Un marco para implementar SIG Web

Los usuarios finales SIG (trabajadores del conocimiento) utilizan aplicaciones de mapa SIG que crean e implementan los profesionales SIG. Estos usuarios finales trabajan con la aplicación SIG para realizar diversas tareas diarias.

Como profesional SIG, su objetivo es proporcionarle a estos usuarios una aplicación de mapa SIG que les permita realizar su trabajo sin tener que aprender demasiado acerca de SIG. En cambio, los usuarios se pueden enfocar en la aplicación de mapa (que les proporciona su opinión del SIG) y las tareas que les ayudan a realizar su trabajo cotidiano.

Por necesidad, el concepto de cada aplicación de mapa SIG es más complejo que la opinión de los usuarios finales. Esta sección describe todos los elementos que debe ensamblar como parte de cada aplicación SIG. Estos elementos ofrecen un marco acerca de cómo crear y ofrecer aplicaciones de mapa Web a los usuarios finales.

Elementos de una aplicación de mapa SIG

Hay cinco componentes esenciales en cada aplicación SIG:

1. Una aplicación SIG

2. Un mapa base digital

3. Capas operacionales

4. Tareas y herramientas en la aplicación SIG

5. Una o más geodatabases completamente operacionales

Hay cinco elementos clave en una aplicación de mapa Web SIG, a los que se puede acceder a través de la Web o una red de área local.

Todos estos elementos se pueden implementar como un conjunto de servicios Web de ArcGIS (y otros). Por lo general, las aplicaciones se pueden ensamblar desde servicios existentes que pueden ser potencialmente independientes de la aplicación.

A continuación presentamos una descripción breve de cada elemento:

1. Una aplicación SIG

La aplicación es la interfaz del software y sus herramientas correspondientes que se utilizan para visualizar, interactuar y trabajar con información geográfica. Puede ser una aplicación independiente, como ArcMap, Google Earth o ArcGIS Explorer. También podría ser una aplicación Web que se ejecuta en un navegador Web. O bien, podría ser una aplicación móvil que funciona en un dispositivo de campo con GPS habilitado o en un teléfono inteligente como ArcGIS Mobile.

Cuenta con diversas opciones de aplicaciones que puede utilizar para crear cada aplicación de mapa SIG para los usuarios finales. Generalmente, la elección correcta depende del conjunto de funciones, herramientas y visualizaciones de mapa que requieren los flujos de trabajo del usuario. Con menor frecuencia, la elección de la aplicación dependerá del usuario final y su experiencia con el uso de PC y el entorno en que se realiza el trabajo (por ejemplo, en el campo, en una oficina remota con velocidades de Internet bajas, etc.).

2. Un mapa base digital

Cada aplicación de mapa incluye un mapa base 2D o 3D en el que se visualiza y utiliza información operacional, observaciones e información derivada desde modelos de análisis. Por ejemplo, la ortofotografía comúnmente se utiliza como una base general en la que se superpone información operacional.

Un mapa base se utiliza para la referencia de ubicaciones y ofrece un marco en el que los usuarios superponen o combinan sus capas operacionales, realizan tareas y visualizan información geográfica.

En las aplicaciones SIG, los usuarios combinan su información operacional en un mapa base 2D o 3D.

Un mapa base es un mapa que posee contornos fundamentales (y, con mayor frecuencia, imágenes) en los que se pueden ubicar datos geográficos, topográficos y operacionales adicionales. El mapa base funciona como base para todas las operaciones y representaciones cartográficas subsiguientes. Los mapas base proporcionan el contexto y un marco para trabajar con información de forma geográfica.

En las aplicaciones de mapa SIG, el mapa base ofrece el entorno (es decir, el contexto) para cada aplicación. El tipo de aplicación (por ejemplo, hidrología, parcelas, utilidades eléctricas, conservación) generalmente define el tipo de mapa base que deberá utilizar.

Debido a que los mapas base de alta calidad pueden requerir períodos prolongados y muchas aptitudes para su producción, Esri ha creado una serie de Plantillas de mapa que puede descargar desde el Centro de recursos de ArcGIS. Actualmente, hay plantillas disponibles para calles, topografía, infraestructura gubernamental, pistas, eventos históricos y superposiciones de referencia (para visualizarse en imágenes); y pronto se pondrán a disposición más plantillas. Estas plantillas vienen con documentos de mapa y datos de muestra terminados. Puede modificar la plantilla para utilizar los datos, o simplemente utilizarla como una herramienta de aprendizaje a fin de obtener ideas para diseñar sus propios mapas base.

