Transcript Proyecto “Evaluación y potenciación del papel de las Infraestructuras de

Proyecto “Evaluación y potenciación del papel de las Infraestructuras de
Datos Espaciales en el desarrollo sostenible en América Latina y el Caribe”
4-8 de diciembre, 2006. Buenos Aires. Argentina.
Enlazando las necesidades del usuario
final con los datos en la IDE Nacional
aplicando geo-consultas con Tocororo
Linking the needs of the end user with the data into the
National SDI applying generic geo-queries with “Tocororo”
Msc. Ing. José Luís Capote Fernández,
Msc. Ing. Rafael Cruz Iglesias, Msc. Lic. Guillermo González Suárez, Msc. Lic. Osmani Herrera González,
Tec. Liset Becerra Lugones
Grupo Empresarial GEOCUBA
[email protected]
Enfoque del Trabajo
•
Alto costo de las Aplicaciones de Sistemas de
Información Geográficos.
•
Abundancia de información temática útil para la
toma de decisiones inutilizada por falta de
conocimiento de su existencia.
•
Subutilización de la información geoespacial
proveída en las IDE (generalmente limitada
sólo a visualización de mapas).
•
Limitaciones en la Interacción de los usuarios
con los sistemas informativos que utilizan datos
geoespaciales.
Antecedentes
Consultas predefinidas en la aplicación
Telefonía Pública
Antecedentes
Consultas utilizando palabras Claves.
Diccionario de Nombres Geográficos
Antecedentes
Consultas utilizando palabras Claves.
Tocororo (versión actual)
Componentes principales
• La componente geoespacial
– Visualización de Mapas.
– Objetos geográficos y Geometrías.
– Relaciones Geográficas.
• La componente Web
– Datos distribuidos - “mantener localmente / acceder
globalmente”
– Servicios compartidos, débil o fuertemente acoplados a
geodatos.
– Interoperabilidad entre tecnologías, vendedores y arquitecturas.
Entorno técnico
• Servicios Geoespaciales definidos por OGC
– Servicio de Objetos Geográficos en Web (WFS)
– Servicio de Mapas en Web (WFS)
– Catalogos de Servicios Web Geoespaciales (CWS)
• Codificaciones definidas por OGC
– Lenguaje de Marcado Geográfico (GML).
– Codificación de Filtros espaciales (FE).
– Descriptor de estilos de Capas (SLD).
Esquema de funcionamiento actual de Tocororo
Reporte de Datos obtenidos de una Consulta
Filtrado temático de los Datos
Operaciones espaciales
Tocororoentre los Datos
(Consultas Espaciales)
Generación de mapas Temáticos y de Selección
Visualización del resultado
de una consulta de selección
Mapas temáticos sobre el
resultado de consultas
Tocororo
(Personalización de los Mapas)
Enfoque del Trabajo
•
Alto costo de las Aplicaciones de Sistemas de
Información Geográficos.
•
Abundancia de información temática útil para la
toma de decisiones inutilizada por falta de
conocimiento de su existencia.
•
Subutilización de la información geoespacial
proveída en las IDE (generalmente limitada
sólo a visualización de mapas).
•
Limitaciones en la Interacción de los usuarios
con los sistemas informativos que utilizan datos
geoespaciales.
Consulta Geoespacial Típica
•¿Qué Embalses a 2 kilometros de Manicaragua tienen agua potable?
•¿Qué Municipios tienen escuelas con 1 estudiante?
•¿Qué campesinos viven a 100 metros de la autopista y tienen ganado
vacuno?
•¿Cuántos automóviles de la empresa “” están a 1 kilómetro de playa
Guanabo?
Traducir
•Servicios de acceso a Datos Geoespaciales (WFS, WCS).
•Servicios de Metadatos.
•Servicios de gestión de ontologías geoespaciales.
•Servicios de visualización de Mapas (WMS).
•Servicios de Análisis gramatical utilizando Semántica geoespacial.
•Inferencia y razonamiento automático.
Componentes principales
• La componente geoespacial
– Visualización de Mapas.
– Objetos geográficos y Geometrías.
– Relaciones Geográficas.
• La componente Web
– Datos distribuidos - “mantener localmente / acceder
globalmente”
– Servicios compartidos, débil o fuertemente acoplados a
geodatos.
– Interoperabilidad entre tecnologías, vendedores y arquitecturas.
• La componente Semántica
– Interoperabilidad entre comunidades y dominios.
– Software Flexible
– Razonamiento automático e Inferencia.
Tecnologías para la Web Semántica
•Ontologías. Vía para representar el conocimiento.
•Lenguajes de marcado: Para representar los
conocimientos que contienen las ontologías.
•Aplicaciones y Servicios Web: Para la gestión del
conocimiento.
OGC y la Semántica geoespacial en web
Recientemente OGC ha lanzado un experimento de
interoperabilidad basado en la Web Semántica.
