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La Gestión Documental en urbiGIS

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Ignacio Arnaiz

Arnaiz Urbimática

Nos parece que los Sistemas de Información Geográfica sólo se ocupan de tratar con datos vectoriales o de imagen georreferenciada y de proporcionar las innumerables herramientas para su producción, almacenamiento, análisis y publicación. Casi en contraposición a los Sistemas de Gestión Documental que tratan con información no geográfica contenida en documentos de todo tipo. Pero la realidad es que nuestro mundo geográfico se desenvuelve en un entorno documental de informes, facturas, fotografías, estudios o análisis, últimamente digitales en origen, pero que en muchos casos aún son imágenes escaneadas de documentos de papel.

Todo esto supone que cuando identificamos un fenómeno geográfico por su posición, su forma o sus propiedades, es muy probable que esté conectado con documentos, como los que describen o justifican su existencia, los que informan de sus propiedades actuales o efectos, los que delimitan sus posibles transformaciones futuras… Una pléyade documental a la que es imprescindible acceder para poder actuar sobre él o comprenderlo.

En este negocio del GIS siempre trazamos la ruta hacia el documento desde el elemento geográfico pero en otros ámbitos la ruta es inversa, es el documento quien tiene el protagonismo y el elemento geográfico es un derivado. Hasta el punto de que la Gestión Geográfica pasa a ser un anexo de la Documental.

Sin llegar a ese extremo, el problema es que nuestros sistemas GIS no suelen disponer de una Gestión Documental integrada. Si hay que tratar con Documentos lo más inmediato es añadir en un fichero de formas un campo de texto con la ruta a un documento o a una carpeta de documentos. La solución suele ser suficiente, y será más eficiente si esa ruta no apunta a recursos locales, difíciles de compartir, sino que apunta a recursos remotos abiertos o compartidos. Siempre y cuando esos repositorios documentales no cambien de nombre o posición, rompiendo la integridad con las rutas del fichero de formas.

Si nuestro sistema está soportado por una base de datos espacial siempre queda la posibilidad de guardar una copia de los documentos en la misma base de datos o realizar una integración con un gestor documental al uso, lo que nos permitirá conservar la integridad referencial y robustecer la solución.

Como en urbiGIS tratamos con Inventarios y elementos geográficos que son fruto de una actividad reglada y bien documentada, es imprescindible resolver esta necesidad. Por eso hemos adoptado algunas soluciones.

Soluciones

1) Todo elemento o fenómeno geográfico contenido en urbiGIS es susceptible de contener documentos. En el caso de los Conjuntos de Datos sus documentos se pueden referir a la totalidad del Conjunto o a cualquiera de sus geometrías y además un documento puede ser compartido por varias geometrías. De la misma forma en el caso de los Instrumentos (Conjuntos de Datos de mantenimiento transaccional) sus documentos se pueden referir a la totalidad del Instrumento o a alguno de sus elementos, como a un Atributo concreto, a una Entidad geométrica, a una Relación con otro elemento o al valor concreto que un Atributo adquiere en una Entidad.

Por ejemplo en un Inventario de Planeamiento la determinación «Altura máxima» en la entidad «Casco antiguo» tendrá un valor medido en metros o plantas y tantos documentos como el plan incluya para interpretar correctamente la normativa (gráficos, fotos etc.). Incluso en ese caso la altura puede tener varios valores condicionados (si es esquina, si hay mucha pendiente, si al otro lado de la acera hay edificios bajos…), cada uno con sus documentos y por tanto lo que en teoría debería ser un dato simple, se convierte en un laberinto normativo y documental.

2) A esos elementos se les puede adjuntar cualquier tipo de documento, distinguiendo los siguientes:

Ficheros individuales (doc, pdf, xls, jpg, png…) no georreferenciados. Se suben y almacenan sin más operaciones.
Ficheros individuales georreferenciados que representan un área geográfica (fotografías aéreas o planos escaneados). Se suben sin más pero urbiGIS calcula su extensión y posición de forma que sea posible colocarlos como una capa más del escritorio de urbGIS. En este caso urbiGIS crea un fichero .prj que guarda como auxiliar del principal.
Ficheros individuales georreferenciados que representan un punto (fotografías con datos de posición). En este caso ese dato se utiliza para representar en el mapa mediante un punto todos los documentos que se seleccionen.
Formatos multiarchivo georreferenciados, tales como SHP o imágenes con ficheros world anejos, Se suben juntos y urbiGIS guarda los ficheros anejos como auxiliares del principal. Para urbiGIS el fichero .shp será el principal, los demás serán auxiliares.
Formatos multiarchivo georreferenciados de una mapa seriado. Se suben todos juntos y urbiGIS considera todas sus hojas como un documento único compuesto de tantas hojas como contenga la serie.
Direcciones URL a un fichero remoto o una página html. urbiGIS considera esta URL como un documento en si mismo.
Documentos carpeta. Son documentos virtuales que actúan como contenedores de otros documentos.

3) Todas las cuentas y usuarios de urbiGIS tienen la capacidad de establecer una estructura documental propia, de forma que siempre que se guarde un documento en cualquier elemento propiedad de esa cuenta se podrá utilizar dicha estructura.

4) Por supuesto todos los documentos (excepto las URL y Carpetas) son descargables con las restricciones de acceso o licencia de uso que su propietario haya establecido para el elemento que los contiene.

Acceso

En urbiGIS existen tres formas de acceso a los Documentos:

Desde el elemento que los contiene. En este caso es preciso llegar hasta el propio elemento para visualizar sus documentos adjuntos.
Desde la Consulta Gráfica. Utilizando el icono de consulta presentará los elementos identificados en el Panel de Datos:
Desde el buscador de Documentos. En la interfaz de urbiGIS se utiliza la pestaña de Documentos para buscarlos por diversos criterios: su nombre, el tipo de documento o el tipo de elemento al que está adjunto. Incluye un consulta gráfica propia que permite haciendo un clic sobre mapa obtener todos los documentos georreferenciados disponibles en ese punto.

Conclusión

urbiGIS propone ligar los elementos geográficos a los documentos que determinaron su origen, que informan de sus circunstancias actuales y que determinan su evolución futura, porque sin ellos no es posible comprender su papel sobre el territorio. Por eso incluye un Gestor documental sencillo y accesible que resuelve el problema sin necesidad de complejas integraciones y con plena garantía de integridad y seguridad para todo tipo de documentos.

