiten capturar datos en dos y tres

dimensiones, con elevaciones medidas directamente de un par estereoscópico

de acuerdo a los principios de la fotogrametría. Errores topológicos y de

digitalización en Sistemas de Información Geográfica (SIG).

Además de la captura y la entrada en datos espaciales, los datos de atributos

también son introducidos en un SIG. Durante los procesos de digitalización de

la cartografía es frecuente que se den fallos topológicos involuntarios (dangles,

undershoots, overshoots, switchbacks, knots, loops, etc.) en los datos

vectoriales y que deberán ser corregidos. Tras introducir los datos en un SIG,

estos normalmente requerirán de una edición o procesado posterior para

eliminar los errores citados. Se deberá de hacer una "corrección topológica"

antes de que puedan ser utilizados en algunos análisis avanzados y, así por

ejemplo, en una red de carreteras las líneas deberán estar conectadas con

nodos en las intersecciones.

En el caso de mapas escaneados, quizás sea necesario eliminar la trama

resultante generada por el proceso de digitalización del mapa original. Así, por

ejemplo, una mancha de suciedad podría unir dos líneas que no deberían estar

conectadas.

2.5 ANALISIS ESPACIAL MEDIANTE SIG

Dada la amplia gama de técnicas de análisis espacial que se han desarrollado

durante el último medio siglo, cualquier resumen o revisión sólo puede cubrir el

tema a una profundidad limitada. Este es un campo que cambia rápidamente y

Page 14: Trabajo Final Diplomado Gis

los paquetes de software SIG incluyen cada vez más herramientas de análisis,

ya sea en las versiones estándar o como extensiones opcionales de este.

En muchos casos tales herramientas son proporcionadas por los proveedores

del software original, mientras que en otros casos las implementaciones de

estas nuevas funcionalidades se han desarrollado y son proporcionados por

terceros.

Además, muchos productos ofrecen kits de desarrollo de software (SDK),

lenguajes de programación, lenguajes de scripting, etc. para el desarrollo de

herramientas propias de análisis u otras funciones.

2.6 CARTOGRAFIA EN ENTORNOS WEB

Por otro lado el mundo de los SIG ha asistido en los últimos años a una

explosión de aplicaciones destinadas a mostrar y editar cartografía en entornos

web como Google Maps, Bing Maps u OpenStreetMap entre otros. Estos sitios

web dan al público acceso a enormes cantidades de datos geográficos.

Algunos de ellos utilizan software que, a través de una API, permiten a los

usuarios crear aplicaciones personalizadas. Estos servicios ofrecen por lo

general callejeros, imágenes aéreas o de satélite, geocodificación, búsquedas

en nomenclátores o funcionalidades de enrutamiento.

El desarrollo de Internet y las redes de comunicación, así como el surgimiento

de estándares OGC que facilitan la interoperabilidad de los datos espaciales,

ha impulsado la tecnología web mapping, con el surgimiento de numerosas

aplicaciones que permiten la publicación de información geográfica en la web.

De hecho este tipo de servicios web mapping basado en servidores de mapas

que se acceden a través del propio navegador han comenzado a adoptar las

características más comunes en los SIG tradicionales, lo que ha propiciado que

la línea que separa ambos tipos de software se difumine cada vez más.

2.7 APLICACIONES

Las aplicaciones que se pueden realizar con los GIS son muchos, basados en

las necesidades de cada sector por conocer y obtener información real y

oportuna para la toma de decisiones, las cuales se muestran a continuación:

Page 15: Trabajo Final Diplomado Gis

Los Sistemas de Información Geográfica (GIS) se pueden usar en:

Análisis catastrales.

Desarrollo de sistemas ecológicos y ambientales.

Levantamientos topográficos, mineros, agrícolas, etc.

Planeamiento forestal.

Tratamiento de información para censos.

Planificación urbana y regional.

Desarrollo de bases cartográficas.

Análisis económico y social.

Redes de distribución y transporte,

Estudio y análisis de las áreas de ventas y marketing de las

empresas.

Explotación de recursos naturales.

Planificación de negocios.

