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• Aldo Ronald Nestares Mayhuasca

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“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”

HERRAMIENTAS INFORMATICAS BASADAS EN SOFTWARE LIBRE APLICADAS AL MANEJO DE SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

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

INDICE INTRODUCCION ................................................................................................................................................................................. 3 CAPITULO I ......................................................................................................................................................................................... 4 1.1

ANALISIS PRELIMINAR ............................................................................................................................................... 4 1.1.1

1.2

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

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.

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.

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

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.

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:

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.



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.

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)

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



La operación de superposición

datos compacta, ocupa menos

(overlay) se realiza de forma

memoria. 

fácil.  

Representa

mejor

Codifica de manera más eficaz las relaciones topológicas entre

elevada

variabilidad espacial

elementos. Mejor para análisis

Es necesario para el manejo y

de redes (network).

modificación

de

imágenes



Está diseñado para trabajar con gráficos, coberturas de Autocad.

digitales y satélites. DESVENTAJAS 

Ocupan más memoria.



Relaciones

DESVENTAJAS 

topológicas



El

mapa

resulta

más compleja que el raster

son 

más difíciles de representar

Operaciones de superposición son más difíciles de obtener.

menos

“estético”, los límites resultan

Tiene una estructura de datos



La representación de mapas

más groseros. Este fenómeno

con

puede superarse reduciendo el

ineficiente

tamaño

del

pixel,

pero



elevada

variabilidad

es

Manejo y mejora de imágenes

incrementa en gran medida el

digitales y satélites no pueden

volumen del archivo

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.

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

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:

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.

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

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

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



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



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



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.

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 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

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



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

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

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

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

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)

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

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.

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

personalizados

para la

creación de proyectos

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

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

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.



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.

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.

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

GEOGRAFICA,

enciclopedia fecha

de

libre,

SISTEMAS

consulta:

17

DE

de

INFORMACION

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/

ANEXOS