Ignacio Arnaiz Eguren (Director)

Los gemelos digitales, un objetivo complejo

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Ignacio Arnaiz

Arnaiz Urbimática

En los últimos meses estamos viendo como proliferan los llamados «Gemelos digitales». Su objetivo es obtener una copia digital de un objeto físico, de forma que enfrentando esa copia a situaciones diversas se pueda prever su comportamiento y resolver los problemas antes de que se presenten en el gemelo real. En este blog hay algunas entradas en las que sin hablar de gemelos se plantean soluciones similares (véase Componentes urbanos, y Activación de Componentes Urbanos). Sin duda en la industria son imprescindibles para testear sistemas antes de su entrada en producción. (Véase también El proyecto de edificación: ¿Un Autómata urbano virtual en el Internet de las Cosas?)

Además de en los sectores industriales los gemelos digitales están entrando con fuerza en los sistemas GIS, de la mano de las IAS y del big data. El territorio es una máquina inmensa (también hablamos de esto en la entrada Neurofisiología Urbana) , y por eso el concepto del Gemelo Digital es tan atractivo para los sistemas de gestión territorial. Si tuviésemos un territorio gemelo podríamos predecir los efectos de cualquier acción sobre su funcionamiento.

Pero ¿es posible construir un gemelo digital de un territorio? ¿Puede un sistema de inteligencia artificial ayudarnos hacerlo? Por lo que hemos visto hasta ahora los sistemas de IA en GIS se están utilizando para automatizar los procesos de identificación de estructuras y cambio territorial por teledetección. Ante la inmensa cantidad de información aportada por drones, vuelos y satélites, las IAS son una herramienta brutal para generar información vectorial 2D y 3D. Sin duda los procedimientos de restitución fotogramétrica manuales han pasado a la historia.

Los Gemelos humanos monocigóticos son casi idénticos, aunque en alguna medida (no soy un especialista) durante su desarrollo surgen mutaciones del genoma o cambios epigenéticos por factores ambientales y el envejecimiento que terminan por generar una diferencia. Asumamos también que el gemelo digital será, de forma generosa, «muy parecido» al real.

Para simplificar el problema vamos a descomponer el territorio en algunas cosas «sencillas de controlar» (no nos metamos en muchos jardines), supongamos que nuestros gemelos digitales del territorio tienen los siguientes órganos:

1.- Un sustrato físico, cuya forma se adapta continuamente a las necesidades derivadas del crecimiento y uso del territorio.

**2.- **Un despliegue de especies vegetales que responden a dos fuerzas a veces antagónicas: la constante diseminación natural y la siembra o distribución antrópica con propósitos productivos u ornamentales

3.- Varios sistemas que facilitan la actividad: comunicaciones superficiales o subterráneas desde sendas a enormes autopistas; sistemas de captación, tratamiento y distribución de agua; sistemas de evacuación y depuración de efluentes; sistemas de generación y distribución de energía eléctrica o hidrocarburos; sistemas de alumbrado nocturno; de telecomunicaciones digitales…

4.- Un conjunto de estructuras de actividad que van desde cabañas a grandes instalaciones industriales, a veces casi aisladas, pero normalmente formando densas urbes.

5.- Una asignación de derechos y obligaciones a personas o comunidades de personas, que determina su capacidad de uso y disfrute del sustrato y de las estructuras.

No quise meterme en muchos jardines pero esos cinco elementos tienen mucha miga, hay que tener en cuenta que además nuestro gemelo debe controlar en todos ellos los siguientes aspectos:

1.- Forma y posición: la cartografía del territorio debe identificar, medir y posicionar todos los elementos. No todos son visibles y algunos ni siquiera tienen una forma reconocible porque son relaciones o enlaces entre elementos. Aunque no sean visibles, conocer estos datos es crucial.

2.- Descripción y características: la capacidad de uso, de acción o de afección determinan la posible conducta, las posibilidades de interacción de cada elemento. Son aspectos que casi nunca se obtienen por teledetección y que deben ser objeto de carga individualizada, a veces son sencillos pero la tendencia es a que todo se complica.

3.- Proceso de creación: las actividades humanas y la propia naturaleza se encargan de añadir nuevos elementos de forma masiva, no puede ser que el gemelo dependa siempre de sistemas de teledetección para percibirlos. Al menos los producto de la actividad humana deben ser incluidos en el gemelo por los mismos procesos que se encargan de incluirlos en el gemelo real (en la entrada urbiThings y la Gestión de Expedientes en las Instituciones públicas del blog hablamos de estos procesos)

4.- Proceso de modificación: desde una tala de un árbol a una segregación de una parcela, pasando por la ampliación de un edificio, todo está sujeto a cambio constante, será también preciso conectar los procesos reales a los virtuales.

5.- Proceso de destrucción: suelen estar ligados a procesos de creación, para ellos también es preciso conectar procesos.

6.- Procesos de relación: todos los objetos están interconectados, en muchas ocasiones son relaciones topológicas que pueden resolver funciones GIS, pero la mayoría son relaciones no topológicas que generan una malla tridimensional que condiciona la función del modelo real. Generan un modelo jerárquico de un mundo donde nada existe de forma aislada.

7.- Restricciones y condicionantes de operación: determinan lo que puede o no puede ejecutar un elemento en cada momento, casi todos los elementos están sujetos a un cronograma lleno de dependencias internas. Son condiciones determinadas por la propia naturaleza del elemento, por disposiciones legislativas o administrativas o por acuerdos y contratos entre los agentes que tienen su control.

No tengo duda de que para una ciudad o un territorio concreto es posible capturar toda esta información. El territorio es un ámbito controlado (o presumiblemente controlado) por las Administraciones públicas y donde ellas no llegan pueden ayudar los procedimientos de colaboración público-privada. La colaboración activa de los ciudadanos y de las instituciones es un arma formidable para crear información y para seguir la dinámica territorial.