Page 16: Trabajo Final Diplomado Gis

CAPITULO III

APLICACIONES INFORMATICAS GIS

3.1 DEL LADO DEL SERVIDOR

SISTEMA DE GESTORES DE BASE DE DATOS

Describir los Sistemas de Gestores de Base de Datos con soporte

geográficos, la cual detallamos a continuación:

Cumplimiento SFSS

Sector maduro, critico y de buena evolución

Proyectos

o PostGYS y pgRouting

o mySQL

POSTGIS:

PostGIS es un módulo que añade soporte de objetos geográficos a

la base de datos objeto-relacional PostgreSQL, convirtiéndola en

una base de datos espacial para su utilización en Sistema de

Información Geográfica. Se publica bajo la Licencia pública general

de GNU.

Postgis ha sido desarrollado por la empresa canadiense Refraction

Research, especializada en productos "Open Source" entre los que

habría que citar a Udig. PostGIS es hoy en día un producto

veterano que ha demostrado versión a versión su eficiencia. En

relación con otros productos, PostGIS ha demostrado ser muy

superior a la extensión geográfica de la nueva versión de MySQL, y

Page 17: Trabajo Final Diplomado Gis

a juicio de muchos, es muy similar a la versión geográfica de la

archiconocida Oracle

Figura N° 3: Entorno de trabajo PostGIS

Extensión para PostGIS

Certificado por OGC

Almacenamiento y análisis de información vectorial

Posibles evoluciones:

Soporte de topología (arco - nodo)

Soporte para información raster

Desarrollo empleado con éxito en varios proyectos

¿Pocos desarrolladores?

PGROUTING:

pgRouting extiende PostGIS/PostgreSQL para proveer

funcionalidades de ruteo espacial.

Las ventajas del ruteo en base de datos son:

Los datos y atributos pueden ser modificados desde varios clientes,

como Quantum GIS y uDig a través de JDBC, ODBC, o

directamente usando Pl/pgSQL. Los clientes pueden ser PCs o

dispositivos móviles. Los cambios pueden ser reflejados

instantáneamente a través del motor de ruteo. No hay necesidad de

hacer cálculos previos. El parámetro de “costo” puede ser calculado

dinámicamente a través de SQL y su valor puede provenir de

múltiples campos y tablas.

Desarrollo fuera de PostGIS

Page 18: Trabajo Final Diplomado Gis

o Camptocamp (Francia)

o Orkney (Japón)

Interfaz directamente en SQL

Operaciones

o Camino más corto / TSP / Driving distance

Prototipo de Web service RESTful

MYSQL

MySQL es un sistema de gestión de bases de datos relacional,

multihilo y multiusuario con más de seis millones de instalaciones.1

MySQL AB —desde enero de 2008 una subsidiaria de Sun

Microsystems y ésta a su vez de Oracle Corporation desde abril de

2009— desarrolla MySQL como software libre en un esquema de

licenciamiento dual.

Por un lado se ofrece bajo la GNU GPL para cualquier uso

compatible con esta licencia, pero para aquellas empresas que

quieran incorporarlo en productos privativos deben comprar a la

empresa una licencia específica que les permita este uso. Está

desarrollado en su mayor parte en ANSI C.

Fugura N° 4: Entorno de trabajo de MySQL

MySQL dispone de soporte espacial

Solo para almacenamiento

Algunas funciones de análisis testing

Licencia no libre para algunas herramientas

Adquirido por Sun -> Oracle

Iniciativa de la comunidad para preservarlo

Page 19: Trabajo Final Diplomado Gis

SERVIDORES DE MAPAS

Líderes en interoperabilidad

Alternativas tecnológicas (Java / C++ / Python)

Proyectos:

o UMN MapServer

o GeoServer

o Dreegree

o MapGuide Open Source

o TileCache / GeoWebCache

o FeatureServer

o 52 North

MAPRSERVER

MapServer es una plataforma de Código Abierto para la publicación

de datos espaciales y aplicaciones cartográficas interactivas para la

web. Originalmente desarrollado a mediados de los 90’s en la

Universidad de Minnesota, MapServer es publicado bajo una

licencia tipo MIT, y funciona en los principales sistemas operativos

(Windows, Linux, Mac OS X).

