Msc. Ing. José Luís Capote Fernández,

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 LugonesGrupo Empresarial GEOCUBAinternacional@geocuba.cu

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.

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.

AntecedentesTelefonía PúblicaTelefonía Pública

Consultas predefinidas en la aplicación

AntecedentesDiccionario de Nombres GeográficosDiccionario de Nombres Geográficos

Consultas utilizando palabras Claves.

AntecedentesTocororo (versión actual)Tocororo (versión actual)

Consultas utilizando palabras Claves.

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

Tocororo(Consultas Espaciales)

Operaciones espaciales entre los Datos

Generación de mapas Temáticos y de Selección

Mapas temáticos sobre el resultado de consultas

Visualización del resultado de una consulta de selección

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.

•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.

Tecnologías para la Web Semántica

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.

OGC y la Semántica geoespacial en web

Pila de Interoperabilidad

• Significado - ? (OWL, RDF, MDL, …)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

Sinonimia

Construcción-Edificio

Relación de Inclusión

Es Un(a) (Clase)

Hospital-Construcción Meronimia

Es parte de

Habitación-Construcción

Contiene a

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)• <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

IDE

•WMS

•WFS

•WCS

Elemento Geográfico:

.Capa Geográfica (Ríos).

•Geoid.

•Representación Geométrica.

•Sistema de Referencia Espacial.

Instancia de Ontología Geoespacial

Ontología Dominio1

Ontología Dominio2

Ontología Dominio n

…

OntologíaGeoespacial

Base

Base Genérica de

Conocimientos

OntologíaDe

Servicios OpenGIS

Ontología Geoespacial Base (gml:multilinestring)

Ontología de Dominio

Dominio: Hidrografía, Clase: Río

Herencia

Generación de Ontologías Geoespaciales

Unión

WFS/describeFeatureType

IDE

•WMS

•WFS

•WCS

BDn

DBMS

dbid Nombre Longitud (Km)

1 Yaguanabo 50

2 Cauto 560

Elemento Geoespacial (Río):

•Geoid.

•Representación Geométrica.

•Sistema de Referencia Espacial.

Consulta a Base de Datos en Web

Ríos de Cuba

Instancia de Ontología Geoespacial

geoid dbid

Instancia de Ontología Geoespacial Temática

Generación de Ontologías Geoespaciales Temáticas

IDERC

Portal Geoespacial Nacional www.iderc.co.cu

Portales Territoriales(Gobierno)

Sitios institucionales y corporativos

e-Gobierno

Educación

Desarrollo sostenible

Manejo de desastresControl de flota

Defensa

Salud

Visión de Utilización de la IDERC

Visión de funcionamiento de Tocororo en la IDERC(1)

Servicio de RegistroBase de Datos Local de Tocororo

1 2n

WMS/WFS1

WMS/WFS2

WMS/WFS3

WMS/WFSn

Servicio de RegistroBase de Datos Local de Tocororo

Visión de funcionamiento de Tocororo en la IDERC(2)

1 2n

WMS/WFS1

WMS/WFS2

WMS/WFS3

WMS/WFSn

IDERC

Visión de funcionamiento de Tocororo en la IDERC(3)

1 2n

WMS/WFS1

WMS/WFS2

WMS/WFS3

WMS/WFSn

Servicio de RegistroBase de Datos Local de Tocororo

Usuario 1

SLD 1

Usuario 2

SLD 2

Usuario n

SLD 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.

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”

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.

Msc. Ing. José Luís Capote Fernández,

Msc. Ing. Rafael Cruz Iglesias, Msc. Lic. Guillermo González Suárez, Msc. Lic. Osmani Herrera González, Tec. Liset Becerra LugonesGrupo Empresarial GEOCUBAinternacional@geocuba.cu