Este trabajo ha sido financiado parcialmente por el PN de I+D+I del MCyT y está hospedado en RedGeomática (una Red Temática de RedIRIS)
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CAPÍTULO |
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Capítulo 5
Colaboradores: Steve Blake, Australia; Frank Lochter, Alemania; Allan Doyle, EE.UU.
Introducción
Este capítulo documenta conceptos simples de
cartografía en la red, así como herramientas que
permiten la visualización de información geoespacial
proveniente de varias organizaciones y servidores a través de
la World Wide Web. También se exploran los vínculos con
el capítulo 4 -Catálogos de Datos Geoespaciales-. Se
discuten las mejores prácticas en curso relacionadas con
cartografía "online" y el progreso del OpenGis Consortium's
(OGC) Web Mapping Testbed (WMT) (Campo de Prueba de la
Cartografía en Red), para llegar a realizar el sueño de
verdadera interoperabilidad y difundir una especificación de
cartografía en Red que sea adoptada y promulgada por los
vendedores.
Considere estos deseos:
Si la respuesta a estas preguntas es "sí", entonces, probablemente está usted interesado en cartografía de red.
El crecimiento de Internet y específicamente de la World Wide Web ha creado expectativas en lo que se refiere al acceso a información geoespacial en la Red por parte del navegante. La cartografía en la Red incluye la presentación de mapas de uso general para exhibir lugares y accidentes geográficos, como también más sofisticadas herramientas cartográficas, interactivas e individualizadas. La intención de la cartografía en la Red es representar información espacial rápida y fácilmente para la mayoría de los usuarios, requiriéndose para ello solamente la habilidad para leer mapas. Se pueden descubrir los servicios de cartografía en la Red a través de guías "online" que sirven datos espaciales (por medio de metadatos) e información de servicios (ver, p.ej. los Servicios de Catálogo OGC, especificación borrador). En efecto, los servicios de cartografía en Red se utilizan con frecuencia para asistir a los usuarios en sistemas de búsqueda espacial, mostrando el contexto geográfico y la amplitud de los datos relevantes frente a los datos de referencia de mapas básicos.
La cartografía de red ejecutada como conjunto de sistemas patentados, funciona bien mientras que cada persona con la que se trate dentro y fuera de la organización utilice el mismo "software" de propiedad. Debido a esta obvia limitación particular, el OpenGIS Consortium fomentó un planteamiento no propietario de la cartografía en la red, basado en el concepto de iteroperabilidad. El sujeto de este capítulo no es un SIG "on line" completo sino simples concepto y herramientas de la cartografía de red, es decir, parte de un servicio de representación par mostrar información espacial "on line" cuando ésta se origina en varios datos discretos o servidores de mapas (habitualmente de diferentes organizaciones).
El rápido aumento de la cartografía en la red en los últimos dos años (ef.GIS Online:Information Retrieval, Mapping, and the Internet) .(SIG Online: Recuperación de la Información, Cartografía e Internet), por Brandon Plewe -OnWord Press; ISBN:1566901375; se demuestra con la visón de interoperabilidad mantenida por la iniciativa del Campo de Prueba de la Cartografía en Red del OpenGIS Consortium. En el OGC, usuarios expertos en SIG y en tecnología de Cartografía en red trabajan con vendedores de "software" SIG, vendedores de imágenes de la tierra, vendedores de "software" de base de datos, integradores, vendedores de ordenadores y otros proveedores de tecnología para llegar a un acuerdo sobre los detalles técnicos de las interfaces abiertas de Cartografía en la red (Web Mapping) que permitan a estos sistemas funcionar juntos en la Web.
El consenso entre vendedores en el Campo de Prueba de la Cartografía en Red del OGC (Web Mapping Testbed) ha creado formas para que los vendedores suscriban "software" que permita a los usuarios superponer inmediatamente y operar sobre vistas de datos digitales de mapas temáticos provenientes de diferentes fuentes "online" y ofrecidos a través de "software" de un vendedor difernte. El Campo de Prueba de la Cartografía en Red (Web Mapping Testbed) ha lanzado, entre otras especificaciones, un conjunto de interfaces comunes para la comunicación de unas pocas órdenes/parámetros básicos que permiten superposiciones automáticas. Este conjunto de interfaces es conocido como OpenGIS ® Web Map Server Interfaces Inplementation Specfication (http://www.opwngis.org/techno/specs/00-028.pdf) y ha sido desarrollado por más de 20 de las organizaciones participantes.