En este momento no hay condicionantes tecnológicos que impidan crear un ambiente cloud donde se puedan crear almacenes estructurados y seguros de datos, ni tampoco faltan las aplicaciones y la capacidad para crearlas nuevas si hacen falta. La dificultades están en coordinar a los productores de datos para que confíen en un sistema que los publica sin restricciones, hay una nula predisposición a compartir datos y por tanto todo es mucho más sencillo analizar una foto de satélite antes que conectar los procesos de uso territorial.

Siempre tengo la imagen de esa gran ciudad que alimenta sus bases de datos de edificación gracias a la imagen aérea en lugar de utilizar la inmensa cantidad y calidad de los datos que generan sus propios procesos administrativos.

Pero bueno, suponiendo que hayamos cargado nuestro gemelo con toda esta información (por supuesto acotada a un espacio y un momento determinados) y si nuestro propósito es utilizarlo para evaluar escenarios de cambio, entonces ese gemelo debe estar capacitado para computar en el tiempo de cada cambio, simulando verosímilmente los efectos que ese cambio produciría en el gemelo real. Es decir debe tener un simulador dinámico basado en tiempos y eventos que determine un estado futuro a partir de un estado actual.

Es también aquí donde el problema se agudiza, el gemelo no es solo una copia de formas físicas, es también una copia de funciones con capacidad de cómputo, con capacidad para resolver preguntas como ¿Cuánto costará el mantenimiento de los parques de un nuevo barrio, si la densidad estimada es de 45 viviendas por Ha.? o ¿Qué impacto tendrá el cambio climático en el gasto de energía de un sector y por ende en el dimensionamiento de sus redes eléctricas?

Conclusión

Para construir Gemelos Digitales de un territorio se necesitan nuevos sistemas de adquisición de datos capaces de utilizar la colaboración, nuevos modelos de datos capaces de asumir la complejidad territorial, nuevos marcos de relación entre las Administraciones y los Operadores territoriales para construir circuitos virtuosos de datos, nuevas herramientas de simulación de cambio y representación espacial. En otro caso estaremos usando GIS y sofisticadas IAs para fotointerpretar, una simplificación que tendrá una utilidad limitada a un espacio, un momento y un aspecto o sector territorial concreto pero no será un Gemelo Digital.

Cómo crear un Indicador ODS con urbiGIS

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Ignacio Arnaiz

Arnaiz Urbimática

Dentro del proyecto de ODS Municipal que lideran el Instituto Arnaiz y la Federación Latinoamericana de Ciudades, Municipios y Asociaciones de Gobiernos Locales (FLACMA), se definen decenas de nuevo Indicadores ODS basados en un enfoque de localización y medición territorial de los problemas a nivel municipal, en contraposición al enfoque estándar de ODS, basado en la medición de la estadística socioeconómica tradicional a nivel nacional o estatal.

Los métodos de medición y cálculo de estos nuevos Indicadores ODS se implementan en urbiGIS mediante dos técnicas:

La espacialización de las áreas problema y datos básicos dentro de cada municipio. Un enorme trabajo para el que se cuenta con la colaboración voluntaria de estudiantes locales.
El recalculo automatizado de Indicadores a partir de los datos obtenidos durante el proceso de espacialización.

En esta entrada vamos a hacer una síntesis rápida de cómo es el proceso de recálculo desde que se parte con un conjunto de datos vacío hasta que se obtiene un Indicador en el Cuadro de Mandos de urbiGIS.

Para esta demo utilizaremos datos simples de obtener como la localización puntual de los hospitales existentes en el municipio, nuestros voluntarios deben situarlos como un punto a partir de información preexistente o mediante trabajo de campo, en este caso hemos utilizado los datos ejemplo del proyecto situados en Trinidad de Cercado (Bolivia):

En el mapa hemos dibujado con círculos grandes los Hospitales y los consultorios y centros de salud con pequeños. Para los Hospitales hemos asignado un radio de influencia de 1km, los demás tienen 500m. En municipios pequeños como éste no existe una red viaria utilizable para calcular rutas por métodos como Manhattan o Ruteo, así que utilizaremos el método Euclidiano para calcular al área de influencia de cada centro.

En urbiGIS crearemos un conjunto de datos de tipo Consulta que utilizará el radio asignado para crear un área de Buffer. Sobre su resultado crearemos otro conjunto de datos también de Consulta que realizará una Unión del buffer para obtener una única entidad. Como ambos son de tipo Consulta se actualizan automáticamente cada vez que se modifica el conjunto de Hospitales:

También disponemos de un conjunto de datos, igualmente de tipo Consulta, que delimita el «Área de huella urbana» y que ha sido obtenido haciendo una Unión de todas las áreas urbanas dibujadas por nuestro grupo de estudiantes, en la imagen siguiente vemos uno encima de otro:

Como se observa en la imagen el área de influencia de hospitales no cubre toda la huella urbana. Mediante otro conjunto de datos de tipo Consulta podemos realizar la Diferencia para obtener un Conjunto que solo tenga el «Área no cubierta por hospitales y clínicas», como resultado se ve en la imagen siguiente cómo la huella urbana está recortada:

El Indicador ODS que el proyecto de ODS Municipal ha planteado en este Objetivo es el «Proporción de superficie de Áreas residenciales alejadas de los centros asistenciales respecto de la superficie total de núcleos de población», para el Objetivo ODS a 2030 se debería conseguir que ese porcentaje sea cero o residual.

Para obtener los Indicadores el proyecto incluye cada uno dentro de un conjunto de datos con geometría de punto, en este caso reúne todos los del Objetivo 3 en un solo conjunto:

Para el cálculo de cada Indicador su registro correspondiente en ese conjunto de datos debe incluir una expresión SQL que obtenga el porcentaje de suelo a partir de dos conjuntos: («Área no cubierta por hospitales y clínicas» / » Área de huella urbana») * 100.

urbiGIS permite añadir a un conjunto de datos tantos «Campos calculados por expresión» como se necesiten, al editar el conjunto de datos esos campos especiales permiten que el usuario defina en ellos una expresión SQL del estilo de esta:

((select st_area(geom) from dts.»979df38c-9979-4474-8815-58ca8837f56c» where iden = 1)/(select st_area(geom) from dts.»82682e0f-f34b-4846-b390-6495a613d347″ where iden = 1))*100

Para simplificar su construcción, urbiGIS aporta un asistente de construcción de expresiones que permite buscar los conjuntos a operar e insertar sus identificadores y campos en la expresión. Desde luego es preciso conocer lenguaje SQL para asegurar su buen funcionamiento en otro caso presentará un mensaje de error.