Las plantillas también son útiles porque muchas organizaciones crean tipos de mapas base similares. Puede descubrir que las plantillas le ayudan a eliminar el trabajo redundante y a estandarizarse en un estilo entre un grupo de departamentos o entidades gubernamentales.

Tipos de mapas base

Se pueden publicar diversos tipos de mapas base, cada uno de los cuales proporciona un rango de aplicaciones en particular. Estos son algunos ejemplos de mapas base comunes:

• Mapas base de transporte que incluyen carreteras, nombres de calles, puntos de interés, uso del suelo generalizado, cuerpos hídricos y nombres de lugares. Algunos ejemplos comúnmente utilizados para estos mapas base son provistos por Google Maps, Google Earth, Bing Maps y ArcGIS Online.
• Mapas topográficos producidos por la mayoría de las agencias de representación cartográfica nacionales.
• Mapas base hidrológicos que muestran cuerpos hídricos, terrenos, cuencas hidrográficas y escalas hidrométricas.
• Mapas de imágenes con terrenos.
• Mapas SIG de ciudades que admiten diversas operaciones y misiones (por ejemplo, un mapa base catastral).
• Mapas de límite administrativo (por ejemplo, límites de censo, distritos políticos, códigos postales, distritos escolares)
• Mapas base de ingeniería.

Algunos mapas base incluyen capas opcionales que puede activar y desactivar como superposiciones de mapas; por ejemplo, las capas de mapa como calles, límites políticos, relieves sombreados y nombres de lugares generalmente se incluyen como superposiciones de mapas base opcionales que se pueden activar o desactivar para obtener diferentes visualizaciones.

Por lo general, las capas de los mapas base están diseñadas para visualizarse sobre una base de la imagen. Por ejemplo, los límites de entidades, los símbolos y las etiquetas de texto poseen un diseño separado que se utiliza como superposiciones de imágenes.

Los mapas base tienden a ser relativamente estáticos, y en un entorno típico no se actualizan con frecuencia. Para aumentar la eficacia, los usuarios crean memorias caché de mapas base (es decir, calculan previamente el mapa base y lo ofrecen como una serie de servicios Web escalables de alto rendimiento).

Los usuarios SIG pueden llevar a cabo diversas estrategias para crear e implementar mapas base para las aplicaciones SIG. Por ejemplo, puede realizar uno de los siguientes pasos:

• Utilizar un mapa Web existente, como Google Earth o Bing Maps, o utilizar un mapa base desde ArcGIS Online.
• Extender mapas Web de ArcGIS Online al integrar su contenido SIG local con uno de estos mapas base existentes. Por ejemplo, puede agregar contenido de mayor escala utilizando sus propios datos SIG.
• Utilizar otro servicio de mapa base de la organización SIG.
• Crear, mantener y proporcionar sus propios mapas base SIG.

Para obtener más información, consulte Cómo crear mapas base on-line.

Herramientas para trabajar con mapas base SIG

Se incluye un conjunto de operaciones común para trabajar con servicios de mapa base SIG: para navegar a través del mapa base (hacer desplazamiento panorámico, hacer zoom, etc.), para la identificación de entidades y para buscar ubicaciones (por ejemplo, para buscar la ubicación de una dirección o el nombre de un lugar y hacer zoom hacia esa ubicación). Por lo general, se requerirán herramientas de localizadores específicas para cada tipo de mapa base. Por ejemplo, en un mapa base hidrológico, es posible que desee buscar cuencas hidrográficas o nombres de sistemas de ríos.

Descubrirá que los usuarios requerirán un mecanismo para buscar ubicaciones específicas en el mapa fácilmente mediante el uso de nombres que son relevantes a su aplicación; por ejemplo, herramientas para localizar masas forestales, sistemas de ríos, cuencas hidrográficas, áreas de cuencas, distritos municipales, zonas de patrullaje, etc.

3. Capas operacionales

Estos son los pequeños conjuntos de capas de mapa con los que trabaja directamente o deriva como resultado de una operación (como un modelo de análisis o una consulta).

Caga aplicación de mapa se adapta al uso de un grupo de usuarios en particular. El trabajo y la misión de cada usuario requiere trabajar con un conjunto de capas operacionales en su aplicación de mapa SIG. Por ejemplo, un editor en una utilidad eléctrica utiliza ArcMap como su aplicación y una base de suelo como el mapa base, y edita la red de instalaciones eléctricas como una capa operacional como parte de su trabajo diario.