Las especificaciones del Web Map Server (WMS) (Servidor de Mapas
en la Red) ofrecen una manera de permitir la superposición
visual de información geográfica compleja y distribuida
(mapas) simultáneamente en Interner. Además, otras
especificaciones del OGC permitirán compartir servicios de
geoprocesamiento, tales como transformación de coordinadas en
la WWW. Los productores e integradores de "software" que desarrollan
éste para cartografía de red o que intentan integrar
estas posibilidades en sistemas de información de
ámbito general, pueden añadir estas interfaces de
cartografía en la red a su "software".
"Cartografía en la Red" (Web Mapping) se refiere, como mínimo, a las siguientes acciones:
Las especificaciones de Cartografía en la Red del OpenGIS tratan los temas básicos informáticos en la red, acceso a imagen, representación y capacidad de manipulación. Es decir, especifican los protocolos de petición y respuesta para interacciones entre el cliente con base en la red y el servidor de mapas. La primera de estas especificaciones, descrita más abajo, es el producto del "Campo de Prueba de la Cartografía en la Red" (Web Mapping Testbed) del OCG (Fase 1). Complementa las especificaciones del OpenGIS ya disponibles, como las Características Simples y los Servicios de Catálogo, también los estándares de metadatos ISO, para ofrecer los cimientos sobre los cuales Especificaciones OpenGIS pendientes han de construir un ambiente libre y cada vez más sólido en cartografía de red. Una segunda iniciativa de interoperabilidad WMT-2, está involucrada en la actualidad en este proceso, definiendo Servidores Web de Características, Servidores Web de Cobertura y extensiones a los Servidores de Mapas en la Red que permitirán un mayor grado de control sobre la simbolización.
Hoy en día el WMS 1.0 define tres principales interfaces que soportan la cartografía de Red: GetMap, GetCapabilities y GetFeatureInfo; las tres se han mostrado en la conclusión de la Fase 1 (mayo-septiembre de 1999) del Campo de Prueba de la Cartografía en la Red y se han dado al público en abril de 2000. GetMap especifica los parámetros de petición de mapas que permite a servidores múltiples producir diferentes capas de mapas para un único cliente. GetCapabilities explica lo que un servidor de mapas puede hacer (para que los integradores sepan qué pedir). GetFeatureInfo especifica cómo pedir más información sobre características de mapas en la red.
Estas interfaces procuran un alto nivel de abstracción que esconde dificultades en el escenario de la Cartografía en la Red. Éstas incluyen encontrar servidores de almacén de datos remotos, pedirles datos en estructuras específicamente definidas, adjuntar símbolos inteligentemente, cambiar sistemas de coordenadas y devolver información preparada y representada para el cliente -todo en cuestión de segundos-.
Los servidores que se someten al WMS 1.0 del OpenGIS permitirán a los puntos de la red y a los ingenios móviles muchas aplicaciones nuevas de la tecnología geoespacial. Allí donde los compradores de tecnología han optado por no limitar a sus usuarios a una solución basada en un par de vendedor y cliente/servidor, estos usos de los datos geoespaciales dependerán de interfaces que se someten a la Especificación de Interfaces de Mapas en Red del OpenGIS.
Hay una reciente tendencia muy ventajosa dentro del OGC. Se trata de utilizar iniciativas de Interoperabilidad, como el Campo de Prueba de la Cartografía en la Red, para producir rápidamente Especificaciones del OpenGIS, en oposición a crear todas ellas por medio de un comité tradicional. La Fase2 del Campo de Prueba de la Cartografía en la Red, que ha de ser completada al final del año 2000, se está centrando en la autoría y publicación de mapas, integración de datos gráficos y elementos de datos (leyendas, simbolización, etc.), clientes que pueden sacar ventaja de la información codificada por XML, más trabajo en servicio de catálogo y descubrimiento y en el transporte de datos codificados por XML a Internet.