El resultado se presentará en ese mismo campo del conjunto de Indicadores, en este caso el campo es «Calc» y el resultado un 72,32%:

Finalmente este resultado hay que presentarlo en el Cuadro de Mandos de urbiGIS seleccionando el indicador a presentar y sus propiedades. Una operación sencilla donde simplemente se escoge el tipo de gráfico a construir (en este caso un gráfico de texto simple), una select simple que devuelve el dato a presentar y los tipos de texto a utilizar. La select a utilizar es del tipo «select calc where code = ‘IT03-D6′» donde ese code identifica el Indicador que contiene la expresión de cálculo de entre todos los Indicadores que contiene el conjunto de datos.

Cualquier cambio en la Huella urbana o en la localización de Hospitales supondrá el recálculo inmediato del Indicador:

Conclusiones

En urbiGIS es posible construir procedimientos para obtener indicadores complejos a partir de conjuntos de datos simples y de conjuntos de datos producto de geoprocesos y consultas automatizados. Las únicas dificultades están en construir las sentencias de consulta para obtener el dato final o las sentencias de consulta para construir los cuadros de mando. En todo lo demás no hay que escribir ningún código y los resultados se presentan en geoportales temáticos organizados según los criterios de la organización propietaria de los datos.

Ignacio Arnaiz Eguren

Desde el GIS al NGS=Network gObjects System

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Ignacio Arnaiz

Arnaiz Urbimática

Hace ya 9 años escribí una entrada en este blog a la que llamé GeoObjetos, una nueva forma de gestionar la información geográfica. Una ingenuidad sin duda, pero como no he aprendido nada en estos años, voy a rescatar la idea e intentar formalizarla un poco más en un ejercicio de fantasía geográfica. Antes de seguir es recomendable volver a leer esa entrada, pero si no lo haces volveré a definir lo que allí se denominaba geoobjetos pero de una forma más amplia y reduciendo su nombre a gObjetos.

Qué son los gObjetos

Nuestro mundo está formado por objetos, todo lo que vemos, lo que pisamos, los que existían antes del ser humano y los que hemos aportado nosotros, el propio mundo es un objeto. Estamos acostumbrados a percibirlos o investigarlos mediante sensores, nuestros propios sensores o los sensores que hemos inventado. Y somos capaces de colocarlos en una representación del mundo, antes hacíamos sobre papel, ahora de forma digital.

Todo el sistema está basado en un proceso: explorar – descubrir – analizar – representar. Todos lo hacemos constantemente y desde los primeros mapas hasta los sofisticados sistemas actuales el objetivo es que podamos utilizar las representaciones que han hecho otros, ya no necesitamos descubrirlo por nosotros mismos.

La cultura nos descubre el mundo. Pero por complicado que sea el sistema utilizado, su mecanismo por ahora sigue siendo básicamente el mismo: explorar – descubrir – analizar – representar. Como resultado para cada aspecto y espacio del mundo hay cientos, miles, millones de representaciones, todas iguales y todas diferentes, unas anticuadas y otras actualizadas, más o menos completas, mejor o peor simbolizadas, en 2D o en 3D. Los GIS nos ayudan a descubrirlas, construirlas y utilizarlas.

En la inmensa mayoría de los casos son representaciones que sólo incluyen elementos estáticos, aunque ya es habitual que las empresas y los ejércitos utilicen sistemas de control de flotas para representar objetos móviles, También podemos utilizar mapas de tráfico marítimo o de tráfico aéreo, que nos muestran en tiempo real la posición de los barcos o aviones obligados a llevar un transpondedor y nos proporcionan sus datos de identificación. Una explotación genial de todo eso son los mapas de tráfico rodado que nos permiten localizar densidades y velocidades de desplazamiento de smartphones con GPS sobre las vías e inferir a partir de ahí el estado del tráfico. Los usuarios en general no podemos acceder a los datos de cada smartphone, pero sin duda lo pueden hacer los gestores de las grandes plataformas de navegación.

Cambio de modelo

La propuesta de esta entrada es cambiar el proceso, no solo para los aviones, los barcos o los smartphones, sino cambiar el proceso para todo. Desde un árbol a un rascacielos. La información geográfica deja de estar repartida en millones de sistemas desconectados para ser un bien común accesible para todos y mantenido por todos. Los sistemas GIS seguirán sirviendo para visualizar, descargar, analizar y procesar datos geográficos pero tendrán un repositorio de gObjetos único y universal.

El nuevo modelo se compone de tres acciones:

1.- La exposición

En este mundo nuestro tan controlado, casi todo lo que tiene un valor económico está inventariado, identificado, medido y vigilado. Sus datos forman bancos especializados según su naturaleza, bancos que están divididos según la administración competente en su control. Datos públicos en muchos casos, pero privados en la mayoría y solo usables por quien ostenta su propiedad o competencia.

Supongamos que todos esos objetos adquieren una identificación. Internet nos ha enseñado que es posible asignar una dirección IP o una MACaddress a millones de máquinas y componentes de máquinas distribuidas por todo el mundo y a eliminar cualquier conflicto de duplicidad. En miles de servidores se replican constantemente esas listas para asegurarlo. Y no son solo dispositivos sino también transacciones identificadas mediante Blockchain. Ya no parece un problema insuperable disponer de un registro general de objetos de alcance global.

El registro global de gObjetos que propongo es parecido a un DNS pero no contiene nombres de dominio, contiene direcciones de gObjetos, será un NGS (Network gObjects System).