Figura N° 5: Aplicación de MapServer

Proyecto FOSS de más éxito en geomántica

Servidor de mapas rápido y ligero

Administración sencilla

Page 20: Trabajo Final Diplomado Gis

CGI o biblioteca de componentes (MapScrpt)

Accesible desde PHP, Python, Java, Perl, C#, …

Base de proyectos de clientes Web lijeros

Estándares: WMS, WFS, WCS, SOS, entre otros

GEOSERVER

En computación, GeoServer - un servidor de código abierto escrito

en Java, permite a los usuarios compartir y editar datos

geospaciales. Diseñado para la interoperabilidad, publica datos de

cualquier gran fuente de datos del espacio usando estándares

abiertos. GeoServer ha evolucionado hasta llegar a ser un método

sencillo de conectar información existente a globos virtuales tales

como Google Earth y NASA World Wind (véase así como mapas

basados en web como OpenLayers, Google Maps y Bing Maps).

GeoServer sirve de implementación de referencia del estándar

Open Geospatial Consortium Web Feature Service, y también

implementa las especificaciones de Web Map Service y Web

Coverage Service.

Figura N° 6: Aplicación GEoServer

Servidor de mapas J2EE

Licencia LGPL Dual

Basado en geotools

Fuerte soporte de OpenGeo (exTOPP)

Administración sencilla

Page 21: Trabajo Final Diplomado Gis

Rápida evolución

Integrado con OpenLayers

Estándares: WMS, WFS, WCS, entre otros

Reciente lista en español

DEEGREE

Deegree es una solución de Sistemas de Información Geográfica e

Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE’s) basada tanto en Web,

como desktop. Está compuesto de un conjunto Interfaces de

Aplicación (API’s) Java y un potente mapeo objeto-relacional para

esquemas espaciales simples y complejos. deegree también

proporciona un conjunto de Web Services estándar de mapas,

entidades (features) y servicios de catálogo, así como sensores y

servicios de procesamiento.

Deegree proporciona una IDE (Infraestructura de Datos Espaciales)

funcionando desde el principo, utilizando tus datos y cumpliendo tus

requerimientos.

Figura N° 07: Aplicación DEEGREE

Servidor de mapas J2EE

Instalación y configuración poco “amistosa”

Comunidad de usuarios pequeña

Buen rendimiento

Soporte para casi todos los estándares OGC

Promovido por la Universidad de Bonn y lat/lon

Muchos estándares: WMS, WFS (-T/-G), WCS, CSW, SOS,

WTS, entre otros.

Page 22: Trabajo Final Diplomado Gis

Otras aplicaciones web para sistemas de información Geografica.

MAPGUIDE OPEN SOURCE

Promovido por Autodesk, principal financiador de OSGeo

Realizado sobre biblioteca FDO

Soporta desarrollos con PHP, .NET y Java

Ofrece clientes web listos para usar

Recientemente se ha incorporado Fusion

Server-side APIs

Soporta WMS, WFS

GEOWEBCACHE

Servidor de <<tiles>> J2EE

Cacheo de mapas

Famila Geotools / GeoServer

Fuente soporte de OpenGeo(TOPP)

Similar a TileCache

52 NORTH

Liderado por 52 North (IFGI, con terra, ITC, ESRI)

Licencia GNU/GPL Dual

Soporte WPS

Soporte SWE

SOS, SAS, WNS, SPS, entre otros.

HERRAMIENTAS DE METADATOS

Un metadato es una información que describe entre otras, la

calidad, distribución, actualidad y referencia espacial de un conjunto

de datos. Muchos especialistas llaman a los metadatos como “datos

acerca de los datos”. Los metadatos son elementos estructurales

para compartir información espacial en un país y en el mundo. Los

metadatos de un producto geográfico (mapa, estudio técnico

geográfico, imagen satelital procesada, sistema de información

geográfica, etc,) permiten conocer las características de la

Page 23: Trabajo Final Diplomado Gis

información existente y facilita a los usuarios interesados la

selección de datos para sus propios proyectos.