Algunos grupos académicos pertenecientes a OGC han
comenzado a publicar ontologías geoespaciales.
Algunas de las actuales espécificaciones se encuentran en
revisión con vistas a incorporarles capacidades
semánticas. Una de estas espécificaciones es la de
codificación de filtros que en su versión actual no las
presenta.
Pila de Interoperabilidad
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•
•
Significado - ? (OWL, RDF, MDL, …)
Vocabulario – UML, XML Schema, OWS
Codificación - ASCII, UTF-8, XML
Control – TCP, HTTP, WAP
Señal – Protocolos de Internet, DNS
Transporte – Ethernet, WiFi, GPRS
Medio – Conexión Física
Relaciones Semánticas
Relación Terminológica
Relación de Inclusión
Sinonimia
Construcción-Edificio
Es Un(a) (Clase)
Hospital-Construcción
Meronimia
Es parte de
Contiene a
Habitación-Construcción
Estadium-campo atlético
Lenguaje de Marcas EXtensible (XML)
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" ?>
<FeatureCollection xmlns="http://www.iderc.co.cu/gmix" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.iderc.co.cu/gmix
http://capote:8001/WFS?request=describefeaturetype">
<gml:boundedBy xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml">
<gml:Box>
<gml:coordinates decimal="." cs="," ts="">-84.955892,19.825667 -74.132065,23.187616</gml:coordinates>
</gml:Box>
</gml:boundedBy>
<gml:featureMember>
<Cuba-ProvinciasOK fid="Cuba-ProvinciasOK_6">
<gml:boundedBy>
<gml:Box>
<coordinates decimal="." cs="," ts="">-80.757966,21.953272 -79.312664,23.066389</coordinates>
</gml:Box>
</gml:boundedBy>
<gml:geometryProperty xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml">
<gml:Polygon>
<gml:outerBoundaryIs>
<gml:LinearRing>
</gml:LinearRing>
</gml:outerBoundaryIs>
</gml:Polygon>
</gml:geometryProperty>
<Provincia>Villa Clara</Provincia>
<Superficie_Km2>7941.9100</Superficie_Km2>
<Población_Total_1998>823783</Población_Total_1998>
<Población_Cabeceras_Prov_1994>206450</Población_Cabeceras_Prov_1994>
<Población_Cabeceras_Mun_1992>257835</Población_Cabeceras_Mun_1992>
<Población_en_Montaña_1992>8510</Población_en_Montaña_1992>
<Población_Urbana_1998>645491</Población_Urbana_1998>
<Población_Rural_1998>187933</Población_Rural_1998>
<Varones_1998>418849</Varones_1998>
<Hembras_1998>414575</Hembras_1998>
<Municipios>13</Municipios>
<ID>5</ID>
</Cuba-ProvinciasOK>
</gml:featureMember>
</FeatureCollection>
Esquema de XML (XSD)
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" ?>
<xsd:schema targetNamespace="http://www.iderc.co.cu/gmix" xmlns:gmix="http://www.iderc.co.cu/gmix"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml" elementFormDefault="qualified"
version="1.0">
<xsd:import namespace="http://www.opengis.net/gml" schemaLocation="http://localhost/OpenGIS/Schemas/gml/2.1.2/feature.xsd" />
<xsd:element name="FeatureCollection" type="gmix:FeatureCollectionType" substitutionGroup="gml:_FeatureCollection" />
<xsd:complexType name="FeatureCollectionType">
<xsd:extension base="gml:AbstractFeatureCollectionType">
<xsd:attribute name="lockId" type="xsd:string" use="optional" />
<xsd:attribute name="scope" type="xsd:string" use="optional" />
</xsd:extension>
</xsd:complexContent>
</xsd:complexType>
<xsd:element name="Cuba-ProvinciasOK" type="gmix:Cuba-ProvinciasOK" substitutionGroup="gml:_Feature" />
<xsd:complexType name="Cuba-ProvinciasOK">
<xsd:complexContent>
<xsd:extension base="gml:AbstractFeatureType">
<xsd:sequence>
<xsd:element name="geometryProperty" type="gml:PolygonPropertyType" nillable="false" minOccurs="1" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Provincia" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1">
<xsd:simpleType>
<xsd:restriction base="xsd:string">
<xsd:maxLength value="40" />
</xsd:restriction>
</xsd:simpleType>
</xsd:element>
<xsd:element name="Superficie_Km2" type="xsd:double" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Población_Total_1998" type="xsd:double" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Población_Urbana_1998" type="xsd:double" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Población_Rural_1998" type="xsd:double" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Varones_1998" type="xsd:double" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Hembras_1998" type="xsd:double" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="Municipios" type="xsd:integer" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
<xsd:element name="ID" type="xsd:integer" nillable="true" minOccurs="0" maxOccurs="1" />
</xsd:sequence>
</xsd:extension>
</xsd:complexContent>
</xsd:complexType>
</xsd:schema>
Lenguaje de Ontologías en Web (OWL)
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<owl:Class rdf:ID="Mercator">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty>
<owl:FunctionalProperty
rdf:about="#Longitude_of_Central_Meridian"/>
</owl:onProperty>
<owl:cardinality
rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#int"
>1</owl:cardinality>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Class rdf:about="#Map_Projection_Technique"/>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty>
<owl:ObjectProperty
rdf:about="#Projection_References"/>
</owl:onProperty>
<owl:cardinality
rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#int"
>1</owl:cardinality>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:allValuesFrom>
<owl:Class>
<owl:unionOf rdf:parseType="Collection">
<owl:Class rdf:about="#Standard_Parallel"/>
<owl:Class rdf:about="#Scale_Factor_at_Equator"/>
</owl:unionOf>
</owl:Class>
</owl:allValuesFrom>
<owl:onProperty>
<owl:ObjectProperty
rdf:about="#Projection_References"/>
</owl:onProperty>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
Esquema de funcionamiento de Tocororo
Semántico
Generación de Ontologías Geoespaciales
Instancia de Ontología Geoespacial
Unión
Ontología de Dominio
Elemento Geográfico:
Dominio: Hidrografía, Clase: Río
.Capa Geográfica (Ríos).