Y supongamos que el propietario del elemento o una institución con competencia sobre él le asigna ese identificador y lo declara en un registro global. Expone el elemento ante el mundo y aporta su contenido:

Tipo. Se ajustará a una lista convenida internacionalmente de tipos, un poco semejante a los sufijos de dominio, de forma que en las consultas sea posible discriminar que gObjetos se quieren obtener. La cartografía tradicional ya ha tipificado prácticamente todos los objetos del mundo, el NGS los unificará y reutilizará.
Descripción. Todo gObjeto debe ser capaz de autodescribirse ante sl NGS. Podrá ser tan completa y compleja como lo decida el expositor, desde un simple par de coordenadas a un objeto BIM complejo. Podrá ser adaptada por su expositor a las circunstancias de cada momento y puede representar el objeto de muchas formas simultáneamente. Por ejemplo el propietario de un edificio comercial puede adaptar la librea externa a su oferta, a la hora del día, a la época del año. O puede enlazar recorridos virtuales internos, mostradores digitales, elementos de realidad aumentada, enlaces a otros sitios o servicios. Por tanto cada gObjeto funciona como un portal de contenidos definido por su propietario.
Estado. Histórico, Actual o Futuro. De esa forma podemos ver la evolución en el tiempo de uno o varios gObjetos. También se podrán etiquetar como Dudosos o Provisionales.
Posición. Si el gObjeto cambia de posición puede actualizarla periódicamente según su velocidad, cada pocos segundos, cada pocas horas…
Representación. El propietario aporta la simbología o simbologías de representación que desee, adaptadas al formato de respuesta que se solicite. Si la respuesta es vectorial el cliente final podrá adaptar la representación a sus necesidades.
Propietario. Todo gObjeto tiene un propietario, una persona física o jurídica que ejerce un derecho real sobre el objeto, deberá incluir un certificado que identifica inequívocamente al propietario del gObjeto.

Si el gObjeto contiene un agente inteligente entonces será su lógica interna quien realice la exposición, el propietario no tiene que estar atento a exponer los cambios, el agente se ocupa. Si nuestro vehículo dispone de un agente podrá transmitir su posición y destino constantemente para obtener indicaciones de ruta óptima o de incidencias en la vía.

Una vez expuesto al NGS el gObjeto le informa en todo momento de cualquier cambio en su posición o propiedades.

El NGS es además una red de gObjetos, de ahí viene nuestra propuesta de cambio de GIS a NGS. Es una red porque cada gObjeto puede contener un número indefinido de Relaciones o links con otros gObjetos. Las relaciones establecen una conexión entre gObjetos. En sí mismas son también un gObjeto ya que pueden disponer de una geometría propia. Establecen un sentido entre los gObjetos que conectan, por eso en la relación unos gObjetos serán Origen de la relación y otros serán Destino de la relación. Cuando las relaciones son topológicas determinan su posición respectiva y, en el caso de ser adyacentes incluirán las reglas que debe cumplir la frontera que los separa. En todo caso el cumplimiento de esta reglas topológicas es responsabilidad de los propietarios de los objetos, el NGS es un mero testigo de ellas. Se plantean algunos de estos tipos de relación:

Destino y Origen se conectan bidireccionalmente
Destino se conecta unidireccionalmente con Origen
Destino está dentro de Origen
Destino está fuera de Origen
Destino es adyacente a Origen
Destino está encima de Origen
Destino está debajo de Origen
Destino es una consecuencia de Origen
Destino es una modificación de Origen

2.- La consulta

Ante una petición el NGS podrá actuar de dos formas:

Como enrutador: en este caso el NGS se limita a devolver la dirección del servicio que contiene los datos del gObjeto y será el servidor de su propietario quien resuelva la petición.
Como servidor: en este caso el NGS dispone de la información en cache del gObjeto y puede resolver la petición de forma directa.

Será el propietario de cada gObjeto el que decida si el NGS actúa de una u otra forma.

La naturaleza geo de los objetos que contiene el NGS determina la forma y el alcance de las consultas y responde a varios métodos de consulta:

Acceso a un gObjeto determinado. Se proporciona al NGS la dirección del gObjeto y el sistema devuelve la ruta a su propietario o directamente el contenido de su caché.
Acceso a los gObjetos relacionados con un objeto determinado. Se proporciona al NGS la dirección del objeto y el sistema devuelve todos los gObjetos relacionados con el tipo de relación
Acceso a todos los gObjetos presentes en el radio de un punto. Se proporciona al NGS la coordenada del punto, el radio de búsqueda y el tipo de objeto. El NGS devuelve las direcciones o datos de todos los gObjetos de ese tipo existentes en ese momento en el radio indicado.
Acceso a los gObjetos presentes en el radio de un punto. Se proporciona al NGS la coordenada del punto, el radio de búsqueda y el tipo de gObjeto. El NGS devuelve las direcciones o datos de todos los gObjetos de ese tipo existentes en ese momento en el radio indicado.

3.- La respuesta

En ambos casos se incluirá en la petición el formato deseado de la respuesta que será semejante a los que proporciona un Geoserver estándar: WMS o WFS y sus distintos formatos y los formatos 3DPS/I3S cuando el servidor sea capaz de proporcionarlos.

La respuesta del NGS se modulará en función de diversas consideraciones:

Puede devolver la geometría de los gObjetos en un formato estándar vector y deberá ser el cliente quien determine la forma y simbología de visualización 2D o 3D en función del tipo de geometría obtenida.
Puede devolver un escenario bidimensional ya simbolizado, tal y como la hace un servicio WMS, que el cliente se limite a presentar al usuario.
Puede devolver un escenario tridimensional ya simbolizado como un servicio VRML (véase Web3D Consortium)

El NGS, una vez identificados los objetos a devolver, puede utilizar dos estrategias para servirlos:

Puede disponer de una caché de gObjetos en sus propios servidores, de forma que no necesite solicitar ninguna información al proveedor del objeto. Esto será posible si el NGS dispone de recursos propios para almacenar millones de objetos y negocia con sus proveedores los métodos de actualización.
Puede enrutar la petición a los proveedores de gObjetos y servir sólo como intermediario entre ellos y los clientes. Esto descarga parte de la responsabilidad en los servicios propios de los proveedores (que no siempre estarán operativos) pero asegura disponer siempre de la última versión de cada objeto.

El NGS deberá establecer una estrategia para resolver los problemas del ámbito y la escala. En un servicio WMS convencional la cantidad de información suministrada al cliente es constante (el tamaño de la imagen que quepa en su navegador) y el servidor se ocupa de optimizar el tiempo y recursos a usar en la formación de la imagen según su escala, suponiendo que no haya cacheado previamente una pirámide de escalas que le evite formar una imagen para cada petición.

Un servicio WFS se ocupa de limitar la petición a un volumen máximo de objetos de forma que no atenderá peticiones con un marco geográfico excesivo que recargue la dimensión de la respuesta.