Hay al menos cuatro tipos de capas de mapa operacionales:

• Capas de edición y acceso a datos. Estas son las capas de mapa con las que trabajan los usuarios; por ejemplo, para editar entidades, realizar consultas y seleccionar entidades para la entrada de análisis. Algunos ejemplos comunes son las capas de instalaciones que se editan en una utilidad u otras capas de mapa que los usuarios finales pueden consultar y utilizar.
• Observaciones o fuentes de sensores. Esto puede ser toda información que refleje conocimiento del estado o la situación; por ejemplo, ubicaciones de crímenes, fuentes de sensores de tráfico, clima en tiempo real, lecturas desde metros (como escalas hidrométricas), observaciones del equipo o realizadas por trabajadores en el campo, resultados de inspección, direcciones de clientes, ubicaciones de enfermedades, monitoreos de calidad del aire y contaminación, etc. Estas fuentes de información por lo general se muestran como información de estado en los mapas Web SIG. Además, con frecuencia se utilizan como entradas en las operaciones de análisis que se calculan en el servidor de ArcGIS.
• Resultados de consultas. En muchos casos, las aplicaciones realizarán una solicitud de consulta en el servidor y devolverán un conjunto de registros como resultados. Estos pueden incluir un conjunto de entidades individuales o registros de atributos. Los usuarios comúnmente visualizan y trabajan con estos resultados como gráficos de mapa en sus aplicaciones de mapa Web SIG. Este enfoque por lo general requiere de una programación de la aplicación para crear una capa de mapa de resultados.
• Capas de resultados que derivan de modelos de análisis. El análisis SIG se puede llevar a cabo para derivar nueva información que se puede agregar como nuevas capas de mapa y explorar, visualizar, interpretar y comparar.

En la mayoría de las aplicaciones SIG, los usuarios trabajan con información operacional (a veces con varias capas operacionales) en la parte superior del mapa base, que proporciona el contexto geográfico. En otras ocasiones, la capa operacional se muestra debajo de otras capas que ayudan a proporcionar contexto sobre la ubicación; por ejemplo, cuando clasifica y visualiza áreas del código postal según la información demográfica, generalmente superpone estos resultados con líneas de transporte y nombres de lugares para ofrecer contexto de ubicaciones.

En ambos casos, las operaciones que realiza en las capas requieren de la implementación de un conjunto de funciones de software como herramientas dentro de la aplicación.

Las capas operacionales comúnmente son dinámicas; se recuperan desde la base de datos SIG y se visualizan durante el runtime, por ejemplo, cada vez que hace desplazamiento panorámico, hace zoom o actualiza el mapa. Es común que las capas operacionales funcionen dentro de un rango centrado de escalas de mapa y resoluciones. Por el contrario, los mapas base se pueden diseñar para ser utilizados en un rango de escalas de mapa más amplio. Por ejemplo, los mapas base generalmente le permiten alejarse a extensiones de mapa más grandes (y escalas de mapa más pequeñas).

Es importante identificar el rango de escalas de mapa en el que se visualiza y utiliza la información operacional. En casos en los que la información operacional se utiliza en un amplio rango de escalas de mapa, deberá planificar la visualización del mapa operacional en varias escalas de mapa.

Las capas operacionales deben contar con una serie de herramientas centradas que puede utilizar para trabajar con su contenido, como herramientas de aplicaciones para realizar operaciones de edición enfocadas o consultar y resumir resultados y observaciones. Estas capacidades se incluyen en la aplicación como una serie de herramientas.

Algunas capas operacionales se producen como resultado de la modelación SIG y los operadores de análisis. En estos casos, se utiliza un marco de tareas para proporcionar acceso a las operaciones de modelación alojadas en un servidor SIG que pueden calcular y ofrecer los resultados del modelo como capas operacionales.

Además, trabajar con resultados requiere de un conjunto de herramientas para interactuar con la información derivada a fin de visualizar, interpretar, analizar, comparar e informar acerca de las conclusiones.

Vale la pena destacar que algunos de los mismos datasets que se utilizan en el mapa base SIG con frecuencia también se utilizarán como fuentes de datos para las capas operacionales en las aplicaciones de mapa Web.

Para obtener más información acerca de cómo crear y ofrecer capas operacionales, consulte Crear capas de mapa dinámicas (capas operacionales).