La cartografía en la red permite ayudar a descubrir y visualizar información espacial de los sistemas de Servicio de Catálogo. Un Sistema de Servicio de Catálogo (descrito en el Capítulo 4) se lleva a la práctica a través de "software" con base en Internet, que permite a los usuarios inventariar, anunciar y ganar acceso a metadatos e información geoespacial asociada, dentro del marco global de servidores. La figura 5.1 muestra el escenario de un cliente que gana acceso a un catálogo (en realidad, el catálogo ejecuta un Registro de Servicio) para descubrir datos y servicios de cartografía en la red y después pedir y representar los mapas provenientes de diferentes servidores.
Un servicio de catálogo que solamente da referencias a datos geoespaciales puros sería de utilidad únicamente para expertos en SIG y su "software". Haciendo mapas de la infomación geoespacial, los usuarios casuales pueden ver datos espaciales que previamente sólo los expertos en SIG podrían alcanzar. Pueden también actuar recíprocamente con ellos.
La figura 5.2 muestra un ejemplo de interfaz de usuario para un sistema de servicio de catálogo. Muchos GUIS diferentes se pueden construir con objeto de dar acceso espacial a las diferentes categorías de usuario. Todos los GUIS tienen que usar los mismos acuerdos de protocolo para actuar recíprocamente con el "software" del servidor de mapas.
El marco de mapa en la figura 5.2 ilustra el valor de especificar la geometría de los márgenes (caja o polígono) en la parte especial de la pregunta para recuperación dentro del Sistema de Servicio de Catálogo. Dimensiones típicas para la pregunta incluyen valores espaciales, temporales, paleotemporales y temáticos.
El usuario puede también optar por servidores específicos o buscar en todos los servidores registrados datos geoespaciales de interés.
El espacio del mapa también puede usarse para la presentación del componente espacial de los metadatos en mapas. Se puede instalar esa presentación en un Sistema de Servicio de Catálogo como una variable de búsqueda oculta que puede ser procesada más tarde o como una lista o mapa en un "navegador de la red" para presentación visual. La presentación resultante debe estar dentro de la geometría de límites que el usuario específicó para la Pregunta Espacial. A menudo a los usuarios les gusta la interacción con los objetos en los mapas. Les gusta tener vínculos con un objeto en un mapa, conectar con sus metadatos y luego usar un vínculo en los metadatos para conectar con los datos reales. Esto se puede realizar por vía de la interfaz GetFeature Info de la especificación del Servidor de Mapas de la Red.
El éxito de la Cartografía en la Red depende del uso de estándares de metadatos consistentes (véase Capítulo 3). En el pasado, se han desarrollado una gran variedad de estándares que se han llevado a la práctica a través de muchas comunidades. Gracias a las contribuciones de muchas organizaciones cartográficas en todo el mundo, este año se está finalizando un estándar ISO 15046 para metadatos. Con el tiempo, las organizaciones verán el valor de un formato consistente de metadatos ISO, de manera que, para impulsar la cartografía "online", pueda tener lugar una búsqueda coherente a escala global y el acceso a los datos geoespaciales.
Para que llegue a tener éxito el concepto de Cartografía en la Red, tiene que establecerse una serie casi global, verdaderamente interconectada, de servidores de mapas, a través del uso de protocolos comunes, bien sea en un escenario de intranet, extranet o internet. La figura 5.3 da una noción de red de servidores de ese tipo. Como se ha apuntado más arriba, los servidores que respalden la cartografía "online" serán registrados en un Sistema de Servicio de Catálogo.