En el NGS no siempre es posible acudir al cacheado de los mapas ya que los gObjetos pueden moverse por el territorio a decenas o cientos de kilómetros por hora y por tanto el mapa se reconstruye con cada petición.
El NGS puede acudir a escenarios mixtos: proporcionar fondos de imagen fija para los gObjetos estables y puntos para los móviles con velocidades de refresco adecuadas a la escala y velocidad de los gObjetos que el cliente se encarga de simbolizar y superponer.
También puede proporcionar escenarios de imagen completa con actualizaciones incrementales de refresco. Es decir funciona como los servidores de escritorio remoto que solo transmiten la porciones de imagen modificadas en cada evento de cambio, en este caso sería con la frecuencia de refresco convenida con el cliente.

Cuando solicitamos a un DNS una dirección IP la consulta es sencilla, pero si el NGS actúa como servidor la consulta puede devolver cantidades muy importantes de datos.

Cómo funciona el NGS

1.- Diferencias frente a una IDE

Las infraestructuras de datos espaciales están bien, permiten acceder a información espacial a la que antes era imposible hacerlo. Pero tienen algunos problemas:

Dispersión: la información procede de fuentes muy diversas y nada controladas, la publicación de un nuevo servicio puede quedar oculta a sus usuarios potenciales si el proveedor no efectúa una acción voluntaria de publicidad. Los catálogos de geoservicios son también producto de la buena disposición de un colectivo o una persona. No disponen de medios de comprobación automatizados (como Google) para descubrir servicios.
Voluntariedad: los geoservicios son producto de la buena voluntad de los proveedores del servicio, no hay ninguna obligación legal o contractual para el mantenimiento del servicio. Incluso los servicios públicos como el Catastro o el PNOA son producto de la voluntad de la administración pública y de una carta de servicios con que la administración se autoobliga.
Estatismo: en el caso de los servicios WMS la simbología está determinada por el proveedor del servicio, el consumidor no puede modificarla.

Por contra el NGS proporciona soluciones para estos problemas aunque también es cierto que introduce otros nuevos. Las propiedades del servicio son las siguientes:

Es un servicio público proporcionado por la comunidad internacional de Internet similar a la existente para los servidores DNS.
Es un servicio permanente y estable, capaz de servir a millones de clientes con un alto grado de simultaneidad, esto implica unos recursos distribuidos de hardware, software y comunicaciones de enormes dimensiones.
Debe resolver el alcance y modo de respuesta a las peticiones de sus clientes. Los actuales LBS lo tienen fácil, se limitan a devolver una lista de coordenadas que representa la posición actual de móviles o navegadores por GPS en un radio determinado. El cliente se ocupa de presentar esas coordenadas al usuario con una simbología determinada.

2.- Quién aporta la información

La información expuesta en el NGS puede proceder de tres fuentes básicas:

Del propietario del gObjeto que tiene interés en exponer ante Internet las propiedades de su gObjeto y utilizar como punto de acceso a su oferta comercial, social, cultural o turístico.
De la institución pública competente para su utilización, vigilancia y control que tiene interés en presentar una visión actualizada y completa de su territorio.
De otras instituciones públicas o privadas que subsidiariamente y con el permiso de su propietario asumen la exposición del gObjeto de forma altruista.

3.- Problemas y sus posibles soluciones

Se pueden presentar varios tipos de problemas:

Que se expongan diferentes gObjetos ocupando el mismo espacio sin una justificación temporal o topológica convincente. En este caso el NGS puede recibir denuncias o notificaciones y exigir a quienes exponen esos gObjetos que resuelvan el conflicto. Mientras tanto los etiquetará como «dudosos».
Que se expongan gObjetos inexistentes o claramente diferentes de la realidad. En este caso el NGS puede recibir denuncias o notificaciones y adoptar la decisión directa de eliminar esos gObjetos.
Que se expongan gObjetos que han desaparecido del territorio y no se han dado de baja. En este caso el NGS puede recibir denuncias o notificaciones y adoptar la decisión directa de eliminar esos gObjetos.
Que existan objetos en el mundo real que no están expuestos en el NGS. En este caso el NGS podrá acudir a las fuentes actuales de datos geográficos para construir una primera versión temporal de esos gObjetos etiquetándolos como «provisionales». Una vez que su propietario los sustituya por versiones actualizadas serán eliminados.

Conclusiones

Los gObjetos y el NGS pueden proporcionar un mecanismo colaborativo de descripción del mundo que proporcione una visión actualizada y aumentada y supere los problemas que actualmente presentan los sistemas cartográficos vectoriales y de imagen convencionales.
El conocimiento y control del territorio ha sido posible gracias a los nuevos sistemas de información geográfica. Pero quienes están obteniendo ventajas reales de esa información no son los gobiernos, son las empresas privadas o las organizaciones de GIS abierto. Las empresas como Google Maps, Bing Maps o TomTom están adquiriendo cantidades masivas de información territorial que utilizan en su beneficio, incluso en ocasiones vendiendo esa información a los mismos gobiernos, incapaces de obtenerla por sus propios medios. Las organizaciones de GIS abierto como OpenStreetMap, OpenAccessMap, EcoZoom, Urban Commons, Wace (mapas de tráfico), FourSquare… están emergiendo constantemente para recopilar información de todo tipo, desde la colaboración humanitaria ante desastres hasta el intercambio de datos comerciales o de relación. Los NGS suponen un salto cualitativo y cuantitativo de enormes proporciones para el acceso a información geográfica.
La información territorial es un bien común y adquiere un nuevo papel: es liberable, es decir su propietario puede distribuirla sin coste gracias al NGS. Es colaborativa, es decir su coste de adquisición se puede distribuir entre millones de agentes haciéndolo cero en la práctica.
Todos estamos implicados. El territorio es el resultado de la actividad humana. Los nuevos mapas no solo sirven para conocer la forma física del territorio. También sirven para reflejar la actividad humana: los procesos de transformación del territorio. La planificación urbana y territorial, el control de la propiedad inmueble, su valoración e cargas impositivas, el control de la edificación y la urbanización. La gestión de las infraestructuras urbanas y el metabolismo urbano. Los procesos del mercado de bienes y servicios: la búsqueda y selección de la oferta y la demanda de toda clase de bienes. Los fenómenos culturales: el uso de los espacios públicos de relación, la realidad aumentada, el acceso a la cultura desde el mapa. El estado físico y de uso de los sistemas viarios, ferroviarios, aéreos o marítimos. El control del tráfico, los sistemas de navegación, la mejora del transporte público. La prevención y protección civil, el apoyo a la colaboración ante desastres naturales o accidentes y la mejora de la asistencia sanitaria. Todos somos simultáneamente consumidores y proveedores de información espacial en un mercado transparente.
El territorio ha pasado a ser un producto en Internet de la mano del GIS, el territorio y todo lo que contiene ha entrado en el escaparate comercial del mercado global.

