Sistemas de Información Geográfica Libres

Resumen

Los Sistemas de Información Geográfica se alzan como una de las herramientas por excelencia para el apoyo a la toma de decisiones, sin embargo el nivel de explotación está por debajo de sus ventajas y potencialidades. Esto se debe principalmente a los elevados costos de las licencias de software propietarios, así como a la poca difusión. Es de esperarse que a medida que se divulguen aumenten las inversiones para su desarrollo. Este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de un Sistema de Información Geográfica soportado completamente por tecnologías libres, que cuente con las funcionalidades básicas más importantes. El sistema será una solución a medida que podrá adaptarse a las diferentes aplicaciones, ideado para el consumo mínimo de recursos de hardware. Entre los aportes fundamentales se encuentra la definición de una metodología donde se recogen las mejores prácticas de las metodologías ágiles y las propias de estos sistemas. Además se define la arquitectura de software y las herramientas a utilizar para hacer óptima la solución. El sistema facilitará la solución de problemas complejos de planeamiento y gestión. Los costos solo incluirán las bases cartográficas, al poderse reutilizar el hardware existente. Será una opción viable para alcanzar la obligatoria soberanía e independencia tecnológica.

Palabras Claves: Sistemas de Información Geográfica, Software Libre, Solución a Medida.

Free Geographic Information Systems

Summary:

Geographic Information Systems stand as the tools of choice for decision making, however the operating level is below its advantages and potential. This is mainly due to the high costs of Proprietary software licenses, as well as the low diffusion. It is expected that as they are disclosed will increase investments for its development. This work aims at developing a Geographic Information System fully supported by free software, has the most important basic functionalities. The system will be a customized solution that can be adapted to different applications, designed for minimum use of hardware resources. Among the main contributions, it is the definition of a methodology containing the best practices of agile methodologies and the typical of these systems. It can also be define the software architecture and tools to be used, to make an optimal solution. The system will facilitate the solution of complex problems of planning and management. The costs only include the geographic bases once it can be able to reuse the existing hardware. It will be a viable option to achieve the required sovereignty and independence technology.

Keywords: Geographic Information Systems, Free Software, Custom Solution.

1. Introducción

Hoy en día muchas instituciones y empresas invierten gran cantidad de recursos en el continuo desarrollo de bases de datos y sistemas de gestión de información. Estos permiten un mejor acceso a los datos almacenados con el objetivo de convertir los mismos en información y obtener el conocimiento que se necesita para realizar la toma de decisiones.

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) pueden optimizar la consulta de grandes cantidades de datos y brindar soluciones a muchos de los problemas de la gestión de la información para los diferentes campos de la actividad humana.

A pesar de las aplicaciones de estos sistemas y de las ventajas de su utilización actualmente no se realiza un uso eficiente y eficaz de este tipo de tecnología. No existe una metodología suficientemente completa para su desarrollo. La falta de conocimiento ha impedido que aumenten las inversiones en estas soluciones.

Los costos de las licencias de las herramientas propietarias son bastante altos por lo que muchos prefieren preservar viejos métodos al riesgo de aventurarse en el uso de las nuevas tecnologías. Muchas de estas herramientas necesitan instalarse en computadoras con buenas prestaciones, lo que se traduce en más gastos. Por otra parte las tecnologías libres no han cobrado el auge necesario para de imponerse de una vez por todas.

Con este trabajo se pretende fomentar el uso eficaz y eficiente de los SIG para la mejora del proceso de toma de decisiones. Se espera lograr que aumente el interés y las inversiones para las empresas que a pesar de necesitarlos no los han incorporado como herramientas de planeamiento y gestión.

2. Desarrollo.

Una de las formas para evitar que los costos del desarrollo del SIG sean demasiado elevados es la utilización de herramientas libres, de esta forma solo sería necesario invertir recursos en la gestión de los datos cartográficos y en lo referente al hardware. Con respecto a este punto se pueden utilizar herramientas libres bastante ligeras que hagan un uso eficiente de los recursos de hardware con los que se cuente, tratando de que estos no sean excesivos.

2.1. Materiales y métodos.

Luego de realizado un estudio y comparación de las metodologías, se optó por la utilización de variantes libres. De entre las ingenieriles se seleccionó la SXP (Meneses, A). Esta define los artefactos y las tareas por cada una de las fases definidas. Es la unión de las metodologías ágiles SCRUM, para las tareas de gestión de proyecto, y XP, para llevar a cabo el proceso de desarrollo. No se utilizan las dos metodologías complemente sino las mejores prácticas de las mismas.