4. Tareas y herramientas en la aplicación SIG

La aplicación SIG que crea incluirá varias herramientas para interactuar y trabajar con la información geográfica. El objetivo de sus aplicaciones consiste en admitir el trabajo de un conjunto de usuarios de destino. Éste determina las herramientas que agrega a la aplicación de mapa SIG.

Las herramientas que incluye en la aplicación de mapa SIG están vinculadas al mapa base o al conjunto de capas operacionales de la aplicación.

Herramientas para trabajar con mapas base

La mayoría de las aplicaciones SIG incluyen un conjunto de herramientas de navegación para hacer zoom y desplazamiento panorámico del mapa, identificar y consultar entidades, y buscar ubicaciones como el nombre de una dirección o un lugar. Por ejemplo, ArcMap incluye una barra de herramientas denominada Herramientas que contiene herramientas de navegación de mapa, consulta y selección.

Muchos mapas base y aplicaciones SIG también incluyen herramientas para la geocodificación de direcciones y la búsqueda de nombres y lugares. Las herramientas del Localizador común son útiles para hacer zoom hacia las ubicaciones del mapa según la dirección, el nombre del lugar, la coordenada x,y, la medición de latitud-longitud o las ubicaciones específicas de las aplicaciones.

Se deben crear herramientas del Localizador para poder trabajar dentro del contexto del mapa base específico que implementa. Por ejemplo, si es un usuario SIG del gobierno local, es posible que desee utilizar un localizador de direcciones que se centre en buscar direcciones en el área local según su propia información de calles y direcciones actualizada y precisa. Consulte Geocodificación para obtener más información acerca de crear, publicar y utilizar sus propios localizadores de direcciones en ArcGIS.

Herramientas para trabajar con capas operacionales

Las principales herramientas que deseará incluir en la aplicación de mapa SIG son aquellas que los usuarios emplearán para trabajar con las capas operacionales en la aplicación. Los usuarios finales utilizarán estas herramientas para llevar a cabo tareas críticas, y analizar y resumir la información operacional, las observaciones y los resultados. Por lo general estas tareas forman parte de un conjunto de flujos de trabajo.

En muchas aplicaciones de mapa SIG, el conjunto de herramientas para trabajar con la información operacional puede ser específica y estar levemente centrada en cada tipo de usuario final en particular. El conjunto de herramientas requerido generalmente determina el tipo de aplicación SIG a utilizar.

A continuación presentamos algunos ejemplos sobre cómo los usuarios trabajan con la información operacional:

• Los usuarios que son editores requieren de una serie de herramientas centradas que les ayuden a lograr los flujos de trabajo y las asignaciones de edición específicas. Por ejemplo, las herramientas de edición de un marco catastral o de parcelas diferirá de las herramientas utilizadas para compilar información hidrológica o de instalaciones.
• Muchos usuarios finales cuentan con un conjunto de capas de destino y un conjunto de herramientas asociadas para trabajar con esas capas. Por ejemplo, herramientas para buscar y generar rutas de la instalación más cercana, calcular los flujos de transmisión según las condiciones actuales o realizar un análisis del patrón de puntos en un conjunto de localizaciones de accidentes.
• Para las fuentes de sensores, generalmente hay conjuntos de herramientas para visualizar, resumir, realizar gráficos y analizar fuentes desde el campo.
• Muchas aplicaciones de mapa SIG incluyen funciones de software para llevar a cabo análisis y modelaciones SIG junto con herramientas con el fin de trabajar, visualizar y analizar los resultados. Puede haber una serie de herramientas para realizar gráficos, analizar y comprender los resultados (al igual que para clasificar y representar los resultados, realizar resúmenes estadísticos, generar informes tabulares, etc).
• En algunas aplicaciones de mapa SIG, los usuarios envían consultas al servidor, que devuelve un conjunto de entidades y sus atributos. Estos resultados se muestran en el mapa como gráficos interactivos e información descriptiva en los que se pueden realizar gráficos, resumir e ir a hipervínculos para obtener información más detallada.

Utilizar tareas de geoprocesamiento para realizar un análisis SIG

Los servidores SIG se utilizan frecuentemente para realizar análisis y modelación SIG. Estos servicios SIG se utilizan para generar un conjunto de resultados que se pueden visualizar, analizar y emplear en la aplicación SIG. La mayoría de los resultados se crean mediante el uso de modelos de geoprocesamiento.