En el mercado inmobiliario: desde el suelo al producto final la localización geográfica de los inmuebles y la visualización de su entorno ya es una necesidad imprescindible.

En la actividad comercial: localizar en el mapa ese comercio que tiene un determinado producto al mejor precio facilita extraordinariamente acceder a la ciudad.
En la actividad cultural y social: las redes sociales y la actividad cultural están haciendo un uso cada vez más intenso de los sistemas geográficos.
En el turismo virtual: cada vez hay más usuarios de los sistemas geográficos como medio para visitar países y ciudades remotas, un atractivo que potencia el turismo real.
En la gobernanza electrónica: la administración adquiere un mecanismo fundamental para publicar información espacial como el planeamiento urbanístico, los sistemas de transporte, la situación de las dotaciones y servicios, la información predial, los nombres y números de las calles y viales y para localizar la actividad, los diversos expedientes de gestión, las incidencias y alarmas, el control policial e innumerables otros aspectos.
El sistema pasa a ser el soporte espacial de la Smart City: se configura como el esqueleto al que se anclan todos los elementos y procesos que forman la ciudad: espacios tridimensionales como las calles, los edificios, las infraestructuras, los vehículos, incluso las personas son espacios fijos o móviles. La ciudad es, con seguridad, la máquina más grande construida por el hombre, una máquina compuesta de millones de piezas, cuyo perfecto engrane e interrelación es la piedra angular de su éxito como hábitat humano. Una máquina que metaboliza materia y energía, que crece y se renueva constantemente.

Ignacio Arnaiz Eguren

EL SIG Municipal, situación y análisis

starlightBlog.post.date

Ignacio Arnaiz

Arnaiz Urbimática

Desde hace años, y lo hemos comentado en diferentes entradas de este Blog, algunos municipios están implementando lo que se llamó una IDE Local, en realidad un sistema SIG/GIS preparado no solo para publicar sino también para producir y administrar información geoespacial.

Lamentablemente hay pocos municipios que lo intenten, bien porque no disponen de los recursos suficientes o bien porque no existe un interés político en ofrecer este tipo de datos. Y peor aún, hay municipios que lo hacen y tras unos años cae en el olvido. Los cambios de legislatura son fatales para este tipo de servicios y eso que España bien puede presumir de un estamento funcionarial local estable y preparado. Si esto lo trasponemos a partes de mundo como Sudamérica donde el cambio de legislatura supone un reinicio completo de la maquinaria local, pues el resultado es catastrófico.

Lo cierto es que este tipo de dato ha sido tradicionalmente construido y publicado por organismos e instituciones geográficas supramunicipales, dado su alto coste y grado de especialización, a pesar de que es el municipio la fuente real de la mayoría de los datos espaciales de un territorio, y eso no ha favorecido que los municipios se impliquen en esta tarea.

Pero también es verdad que hoy día producir y publicar datos espaciales es mucho más sencillo, porque los sistemas colaborativos, las plataformas de SIG en la nube y los servicios abiertos de mapas globales o nacionales, proporcionan un entorno de trabajo a años luz de lo que disponían los geómetras hace poco más de veinte años. Con todo eso los municipios ya no tienen excusa para no ponerse las pilas en este aspecto.

Métodos de publicación de un SIG Municipal

A la hora de publicar un SIG los municipios tienen tres opciones:

Servidor y Datos propios: los servicios técnicos municipales disponen de un sistema SIG interno capaz de crear, almacenar y publicar datos espaciales.
Servidor ajeno y Datos propios: el municipio alquila una plataforma de servicios SIG y sube a ella sus datos.
Servidor y Datos ajenos: el municipio en realidad no participa ni siquiera en la creación de datos propios. Esta es la situación de muchos municipios españoles cuyo geoportal se sirve desde instituciones supramunicipales, normalmente fragmentando o enmascarando sus datos territoriales para que se contengan dentro del límite municipal.

Habitualmente los proveedores de plataformas SIG en la nube, salvo que sean institucionales o urbiGIS, suponen un coste para el municipio, bien por volumen de datos o por volumen de tráfico. Ese coste es complicado que lo asuman los municipios si no tienen una motivación elevada de transparencia y servicio público. Más aún cuando la legislación vigente exige que su contratación se realice mediante concurso abierto, lo que en la práctica hace imposible mantenerlo año tras año.

Hago la excepción de urbiGIS porque nosotros proporcionamos a todos los municipios un geoportal gratuito sin límites de volumen de datos ni de tráfico.

Por supuesto hay situaciones mixtas ya que los servicios web de mapas y datos permiten que en servidores propios o ajenos se publiquen capas que no son municipales, pero que ayudan a comprender o mejorar su contenido. En el caso de España, el Catastro y el PNOA son los ejemplos más significativos, aunque hay muchos más.

La situación actual

Para hacernos una idea del grado de implantación de los SIG municipales hemos utilizado urbiGIS como fuente de datos. En el cuadro siguiente hacemos por países un análisis de municipios con y sin un geoportal o al menos con o sin mapas publicados.

En urbiGIS se catalogan y ofrecen servicios abiertos de cualquier fuente, tanto sea pública como privada, casi hemos alcanzado los dos millones de mapas catalogados. En este caso solo se muestran los publicados por organizaciones públicas de ámbito local.