Herencia
•Geoid.
•Representación Geométrica.
Ontología Geoespacial Base
(gml:multilinestring)
Ontologí
a
Dominio
1
Base Genérica
de
Conocimientos
Ontologí
a
Dominio
2
Ontología
De
Servicios
OpenGIS
…
Ontologí
a
Dominio
n
Ontología
Geoespacial
Base
WFS/describeFeatureType
•Sistema de Referencia Espacial.
IDE
•WMS
•WFS
•WCS
Generación de Ontologías Geoespaciales
Temáticas
Instancia de Ontología Geoespacial Temática
geoid
Instancia de Ontología Geoespacial
dbid
Consulta a Base de Datos en Web
Ríos de Cuba
Elemento Geoespacial (Río):
dbid
Nombre
Longitud (Km)
•Geoid.
1
Yaguanabo
50
•Representación Geométrica.
2
Cauto
560
•Sistema de Referencia Espacial.
IDE
•WMS
•WFS
•WCS
DBMS
BDn
Visión de Utilización de la IDERC
Portal Geoespacial Nacional www.iderc.co.cu
Portales
Territoriales
(Gobierno)
Sitios
institucionales
y corporativos
IDERC
e-Gobierno
Manejo de desastres
Desarrollo sostenible
Control de flota
Educación
Defensa
Salud
Visión de funcionamiento de Tocororo en la
IDERC(1)
Base de
Datos Local
de Tocororo
Servicio de Registro
WMS/WFS1
WMS/WFS2
WMS/WFS3
WMS/WFSn
1
2
n
Visión de funcionamiento de Tocororo en la
IDERC(2)
Base de
Datos Local
de Tocororo
Servicio de Registro
WMS/WFS1
WMS/WFS2
WMS/WFS3
WMS/WFSn
1
2
n
Visión de funcionamiento de Tocororo en la
IDERC(3)
Usuario 1
Usuario 2
Usuario n
SLD 1
SLD 2
SLD n
Base de
Datos Local
de Tocororo
Servicio de Registro
WMS/WFS1
WMS/WFS2
WMS/WFS3
IDERC
WMS/WFSn
1
2
n
Conclusiones
•
Tocororo constituye un escenario de uso de Semántica Geoespacial en
Web en entornos IDE orientado a la visualización de datos estadísticos
georreferenciables.
•
Tocororo es una herramienta útil para la toma de decisiones de los
usuarios de una IDE ya que permite realizar búsquedas sobre
información estadística distribuida en la misma.
•
La búsqueda sobre palabras claves ofrece resultados que carecen de
relación con el significado real de la pregunta realizada.
•
Existe una necesidad de incorporar elementos de Semántica a los
sistemas basados en la recuperación de información a partir de
consultas de usuario.
•
La utilización de los Mapas Temáticos como método de visualización de
los resultados de consultas a datos estadísticos permite un mejor
análisis de los resultados incorporando la variable geoespacial a la
inspección de los mismos.
Proyecto “Evaluación y potenciación del papel de las Infraestructuras de
Datos Espaciales en el desarrollo sostenible en América Latina y el Caribe”
4-8 de diciembre, 2006. Buenos Aires. Argentina.
Enlazando las necesidades del usuario
final con los datos en la IDE Nacional
aplicando geo-consultas con Tocororo
Linking the needs of the end user with the data into the
National SDI applying generic geo-queries with “Tocororo”
Msc. Ing. José Luís Capote Fernández,
Msc. Ing. Rafael Cruz Iglesias, Msc. Lic. Guillermo González Suárez, Msc. Lic. Osmani Herrera González,
Tec. Liset Becerra Lugones
Grupo Empresarial GEOCUBA
[email protected]