A manera de introducción a las ejecuciones de los Servidores de Mapas en la Red, lo que sigue es un extracto de la especificación WMS 1.0:
Un servidor de Mapas puede hacer tres cosas:
En primer lugar un "navegante" típico puede pedir al Servidor de Mapas que haga estas cosas, enviando peticiones en forma de "Uniform Resource Locators" (URLs) (Localizadores Uniformes de Recursos). El contenido de tales URLs depende de cuál de las tres tareas se pide. Todos los URLs incluyen una especificación de Tecnología de Cartografía en la Red, con número de versión y un parámetro de tipo de petición. Además,
Cada uno de estos apartados se describirá con más detalle más adelante. Primero damos algunos URLs de muestra y los mapas resultantes:
El primero pide una imagen AVHRR de la US National Oceanographic and Atmospheric Administration:
http://a-map-co.com/mapserver.cgi?WMTVER=1.0.0&REQUEST=map&
SRS=EPSG%3A4326&BBOX=-97.105,24.913,78.794,36.358&
WIDTH=560&HEIGHT=350&LAYERS=AVHRR-09-27%3AMIT-mbay&STYLES=default&
FORMAT=PNG&BGCOLOR=0xFFFFFF&TRANSPARENT=TRUE&
EXCEPTIONS=INIMAGE&QUALITY=MEDIUM
El segundo pide tres capas: áreas urbanizadas,
límites políticos y litoral:
http://b-maps.com/map.cgi?WMTVER=1.0.0&REQUEST=map&
SRS=EPSG%3A4326&BBOX=-97.105,24.913,78.794,36.358&
WIDTH=560&HEIGHT=350&LAYERS=BUILTUPA_1M%3ACubeWerx,
COASTL_1M%3ACubeWerx,POLBNDL_1M%3ACubeWerx
&STYLES=0XFF8080,0X101040,BLACK&FORMAT=PNG&BGCOLOR=0xFFFFFF&
TRANSPARENT=FALSE&EXCEPTIONS=INIMAGE&QUALITY=MEDIUM
Obsérvese que en estos dos URL's, la información espacial es idéntica:
Puesto que ambos mapas se han producido con la misma caja limitante, sistema de referencia espacial y tamaño de producción, los resultados pueden realmente superponerse. Este mapa se puede poner encima del primero. Permitiendo el uso de formatos de imagen que tienen en cuenta información con transparencia, los servidores pueden producir mapas para ser puestos encima de otros. En este ejemplo, las áreas del fondo del segundo mapa son transparentes (porque se dio el parámetro URL "TRANSPARENT=TRUE"). La figura 5.6 muestra el resultado de superponer la figura 5.5 a la figura 5.4, y así producir un mapa resultado de dos peticiones separadas. Finalmente, obsérvese que en este ejemplo los dos mapas se pidieron a diferentes Servidores de Mapas. Estandarizando la manera de pedir los mapas, los clientes pueden pedir a la medida qué capas desean y de qué servidores las quieren obtener, creando así mapas que no hubiera sido práctico montar sin la Especificación de Interfaz de Cartografía de Red.
Para interrogar a cualquiera de estos mapas, un cliente podría pedir información sobre una característica en el mapa, añadiéndole dos parámetros URL adicionales, especificando una localización (como "offset" x, y, del ángulo superior izquierdo).
Puesto que es probable que cada servidor de mapas tenga diferentes tipos de información, para la cual puede producir mapas, cada uno de ellos debe proveer una lista analizable de sus capacidades. Ello permite la creación de catálogos susceptibles de búsqueda, los cuales pueden dirigir a clientes a servidores de mapas en particular.
Es de esperar que, como resultado de la fase 2 del "Campo de Prueba de la Cartografía en la Red", del OGC, especificaciones adicionales permitan preguntar a la información "raster" por medio de localización de píxels. Por ejemplo, si la aplicación de un cliente ofrece la posibilidad de seleccionar una posición con un mapa para una pregunta, entonces, añadiendo algunos parámetros adicionales a los URLs arriba, un Servidor de Mapas puede devolver información sobre el valor o valores de característica en ese píxel. Puesto que es probable que cada Servidor tenga diferentes tipos de información a partir de la cual produce información en mapas, cada uno de ellos debe tener disponible una lista analizable de las propiedades por vía de las peticiones de cartografía en la red. Esto permite la creación de catálogos susceptibles de búsqueda que pueden otra vez remitir a los servidores de mapas.
