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Bases de datos geográficas

PostGIS

No hay duda que el buque insignia en el ámbito las bases de datos del software libre es PostGIS, el módulo para PostgreSQL desarrollado principalmente por Refractions Research Inc. Este desarrollo proporciona a PostgreSQL la capacidad no sólo de almacenar información geoespacial y cumplir la norma SFSS, sino de realizar operaciones de análisis geográfico.

PostGIS es un producto muy difundido, con importantes referencias a nivel mundial (consultar sus casos de estudio con un gran abanico de herramientas de todo tipo, tanto libres como propietarias. Es de destacar el reciente soporte para PostGIS de ArcSDE, el middleware de acceso a bases de datos de ESRI.

MySQL

La base de datos de mayor éxito en aplicaciones web es desde luego MySQL pero esta base de datos presenta dos serios problemas:

  1. No se puede considerar del todo FOSS ya que no es un producto completamente libre al ofrecerse por la empresa que lidera el proyecto, MySQL AB (recientemente adquirida por Sun), con una licencia dual.
  2. No cumple la norma SFSS y por tanto se ubica (de momento) como un mero "contenedor" de información geográfica, aunque se están realizando esfuerzos para dotar a MySQL de más funcionalidades

pgRouting

Fruto de la colaboración de la entidad que lanzó el proyecto, la empresa franco-suiza camptocamp, y de la que ahora lleva gran parte del desarrollo , la japonesa Orkney, pgRouting se configura como la mejor opción para realizar cálculos de redes y análisis de grafos en general sobre la base de datos PostGIS.

El procesado de rutas se realiza directamente en lenguaje SQL contra la base de datos, sin emplear middleware de ningún tipo, ofreciendo un buen rendimiento y la posibilidad de implementar servicios web como los que la propia empresa Orkney está desarrollando.

Este proyecto va adquiriendo madurez y actualmente ya soporta las operaciones más comunes: camino más corto entre dos puntos (usando algoritmos heurísticos o no) y el problema del viajante (TSP).

Servidores de mapas

En los últimos años la publicación de información geográfica en Internet ha sido uno de los grandes ámbitos de actuación del FOSS para la geomática. Esto se debe a varias razones: los productos comerciales son caros y difíciles de manejar, a menudo imponen a otros la adopción de otros productos comerciales (middleware), no funcionan sobre todos los sistemas operativos, no han adoptado con rapidez las estandarizaciones promovidas por OGC, no ofrecen libertad de uso, etc.

Esto, unido a la estandarización de servicios de interoperabilidad promovida por el OGC, provocó la aparición desde los comienzos del movimiento FOSS, de proyectos relacionados con la publicación en web de cartografía. El principal proyecto en este sentido es el servidor de mapas de la universidad de Minnesota, UMN MapServer.

UMN MapServer

Este proyecto nació como unos scripts para ArcINFO que generaban de forma dinámica impresiones de cartografía para publicar en web. Inicialmente fue un proyecto financiado por la NASA, la Universidad de Minnesota y el departamento de recursos forestales de Minnesota (MNDNR).

Ha evolucionado mucho, en la actualidad se presenta en dos "modalidades":

  • Como ejecutable CGI, es el uso más común que se le ha dado a este servidor de mapas. Se trata de un ejecutable que puede ser invocado desde páginas web para generar de forma dinámica imágenes en los formatos más habituales para la publicación en web (gif, png, etc.).
  • Como biblioteca. La necesidad de realizar tareas específicas en el lado del servidor obligó a "exponer" las funcionalidades de este servidor a diferentes lenguajes de programación (especialmente PHP) para poder realizar tareas con un alto contenido dinámico: consultas especializadas, análisis al vuelo, etc.

Las características por las que destaca este servidor son:

  • Sencillez de configuración y administración
  • Plataformas sobre las que puede operar
  • Velocidad de acceso a datos
  • Cantidad de formatos tanto vectoriales como raster soportados

Recientemente ha llegado la esperada versión 5.0 de MapServer, tras años en versiones 4.x, con importantes novedades como la inclusión de la biblioteca AGG que mejora sensiblemente el renderizado de mapas.