Los SIG tienen sus particularidades y entre las metodologías más conocidas se encuentra la Metodología Sistémica para la implantación de Sistemas de Información Geográficos. Esta contempla la implantación de un SIG como un proceso evolutivo mediante la presentación de un proyecto piloto para definir evolutivamente los requerimientos de los usuarios, hasta lograr progresivamente la implantación completa de manera exitosa. (Sánchez, E)

Para el desarrollo de la infraestructura se utilizaron ambas metodologías luego de hacer las adaptaciones necesarias y atendiendo a las características específicas del producto así al ambiente de desarrollo.

2.2 Definición y desarrollo de la infraestructura de software del SIG.

En la metodología para SIG y la SXP se definen un conjunto de procedimientos que sustentan la gestión de los proyectos, el proceso de ingeniería de software a seguir y la implantación del SIG.

A continuación se describen las actividades que se realizaron en cada una de las fases establecidas.

2.2.1 Gestión del proyecto.

En esta fase se establecieron los objetivos del proyecto, el calendario de las actividades, los recursos materiales y humanos necesarios, la estructura del proyecto y el sistema de control e información. Se creó el equipo de desarrollo. Se recibió la formación necesaria en cuanto al funcionamiento y desarrollo de los SIG, así como el manejo de las herramientas a utilizar.

2.2.2 Planificación del proyecto.

Como entrada de este procedimiento se tiene la concepción inicial del producto y como parte de las actividades se realiza la Concepción del Sistema, donde se definen la misión, visión y alcance del producto, los roles que intervendrían en el desarrollo del software y las tecnologías a utilizar.

Luego se diseñó un documento basado en evaluaciones tecnológicas en cuanto a la plataforma de hardware y software. Se seleccionaron las más idóneas. Para ello se consideraron muchas de las alternativas existentes en el mercado y de tecnología reciente. Prevalecieron las de código abierto y software libre, que requieren menos recursos de hardware para su buen funcionamiento.

Entre los componentes software más importantes de un SIG se encuentran los servidores de mapas, los clientes ligeros o visualizadores y el Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD). Luego de un minucioso estudio y comparación entre las herramientas libres más utilizadas en cada una de las categorías, y a la vez con un mejor rendimiento en ambientes con pocos recursos de hardware. Se definió como servidor web el Mapserver, el Openlayers como cliente ligero y el potente PostgreSQL/PostGis como SGBD.

Además se seleccionó otra herramienta para el trabajo con las capas del SIG, el Quantum SIG que en sus últimas versiones permite la migración de los archivos shapefile a la base de datos de tipo PostGis de manera automatizada.

Se definió que la infraestructura de software del SIG estuviera soportada por tecnología web. Sería un portal web en el que se recogieran todos los requisitos funcionales básicos de un SIG. Entre las herramientas, también libres, para el desarrollo de este portal se seleccionó el framework (marco de trabajo) GeoDjango, basado en lenguaje de programación Python e implementa el patrón de diseño Modelo-Vista-Controlador. El servidor Apache fue escogido como servidor web.

Luego de la definición de las herramientas las otras actividades importantes fueron la creación de la Lista de Reserva del Producto (LRP) donde se recogieron los requerimientos técnicos y del negocio, funciones y actualizaciones tecnológicas requeridas.

Los requerimientos técnicos fueron recogidos en las Historias de Usuarios, donde se establecieron los puntos estimados y reales. Se definió el tiempo en semanas asignadas a cada historia de usuario y el tiempo real dedicado.

Luego se realizó una valoración de los riesgos significativos del proyecto. Se definieron las posibles causas del fracaso a tener en cuenta, en la Lista de Riesgos, así como la estrategia para tratar de mitigar cada uno de ellos.

El resultado de este procedimiento fue la LRP y la Arquitectura del Sistema.

2.3 Implementación.

El propósito de este procedimiento es la implementación de un sistema listo para la entrega en una serie de iteraciones que fueron disminuyendo en la medida en que se fue refinando el producto. Primeramente se identificaron las necesidades de información en función de los objetivos de la infraestructura del SIG.

Se tomó como entrada la LRP y entre sus actividades fundamentales estuvieron la planificación de cada iteración, definición de la reserva de cada iteración, reuniones de coordinación y revisión de las iteraciones.