País

Administraciones de nivel municipal con capas SIG

Total de Administraciones de nivel municipal

United States of America

2.729

54.384

5,02%

Spain

377

8.240

4,58%

United Kingdom

159

8.735

1,82%

Poland

2.964

1,96%

Finland

311

14,79%

Germany

15.930

0,21%

Sweden

2.966

1,05%

Canada

5.000

0,60%

Netherlands

403

6,95%

France

36.295

0,07%

Italy

8.094

0,28%

New Zealand

247

8,50%

Denmark

15,15%

Colombia

1.130

1,33%

Portugal

4.588

0,33%

Brazil

5.644

0,27%

Czech Republic

6.261

0,22%

Argentina

1.545

0,84%

Norway

354

3,11%

Turkey

928

0,97%

Ecuador

988

0,91%

Mexico

2.442

0,33%

Lithuania

41,18%

Taiwan

381

1,84%

Costa Rica

680

1,03%

Australia

909

0,77%

Greece

325

1,85%

Switzerland

2.222

0,27%

Uruguay

125

4,00%

Ireland

291

1,72%

China

1.620

0,31%

Gabon

10,81%

Ukraine

122

3,28%

Pakistan

173

2,31%

South Africa

226

1,77%

Russian Federation

2.372

0,17%

Bulgaria

264

1,14%

Peru

1.841

0,16%

Vanuatu

100,00%

Croatia

124

1,61%

El Salvador

262

0,76%

Estonia

276

0,72%

Guatemala

340

0,59%

Bolivia

343

0,58%

Chile

346

0,58%

Venezuela

345

0,58%

India

3.212

0,06%

Romania

3.187

0,06%

Qatar

14,29%

Palestine

5,56%

Cape Verde

3,03%

New Caledonia

2,56%

Jordan

1,56%

Indonesia

1,04%

Iceland

119

0,84%

Island

119

0,84%

Malaysia

143

0,70%

Dominican Republic

155

0,65%

Slovenia

192

0,52%

Luxembourg

231

0,43%

Iran

291

0,34%

Belgium

642

0,16%

Panama

607

0,16%

Thailand

859

0,12%

Japan

1.780

0,06%

Philippines

1.709

0,06%

Austria

2.135

0,05%

Rwanda

2.155

0,05%

Total

3.806

198.984

1,91%

El cuadro sólo proporciona una idea aproximada por diferentes razones:

No siempre es sencillo decidir cuál es el nivel local en cada país, ya que su estructura administrativa es diferente a la española y la caótica terminología utilizada para cada nivel no ayuda.
No siempre es posible discriminar en cada servidor GIS si éste existe por una voluntad municipal explícita o es un producto supramunicipal más o menos asumido desde el nivel municipal.
En urbiGIS se realiza una exploración sistemática de Internet para descubrir servidores, pero es un trabajo muy grande que avanza despacio y no resulta sencillo automatizarlo, no sabemos con certeza cuál es el porcentaje explorado, pero seguramente el total existente será proporcional a lo hallado hasta el momento.
Solo se cuentan los servidores accesibles, suelen ser la mayoría, pero, sobre todo en Estados Unidos, hay servidores bloqueados a llamadas desde fuera del país o que sólo funcionan con usuario identificado. Los casos más sofisticados son los que establecen por el CDN (Content Delivery Network ) un retraso de unos segundos entre la petición y la respuesta, un retraso que inhabilita su uso normal como servicios o cuando exigen para acceder el relleno previo de un captcha, realmente una maldad inexplicable.
Tampoco se contabilizan los servidores con protocolos cerrados no estándar. Este tipo de servidores son habituales en empresas de servicios SIG en cloud del estilo de Carto, MapBox o SchneiderCorp. Resulta paradójico que instituciones públicas que por un lado se declaran transparentes por otro publican servicios únicamente accesibles desde sus aplicativos propios.

Conclusiones

Se observa que los porcentajes de Administraciones locales que publican mapas son bajísimos. Está claro que no es una prioridad municipal.
España ocupa un buen puesto en este ranking pero hay que tener en cuenta que más de un centenar de sus municipios solo publican las capas de Urbanismo en Red y en la mayoría de los casos son capas obsoletas.
Si analizamos la relevancia que los municipios prestan a los datos SIG en sus sitios web se presentan varias situaciones:

Que no digan nada de que hay un geoportal disponible. Puede parecer increíble pero la desconexión entre los técnicos SIG y los de diseño Web es muy frecuente.

Que haya un enlace para acceder al geoportal escondido entre las funciones de algún departamento del tipo “pinche aquí para acceder al mapa”. Un enlace que han puesto bien disimulado, quizá a propósito para que no se encuentre, no vaya a ser que no funcione.
Que exista un botón bien visible, pero dentro de la estructura departamental del municipio, si no se navega por ella, nunca se descubre.
Que en la pantalla principal de la web haya un botón o un enlace notorio a Mapas o a GIS. Este es un caso que solo se da en los portales de Estados Unidos, supongo que la necesidad de pagar una licencia para utilizar un producto GIS comercial les hace plantearse ofrecerlo bien visible. O sencillamente que en ese país la información espacial sí cuenta.
Viendo los motivos por los que el municipio monta un geoportal, la conclusión es que están en función de la necesidad del ciudadano para operar dentro del municipio:

Porque necesiten conocer los datos catastrales: este es el producto estrella, el caso del Catastro español es una excepción, lo normal es que sea una competencia municipal y es una partida fundamental de su presupuesto de ingresos.

Porque necesiten información sobre condiciones de la reforma o construcción de edificios. Sin llegar a la sofisticación normativa de España los mapas de Zoning y Future Land Use son sin duda los segundos del ranking.
Porque permitan evitar zonas de riesgo de inundación o incendio, son mapas fundamentales y no siempre están presentes.
Porque permitan conocer la situación de los servicios públicos, fundamentalmente de los colegios, policía y salud, ya que su posición suele influir en las decisiones sobre dónde comprar una vivienda o instalar una actividad.
Porque ayuden a comprobar la calidad de las infraestructuras: agua potable, saneamiento, luz y alumbrado, red viaria y parques.

Bueno, os animo a calificar la información espacial como un activo importante del Municipio. Que no se llegue a un dos por ciento de municipios que publiquen datos espaciales es bastante triste. Con urbiGIS no hay que preocuparse del coste y el incremento de gente capaz de crear información espacial en los últimos años ha sido espectacular porque la información colaborativa es la información del futuro.

Ignacio Arnaiz Eguren

Director