OBJETIVOS DE LOS METADATOS

Un metadato geográfico pretende describir datos espaciales con

respuestas al quién, qué, cuándo, dónde, por qué y cómo de éstos

datos. Esta información debe trascender para mejorar

especialmente los siguientes aspectos:

Reconocer la Disponibilidad: facilitar al usuario la identificación

de la información existente sobre un documento con datos

espaciales.

Identificar el Uso de los datos: facilitar al usuario reconocer si

el conjunto de datos se ajusta a un requerimiento específico

Facilitar el Acceso: informar sobre la ubicación, tamaño,

formato, medio, precio y restricciones de uso con el fin de

identificar y adquirir un grupo de datos.

Facilitar la Transferencia: brindar la información necesaria para

utilizar, procesar e intercambiar un conjunto de datos

espaciales.

Tenemos los siguientes:

FAO GEONETQWORK OS

Proyecto de Naciones Unidad (FAO)

Ahora soportado por GEOCAT

Aplicación J2EE

Soporte para formatos ISO 19115 y 19139

Soporte para nuevos protocolos (Open Search y Open Archive

Initiative)

Dispone de versión de producción y de escritorio

CATMDEDIT

Desarrollo promovido por el consorcio TeIDE

Page 24: Trabajo Final Diplomado Gis

Mantenido por U. Zaragoza y GeoSLab

Editor de metadatos de escritorio

Soporta:

ISO 19115 – NEM

Dublin Core

CSDGM

Visor de tesauros incluido

Versión 4.0

3.2 DEL LADO DE CLIENTE

Se puede considerar Sistemas de Información Geográfica de

sobremesa, de escritorio o pesados como aquellas aplicaciones SIG

orientadas al trabajo normal de visualización, análisis, edición y salidas

gráficas de información geográfica. En este trabado se ha procurado

hacer una selección de los sistemas más difundidos y con más

funcionalidades existentes actualmente.

Existen alternativas que no están mencionadas aquí, bien porque no

tienen una funcionalidad tan completa o porque a pesar de ser gratis no

están amparados bajo la filosofía del software libre. Tal sería el caso de

Spring, un SIG brasileño muy completo que a pesar de ser gratuito no

se puede considerar “libre”, ya que no se distribuye su código fuente y

tiene algunas limitaciones de uso y distribución. En el software libre

también tenemos Thuban GIS o OpenEV con funcionalidades más

limitadas que los mencionados en este artículo.

A continuación mencionamos los más conocidos en el mercado:

CLIENTES DE ESCRITORIO O PESADOS

GRASS GIS

GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) fue

inicialmente concebido y desarrollado por el laboratorio de

investigación del cuerpo de ingenieros del ejército de los Estados

Unidos (USA-CERL) para la gestión del territorio y la gestión

medioambiental [16]. GRASS comenzó a difundirse en ámbitos

educativos y de instituciones públicas y se desarrollaron numerosas

Page 25: Trabajo Final Diplomado Gis

aplicaciones alrededor de dicho sistema, hasta que en 1.999 pasó a

tener licencia del tipo GNU GPL. Hasta entonces se distribuía de

manera más o menos gratuita pero previa autorización del cuerpo

de ingenieros del ejército americano. Fue entonces cuando el

desarrollo ya no dependía de una sola institución, sino que miles de

desarrollares de todo el mundo podían contribuir al futuro de

desarrollo de nuevas versiones con nuevas funcionalidades.

Al ser GRASS uno de los SIG con más tiempo de rodaje, el número

de herramientas y utilidades que presentas es muy elevado.

Originalmente GRASS estaba muy orientado al aspecto matricial

(raster) de la información, aunque contaba con un potente editor de

topología vectorial, sin embargo en las últimas versiones el aspecto

vectorial y sobre todo la conexión a bases de datos externas se ha

ido potenciando. En cuanto a la interfaz de usuario también ha

experimentado una gran evolución y si bien antes todo el control se

hacía por medio de comandos tipo UNIX, en la actualidad y sobre

todo con la última versión (6.0) se han producido mejoras

considerables en la interfaz del usuario. Otro gran avance ha sido la

herramienta de visualización 3D (NVIZ) que destaca por su

potencia gráfica y las opciones de generación de salidas gráficas

que permite

Figura N° 08: ENTORNO DE TRABAJO DE GRASS

Page 26: Trabajo Final Diplomado Gis

Puntos fuertes

Solidez por los orígenes militares y la edad del proyecto.