El geoprocesamiento es la ejecución metódica de una secuencia de operaciones en datos geográficos para crear nueva información (es decir, resultados). El proceso que lleva a cabo debe ser rutinario; por ejemplo, ayudarle a convertir una cantidad de archivos de un formato a otro. O bien, las operaciones pueden ser algo sofisticadas; por ejemplo, crear un modelo de análisis sofisticado y publicarlo como una tarea mediante ArcGIS Server. Los modelos de geoprocesamiento se utilizan para generar una serie de resultados, que los usuarios finales pueden visualizar, analizar y evaluar en las aplicaciones SIG.

Una vez que se generaron y proporcionaron los resultados, los usuarios de la aplicación SIG requerirán de varias herramientas en las aplicaciones de mapa Web para visualizar, analizar, resumir, comparar e informar los resultados.

La determinación de las herramientas que necesita cada usuario es clave para crear aplicaciones de mapa SIG correctamente.

Cuando los modelos de geoprocesamiento se publican mediante ArcGIS Server, se refieren como tareas.

Consulte Una vista general de geoprocesamiento con ArcGIS Server para obtener más información.

5. Una geodatabase completamente operacional

Las aplicaciones de mapa SIG ofrecen más de una vista de mapa. También proporcionan una ventana en geodatabases inteligentes.

Cada aplicación SIG depende de un sólido marco de administración de datos geoespaciales que puede mantener la información utilizada para crear y admitir todas las aplicaciones SIG. Éste puede comprender una o más geodatabases, un conjunto de shapefiles, varias bases de datos y hojas de cálculo tabulares, archivos CAD, archivos de diseño, imágenes, páginas Web HTML, etc.

Necesitará uno más repositorios de información geográfica utilizados en su organización SIG para admitir este trabajo. Los mapas base se deben crear y mantener mediante un modelo de información SIG sólido, actualizado e integrado. Los datasets se deben editar y mantener. Las observaciones se deben capturar. Los resultados de análisis se deben registrar y almacenar. Y así sucesivamente.

Las geodatabases son particularmente esenciales no sólo porque administran conjuntos de entidades individuales sino también porque almacenan y modelan los comportamientos y las relaciones espaciales que son críticas para muchas tareas SIG y operaciones de análisis.

Existe un fuerte enfoque en la comunidad profesional SIG en la inversión y creación de información geográfica de alta calidad. Las respuestas que deriva de SIG no pueden ser de mayor calidad que la de la información incluida en la base de datos SIG. Los datasets SIG se deben compilar al unísono, en armonía y de forma integrada para que se adapten conjuntamente en un marco geográfico. Muchos usuarios SIG realizan grandes inversiones en la creación y el mantenimiento de sus bases de datos geoespaciales. Esta información tiene un gran valor al abordar un amplio rango de preguntas. Los datos geográficos sólidos se vuelven más fundamentales cuando desea hacer más que simplemente visualizar observaciones en un mapa base.

La geodatabase de ArcGIS es una tecnología de administración de datos muy sólida e importante para la modelación, la organización y el mantenimiento de información SIG enriquecida a fin de admitir su trabajo. Las geodatabases están diseñadas para admitir todos los niveles de implementación SIG, desde aquellos que admiten los modelos de geodatos más simples hasta aquellos que son algo sofisticados.

Los servicios Web le ayudan a implementar este marco

Vale la pena mencionar que todos estos elementos es una aplicación de mapa Web SIG se pueden alojar y ofrecer mediante ArcGIS Server. Por ejemplo, se pueden ensamblar y acceder a varios servicios Web como parte de la aplicación de mapa SIG: un servicio de mapas base, servicios de mapas operacionales, servicios de geoprocesamiento, servicios de geodatos, servicios de imágenes, etc.

Uno de los puntos fundamentales de las aplicaciones de mapa SIG es que puede combinar servicios Web remotos con su propio contenido local para ensamblar aplicaciones SIG. Vale la pena tomarse un tiempo para reflexionar acerca de cómo podría aprovechar sus propios recursos con los servicios de otras organizaciones en las aplicaciones Web.

A continuación presentamos un ejemplo de implementación de una aplicación de mapa Web SIG mediante la interfaz de JavaScript en ArcGIS Server, que también realiza consultas a la red de escalas hidrométricas NWIS desde USGS y devuelve observaciones de series de tiempo para el flujo de transmisión (http://waterdata.usgs.gov/nwis). Se puede acceder a estas observaciones a través de un protocolo de servicios Web denominado WaterOneFlow, publicado por la comunidad hidrológica. Por ejemplo, consulte http://water.sdsc.edu/wateroneflow/.