Otra de las actividades fue la definición del Glosario de Términos, donde se recogieron los términos que se relacionan con el sistema y la metodología utilizada, que pueden causar dudas al cliente o para un mejor entendimiento del proceso de desarrollo de software.

En este procedimiento también se procedió a la conformación de las Tareas de Ingeniería y el Cronograma de Producción. En la primera se recogieron las tareas por historias de usuarios y en la segunda las actividades realizadas en el equipo de desarrollo durante cada iteración.

2.4 Normas y estándares.

Reconociendo la importancia de la normalización y estandarización de los procesos y productos software, las mismas se tuvieron en cuenta durante todo el proceso.

2.4.1 Open SIG Consortium (OGC).

Mediante los diferentes estándares que se definen por la OGC se permite desacoplar la aplicación que produce la información de los clientes que la consumen multiplicando las aplicaciones y las posibilidades de explotación de dicha información en todo tipo de sistemas.

Uno de los estándares por lo que se rige el desarrollo de la infraestructura SIG es el Servidor de WMS (del inglés Web Map Service), implementado en el servidor de mapas. Se cumplen además el estándar Servicio de Transformación de Coordenadas (STC) y el Servicio de Procesamiento Web, que se encarga de llevar el análisis geoespacial a la web.

El trabajo en este proyecto se rigió además por la guía de normas para representar la información geográfica, ISO /TC 211 Información Geográfica / Geomática (ISO_TC).

Por su parte OpenLayers implementa métodos estándar para el acceso a los datos geográficos como el WMS y el WFS, es una librería JavaScript orientada a objetos.

3 Resultados.

Como resultados de las respectivas investigaciones, del uso de las metodologías seleccionadas y del desarrollo de la infraestructura de software para los SIG están los siguientes:

• Adaptación de las metodologías escogidas al ambiente de desarrollo.
• Confección de las guías de instalación de los servidores, del gestor de bases de datos, de la herramienta SIG.
• Ejemplos de puesta a punto y explotación de los servidores.
• Toda la documentación exigida por la metodología.
• Paquete completo de instalación de la infraestructura de software para los SIG que incluye las guías de instalación de las herramientas, archivo ejecutable que instala todas las herramientas y librerías necesarias, plantilla de la aplicación en Django con sus mapas y capas de ejemplo y guías para la configuración de los servidores y la plantilla.

3.1 Discusión de los resultados.

Luego de 3 meses de trabajo se logró definir y desarrollar la infraestructura de software que debe soportar el desarrollo de varios proyectos SIG. Dos de ellos ya se encuentran en la fase de desarrollo. Con esto se logra disminuir considerablemente el tiempo de desarrollo de los productos SIG venideros así como su despliegue, explotación y mantenimiento.

Este resultado permitirá en lo adelante facilitar la inserción de los SIG en muchas de las empresas e instituciones que aun no cuentan con todas las herramientas informáticas que les permitan realizar una toma de decisiones rápida y confiable, basada en elementos georreferenciados.

Una de los retos más importantes que tiene la infraestructura es que está pensada para instalarse en servidores con sistemas operativos libres como es el caso del GNU/Linux. Aun muchas empresas no se encuentran preparados ni decididos a utilizar sistemas operativos libres, sin embargo quizás este pueda ser un impulso para demostrar las potencialidades del software libre y el camino hacia la soberanía e independencia tecnológica.

Se espera que este trabajo sirva como guía para el desarrollo de infraestructuras SIG en dependencia de las expectativas de los desarrolladores y necesidades de los clientes. Además que pueda ser utilizada para la implantación de cualquier tipo de SIG.

4 CONCLUSIONES

Los SIG van cobrando nuevas fuerzas a medida que los gobiernos e instituciones se hacen conscientes de la importancia de su uso. Mediante la investigación se definieron todos los aspectos a tener en cuenta durante el desarrollo e implantación de la infraestructura de software que soporta el SIG, tomando como premisas la utilización de software libre y la poca disponibilidad de recursos computacionales en las instituciones del país a causa del boqueo económico.

5 REFERENCIAS

• Meneses, A, Metodología ágil para proyectos de software libre, 2009.
• Sánchez, E, Una metodología Sistémica para la implantación de Sistemas de Información Geográficos.
• ISO_TC 211, Standars Guide Goegraphic Information/Ggeomatics, 2009.