GeoServer

Este servidor de mapas forma parte de la nueva generación de aplicaciones desarrolladas sobre la especificación J2EE. El objeto principal de esta nueva generación de servidores es la utilización de las últimas tecnologías en el desarrollo de soluciones web empresariales, con lenguaje de programación Java. Esto permite el despliegue de la aplicación sobre cualquier servidor de aplicaciones conforme a la especificación J2EE, tanto libres como Tomcat (Apache), JBoss (RedHat) o Geronimo (Apache) o propietarios como WebLogic (BEA), WebSphere (IBM), etc.

Es el proyecto estrella sobre la biblioteca GeoTools. Fue promovido por TOPP (_The Open Planning Project). Destaca entre otros aspectos por el soporte para el protocolo WFS-T convirtiéndose en no sólo un servidor de cartografía sino en un intermediario para la edición remota de información geográfica mediante estándares. Es muy interesante además el proyecto de WFS versionado, que supone una propuesta para conseguir el versionado real de ediciones en la cartografía.

En la versión 1.6 se incorporó un framework de seguridad llamado ACEGI, mejoras de rendimiento, integración con OpenLayers (ver más adelante), etc. Actualmente este proyecto está ya en la versión 1.7 en la que de nuevo se han realizado mejoras de rendimiento, corrección de errores, etiquetado, etc.

deegree

Este servidor de mapas nació como un proyecto del Departamento de Geografía de la Universidad de Bonn, fundándose posteriormente la empresa lat/lon GmbH, que además de continuar con la evolución del proyecto, presta servicios comerciales alrededor de esta plataforma.

deegree es una infraestructura de componentes Java que se puede desplegar sobre cualquier servidor conforme a la especificación J2EE, ofreciendo un completo conjunto de capacidades geoespaciales. deegree destaca por el elevado número de especificaciones OGC que afirma cumplir, entre los que destacan WMS, WFS(-T), WCS, CSW, WPS, SOS, etc.

Las características más destacables de deegree son las siguientes:

  • Elevada capacidad de configuración y adaptación.
  • Instalación y configuración complejas y nada "amistosas".
  • Buen rendimiento comparado con otros servidores J2EE.
  • Amplio abanico de estándares OGC (aunque no siempre 100% conformes).
  • Comunidad de desarrollo no demasiado abierta, aunque con intención de mejorar este aspecto. Prueba de ello es su incorporación como proyecto incubado en OSGeo.

En el último año se ha lanzado la versión 2.1 ofreciendo soporte a nuevos protocolos como CityGML y WTS, una nueva biblioteca de proyecciones 100% java y una nueva herramienta gráfica de configuración para los servicios WMS, WFS.

La versión en desarrollo (2.2) añade soporte para WPS, siendo uno de los pocos servidores de mapas que también soportan el servicio de procesos.

MapGuide Open Source

Autodesk liberó este servidor de mapas en 2006 como su mayor aportación a la creación de la fundación OSGeo. Dispone de un sistema de publicación en web que lo hace fácil de configurar y administrar y dispone de herramientas comerciales para la publicación desde AutoCAD.

Hace uso de la también liberada biblioteca FDO para el acceso a datos de todo tipo (shapefiles, ArcSDE, Oracle, etc.) y al igual que MapGuide se ofrecen con la licencia LGPL que permite realizar proyectos cerrados sobre esta plataforma.

Recientemente se ha unido a este proyecto un desarrollo de la empresa canadiense DM Solutions llamado Fusion que permite a un administrador web configurar una aplicación de webmapping componiendo componentes (widgets) de forma sencilla.

Tile Cache

Desarrollador por MetaCarta (los creadores de OpenLayers) se puede entender como un middleware o un software de servidor intermedio que permite cachear peticiones a servidores de mapas WMS de forma que los clientes reciben teselas (tiles) para ser visualizadas sin tener que ir directamente al origen de datos. Se podría decir que con TileCache el rendimiento de los servicios WMS se incrementa uno o dos órdenes de magnitud. El inconveniente de TileCache es que hay pocos clientes que utilicen esta forma de obtener cartografía, restringiéndose en la mayoría de los casos a OpenLayers, aunque también puede tener como cliente al visor 3D Nasa World Wind (se describirá más adelante).

TileCache nació como un prototipo o prueba de concepto para testear las capacidades de esta forma de recuperar cartografía en la web, intentando acercar la experiencia de usuario de estos sistemas a otros como los populares Google Maps o Yahoo Maps.