Herramientas de análisis raster y potente modelado hidrológico.

Editor de topología.

Puntos débiles

Interfaz no muy amigable.

Diseñado para entornos UNIX/Linux

Complejidad de uso.

gvSIG

Surge como un proyecto amparado por la Generalitat Valenciana,

quien a finales de 2003 sacó a concurso un proyecto para el

desarrollo de un SIG con una serie de características como que

fuese multiplataforma, de código abierto, modular (ver figura), sin

licencias, interoperable con formatos de otros programas (Autocad,

Microstation, Arcview, etc) y por supuesto sujeto a estándares del

OGC. El resultado ha sido una aplicación, que aunque actualmente

se encuentra en fase de desarrollo, ya están disponibles varias

versiones al público y con gran parte de la funcionalidad cubierta.

Figura N° 09: Arquitectura de gvSIG

Page 27: Trabajo Final Diplomado Gis

Aunque en la versión actual no existen herramientas de edición,

dichas herramientas están en fase de programación, sin embargo,

al contrario de otros SIG libres que sí contemplan estas opciones

(p.e. Jump), las funciones básicas que cualquier usuario desearía

como dieseño de impresión, soporte de formatos de imagen típicos

como ECW o MrSID, están incorporadas sin necesidad de ningún

plugin adicional

Puntos fuertes

Producto muy terminado y orientado al usuario final, tanto a

nivel de interfaz de usuario como de funciones implementadas.

Soporte para los formatos más populares tanto vectoriales

como de imágenes.

Funcionalidades previstas muy completas.

Totalmente en español.

Puntos débiles

Actualmente no soporta edición de datos vectoriales.

No permite enlazar tablas (JOIN).

QUANTUM GIS

A diferencia de los anteriores, Quantum GIS está programado en

C++. Se trata de un SIG con una apariencia muy cuidada y que

posee algunas características muy interesantes, tales como soporte

directo para edición en PostGIS, conexión con GRASS para tareas

como edición de topología, y buen número de formatos soportadas

tanto vectoriales como de imagen.

También tiene una filosofía de plugins y actualmente se pueden

encontrar un buen número de ellos para tareas tan interesantes

como la conversión de archivos shape de ESRI a PostGIS o para

conectarse a un GPS y mostrar su posición. Aunque no esté

programado en Java, existen versiones compiladas para varios

sistemas operativos entre los que se encuentran Windows y Linux

Page 28: Trabajo Final Diplomado Gis

Figura N° 10: Entorno de trabajo de QGIS

Puntos fuertes

Interfaz muy conseguida.

Buen soporte de formatos de datos.

Edición de topología con GRASS integrada en el propio

programa.

Puntos débiles

No soporta capas WMS

SAGA

SAGA (System for Automated Geoscientific Analyses) también está

programado en C++ al igual que QGIS. Si todos los SIG que se han

visto hasta ahora están más orientados a la información vectorial,

este está mucho más orientado al tratamiento de datos matriciales.

Se podría decir que SAGA es la alternativa a programas como

IDRISI o al módulo Spatial Analyst de ESRI. Tiene sus orígenes en

el Instituto Geográfico de Göttingen (Alemania)

Page 29: Trabajo Final Diplomado Gis

Figura N° 11: Entorno de trabajo de SAGA

SAGA también se basa en una filosofía modular para la ampliación

de funcionalidades y formatos soportados. Actualmente existen

unos 120 módulos disponibles clasificados en distintas categorías:

formatos de datos, análisis matricial, hidrología, clasificación de

imágenes, etc.

Puntos fuertes

Interfaz gŕafica realmente madura y conseguida.

Potente análisis raster con más de 120 módulos programados.

Posibilidad de programación de módulos por parte del usuario.

Puntos débiles

Desarrollado para Windows. Parece que la versión 1.2

soportará también Linux.

No basado en estándares del OGC.

No soporta datos en servidores.