Desde la finalización de la primera fase del "Campo de Prueba de la Cartografía en la Red" (Web Mapping Testbed) , en Agosto de 1999, ésta va rápidamente haciéndose realidad. En la primera fase del "Campo de Prueba", los participantes desarrollaron las especificaciones para la interfaz de cartografía en la red discutidas más arriba. La Fase 2 del "Campo de Prueba", en el año 2000 valorará y hará prototipos de especificaciones para interfaces adicionales referidas a simbología, ampliación de la pregunta, actualización, mejora de la recuperación de característca vectorial e interacción con la especificación de los Servicios de Catálogo. Además, fases futuras del "Campo de Prueba" pueden orientarse hacia el comercio electrónico y temas de seguridad, entre otras materias consideradas esenciales para una ejecución consolidada de la cartografía en la red.
Como resultado del "Campo de Prueba de la Cartografía en la Red" (Web Mapping Testbed), una serie de integradores de SIG y vendedores han desarrollado versiones prototipo de los servidores de cartografía en la red e interfaces compatibles. El proyecto "Tierra Digital", coordinado por la NASA, incluye soporte de software para datos cartográficos de esa organización, utilizando la especificación (http://digitalearth.gsfc.nasa.gov/). Interfaces (compatibles con el Servicio de Cartografía en la Red del OGC) para el ESRI Map Objects Internet Map Server Version 1.0 y el "Servidor de mapas" de la Universidad de Minnesota (http://mapserver.gis.umn.edu) podrán llegar al público para mayo de 2000 a partir de las organizaciones participantes en el "Campo de Prueba de la Cartografía en Red".
El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. tiene un punto en la red dedicado a cartografía en http://www.webmapping.org/
Otros URLs de Servidores de Mapas en la Red construidos bajo la
especificación WMS 1.0 (14 , Agosto de 2000):
Cubewerx, Canadá:
http://www.cubewerx.com/wmt/
ESRI, EE.UU.
http://arconline.esri.com/arconline/downloads/ims/WMS
Connector.html
GEODAN, Holanda
http://opengis.geodan.nl/opengis/wmt/
IONIC software, Bélgica
http://www.ionic.be/
SICAD Geomatics, Alemania
http://geo2.sicad.com:80/
Social Change Online, Australia
http://homer.socialchange.net.au/webmap/ogcwmt/demo/mapPage.jsp?appspec=applications%2Faus.xml&al
method=load&javaenabled=true
Demis, Holanda
http://www2.demis.nl/mapserver/mapper.asp
European Commission Joint Research Center
http://hgss.jrc.it/opengis/
Como mejor se ilustra el estado de la Cartografía en la Red es viendo el progreso hecho en la Actividad del Campo de Prueba del OpenGIS Consortium. Como resultado de la coincidencia de vendedores potencialmente competidores y productores de software identificando juntos un círculo común de funcionalidad, ha surgido una especificación no propietaria para producir gráficos con geo-referencias. Esto le permite a uno establecer una conexión a múltiples servidores de mapas y generar un montón de imágenes que pueden utilizarse para análisis visual y para interrogación básica.
Aunque se necesite seguir trabajando en el descubrimiento,
codificación e intercambio de información
geoespacial tridimensional para impulsar un análisis y
visualización más avanzados, las funciones
básicas del servicio de cartografía en la Red son un
excelente punto de partida en la combinación visual de
datos espaciales distribuidos.
Digital Earth Reference Model Home Page
(http://digitalearth.gsfc.nasa.gov/ROM/)
International Continental Scientific Drilling Program (ICDP)
(htpp://icdp.gfzpotsdam.de/html/icdpinfonet.html)
OpenGIS Consortium Web Mapping Testbed Public Page
(htpp://www.opengis.org/wmt/index.htm)
OpenGIS Web Map Server Interfaces Implementation Specification
Revision 1.0.0
(http://www.opengis.org/techno/specs/00-028.pdf)
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