Fruto de un proyecto del Google Summer of Code en 2007 se portó este software a Java con el nombre de GeoWebCache, aunque con menos funcionalidades, tiene la ventaja de que al ser una aplicación J2EE es fácilmente integrable en entornos empresariales donde se utilice el stack de aplicaciones Java. Actualmente GeoWebCache se distribuye tanto como aplicación web independiente como integrada con GeoServer.

FeatureServer

Se trata de un software de servidor bastante diferente del resto de aplicaciones. Ofrece una aproximación al servicio de geometrías vectoriales muy diferente a la propuesta por OGC, aunque es compatible con WFS. Hace uso de tecnologías REST para solicitar geometrías o para modificar las que hay en el servidor. De esta forma se convierte en un servidor de geometrías muy flexible que permite realizar edición on-line de forma sencilla. Al igual que TileCache, es una propuesta de MetaCarta que se integra perfectamente con OpenLayers como «consumidor» de las geometrías servidas por este producto.

Herramientas de metadatos

Un servidor de catálogo es una aplicación que permite publicar en una red (generalmente Internet) un conjunto de metadatos sobre diferentes conjuntos de datos. En el contexto de la geomática, estos datos serán diferentes tipos de información geográfica: capas vectoriales y raster, mapas digitalizados e incluso mapas o fotografías aéreas en formato analógico. Este catálogo se "expone" como un portal que permite hacer búsquedas mediante diferentes criterios tanto alfanuméricos como espaciales. Hasta hace poco, no se disponía de ningún estándar internacional para la generación de dichos metadatos quedando a decisión de la organización utilizar algunas propuestas como Dublin Core o el formato del FGDC americano. Hoy en día ya se cuenta con estándares internacionales como las ISO 191**, especialmente las ISO 19115 e ISO 19139.

En este apartado, como herramienta del lado del servidor sólo se puede mencionar GeoNetwork como producto independiente de gestión de metadatos. En cualquier caso deegree también puede ser utilizado como servidor de metadatos aunque debido a la dificultad de su configuración es una opción mucho menos implementada que GeoNetwork.

GeoNetwork OpenSource

Este proyecto, financiado por la FAO (Food and Agriculture Organization) de las Naciones Unidas se ha convertido en la aplicación de referencia para la publicación de metadatos de información geográfica. Es una aplicación J2EE que dispone tanto de una versión para "producción" como una versión de pruebas orientada a trabajar en un PC de escritorio normal (utilizando un contenedor de servlets muy ligero llamado Jetty.

Mediante una interfaz web amigable, el administrador puede gestionar los metadatos, darlos de alta, importar y exportar, etc. Dispone de un visor web que permite visualizar en el mismo geoportal los servicios WMS y ArcIMS que se encuentren en el catálogo, o bien miniaturas de los mapas y demás orígenes de datos geográficos catalogados.

GeoNetwork 2.2 dispone de una interfaz amigable utilizando tecnologías AJAX, soporte para clientes que implementen el protocolo Open Search, así como soporte a Open Archive Initiative. Se incluye además una versión de GeoServer con datos de ejemplo y una herramienta de escritorio para facilitar algunas tareas de administración.

CatMDEdit

CatMDEdit es una herramienta de escritorio que permite la creación y edición de metadatos, conforme a los estándares ISO 19115, el Núcleo Español de Metadatos (NEM)1, Dublin Core y CSDGM (Content Standard for Digital Geospatial Metadata).

CatMDEdit fue desarrollado por el consorcio español TeiDE, formado por la unión de tres Grupos de Trabajo de tres Universidades:

  • Grupo MERCATOR de Tecnologías de la Geoinformación de la Universidad Politécnica de Madrid.
  • Grupo de Sistemas de Información Avanzados (IAAA) de la Universidad de Zaragoza.
  • Grupo de Información Geográfica de la Universidad Jaume I de Castellón.

Actualmente esta herramienta es mantenida por la empresa GeoSLab y la Universidad de Zaragoza (Grupo de Sistemas de Información Avanzados). Está muy difundida, especial aunque no únicamente en el ámbito español. Recientemente se ha lanzado la versión 4.0 de CatMDEdit, que incorpora las últimas actualizaciones de los estándares ISO, reestructuración de la interfaz gráfica y compatibilidad con GeoNetwork entre otras muchas novedades.

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