Orientado principalmente a raster

Promovido por Universidad Geottingen

Sextante 1.0: Iniciativa extremeña que aporto gran numero de

módulos de análisis

Page 30: Trabajo Final Diplomado Gis

JUMP Y DERIVADOS

Jump fue uno de los primeros SIG gratuitos y por lo tanto ha

Servido de base a otros desarrollos, tanto públicos como

desarrollados por empresas de programación. Su origen está en

Canadá, ya que nace como un proyecto esponsorizado por una

serie de instituciones canadienses. Se trata de un SIG modular

programado en Java y que basa su funcionalidad en módulos

(plugins). De esta forma si queremos cargar cualquier tipo de

imagen o dato vectorial sólo tenemos que encontrar o programar el

módulo necesario. Lo mismo ocurre con cualquier funcionalidad

adicional que se desee implementar: consultas, ediciones

avanzadas, etc.

La interfaz de usuario es similar a la que proporciona ArcView, con

una tabla de contenidos a la izquierda y una ventana central para el

mapa. Es posible conectarse a servidores de cartografía WMS y

existen plugins para numerosos de formatos tanto de archivo como

de servidores. Una de las cosas más interesantes son las

herramientas de edición de que se disponen para modificar datos

vectoriales, así como herramientas básicas de geoprocesado

(zonas de influencia, uniones, etc). Existe también una versión muy

prometedora para la edición y corrección de topología (Jump

Conflation Suite) que se aproxima a funcionalidades de ArcMap en

su versión de ArcINFO. Actualmente han aparecido versiones

internacionalizadas y varias páginas que albergan proyectos

relativos a Jump, tanto para la creación de nuevos plugins como

proyectos que basándose en Jump pretenden generar nuevos

programas con funcionalidades más específicas. Tal es el caso de

gvSIG (abajo mencionado) o GeoPISTA.

Page 31: Trabajo Final Diplomado Gis

Figura N° 12: Jump editando sobre un ortógrafo

Puntos fuertes

Interfaz de usuario muy intuitiva

Buen número de formatos soportados a través de plugins,

incluyendo conexión a servidores.

Buen punto de partida para la creación de proyectos

personalizados debido a la documentación existente y a la

facilidad de implementación de nuevas funciones.

Puntos débiles

Se echan en falta algunas funcionalidades básicas como por

ejemplo la impresión de cartografía, cuadrículas, etc. Muchas

están en vías de solución.

Cierta descoordinación en la generación de versiones, aunque

actualmente se ha creado un comité para coordinar el

desarrollo de las futuras versiones

OTRAS APLICACIONES DESARROLLADAS

NASA WORLDWIND

Globo 3D

Orientado a educación

Visualización de datos ambientales

Comunidad activa

Nuevo SDK en java

Page 32: Trabajo Final Diplomado Gis

UDIG

Financiado originalmente por GeoConnections

Desarrollo original: Refractions Research

Proyecto muy relacionado con Geotools y GeoServer,

comparten desarrolladores

OSSIM

Conjunto heterogéneo de aplicaciones y bibliotecas

Orientado al análisis raster

Actualmente enfocado en un visor 3D colaborativo (OSSIM

Planet)

ILWIS

Más de 10 años como producto comercial

Desarrollado en el ITC (Holanda) 52 north

Liberado con licencia GPL

Raster / vetorial

Herramientas de visualización y análisis

ORBISGIS

Desarrollado por el IRSTV (Francia)

Aplicación de uso científico

Interfaz SQL para consulta vectorial y raster

Consola de desarrollo en el mismo interface

Capacidades de análisis vectorial

CLIENTES WEB O LIGEROS

Está relacionado para proyectos de reducido tamaño, pues es un

sector reciente de rápida evolución y existe sinergia entre

proyectos. Además está influenciado por la presenci9a de Google

Maps.

UMN MAPSERVER

MapServer es un entorno de desarrollo de código abierto para

construir aplicaciones de internet espaciales. Mapserver no és un

Page 33: Trabajo Final Diplomado Gis

sistema GIS completo, ni aspira a ser-lo. Mapserver sobresale en el

dibujado de datos espaciales (mapas, imágenes, datos vectoriales)

por internet.

Proyectos desarrollados aprovechando UMN MapServwer.

A extinguir (o ya extinguidos)

Chemeleon OL

CartoWeb MapFish

Ka-Map OL

OPENLAYERS

OpenLayers es una biblioteca de JavaScript de código abierto bajo

una derivación de la licencia BSD para mostrar mapas interactivos

en los navegadores web. OpenLayers ofrece un API para acceder a

diferentes fuentes de información cartográfica en la red: Web Map

Services, Mapas comerciales (tipo Google Maps, Bing, Yahoo),

Web Features Services, distintos formatos vectoriales, mapas de

OpenStreetMap, etc.

Figura N° 13: Arquitectura de OPENLAYERS

JavaScript puro + CSS, independiente de servidores

Cliente de muchos servicios y formatos:

o OGC (WMS, WFS, WMC, GeoRSS), KML,

GeoJSON, entre otros.

Utiliza AJAX, titles, caché.

Muy sencillo de utilizar

Liderado por Metacarta + OpenGeo entre otros.

Page 34: Trabajo Final Diplomado Gis

Mucha actividad

Referencia WebMapping

Sinergia con otros proyectos Ka-Map, MapEish.

COMMUNITY MAPBUILDER

Cliente JavaScript – Servidor J2EE (MVC)

Orientado tipo framework

Cliente de servicios:OGC (WMS, WFS, WMC, OWS C,

GeoRSS, GML), Gmaps, Edicion WFS-T.

Destaca el nivel de documentación

Proyecto abandonado a favor de OpenLayers

MAPBENDER

Cliente JavaScript – Servidor PHP

Orientación tipo geoportal muy completo

Cliente servidores: ( WMS, WFS, WMC, GML), KML, además

edición WFS-T

Liderado por WhereGroup

MAPFISH

Cliente JavaScript basado en OpenLayers y ExtJS

Servidor Python basado en Pylons

Primeras versiones

Separación en dos proyectos: GeoExt, y próxima incorporación

a OSGeo.

Page 35: Trabajo Final Diplomado Gis

CONCLUSIONES

1. Se identifico los diversos gestores de base de datos que soportan

información geográfica como el PostGIS, pgRouting y el MySQL.

2. Se conoció los diversos software de escritorio como el gvSIG, el

QuantumGIS, GRASS, entre otros permiten procesar información

basadas en estándares y capacidad de procesamiento de raster y

vectores

3. Los clientes ligeros GIS como UMN MapServer y otros que

permiten mostrar información en un entorno Web y soportado en

varias plataformas como Windows, Linux, etc.

4. Toda esta información que se recopiló y clasificó, permite identificar

las herramientas más utilizadas basadas en Software Libre, las

cuales nos proporcionan resultados similares a los obtenidos con

software privativo, permitiendo así obtener independencia

tecnología y ahorro presupuestario en muchas organizaciones del

Perú.

Page 36: Trabajo Final Diplomado Gis

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

JIMENEZ BERNI, JOSE AGUILERA UREÑA, JESUS, Alternativas De

Software Libre A Los Sistemas De Información Geográfica Comerciales, 10

pps, Universidad de Cordova – España , fecha de consulta: 16 de Enero

2012

Wikipedia, la enciclopedia libre, SISTEMAS DE INFORMACION

GEOGRAFICA, fecha de consulta: 17 de enero 2012, de

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_Informacion_Geografica

GEOESPACIAL TECH, Sistemas de Información Geográfica, consulta: 18

de Enero 2012, de

http://www.geoespacialperu.com/index.php?option=com_content&view=arti

cle&id=92:que-es-sig&catid=34:articulos&Itemid=89

Página oficial de Mapserver. http://mapserver.gis.umn.edu/

Página oficial de Geoserver.

http://geoserver.sourceforge.net/html/index.php

Página oficial de PostGIS. http://postgis.refractions.net/

Página oficial de MySQL. http://dev.mysql.com/

Página oficial de GRASS http://grass.itc.it/

Página del Jump Pilot Project. http://jump-pilot.sourceforge.net/index.php

Página oficial de gvSIG. http://www.gvsig.gva.es/framesesp.htm

Página oficial de Quantum GIS. http://www.qgis.sourceforge.net/

Page 37: Trabajo Final Diplomado Gis

ANEXOS