• Imprimeix

Infraestructura de dades espacials

Autor: Dr. Joan Nunes. Universitat Autònoma de Barcelona
Promotor: Institut Cartogràfic de Catalunya, 2013

 

Una infraestructura de dades espacials (IDE) és una estructura tècnica i organitzativa, basada en la cooperació i constituïda per mitjà d'acords coordinats sobre estàndards de tecnologia, arranjaments institucionals i polítiques de foment, que té com a finalitat facilitar el descobriment, el coneixement, l'accés i l'ús de la informació geoespacial disponible en un àmbit territorial a través d'Internet per part del conjunt de la societat.

L'accés a la informació d'una infraestructura de dades espacial té lloc per mitjà de geoportals que ofereixen serveis de catàlegs de metadades de la informació geoespacial; serveis de visualització de les dades, per mitjà de serveis de mapes web; serveis de localització, per mitjà d'adreces i de nomenclàtors; i, eventualment, d'altres tipus de geoserveis específics, a més de descàrregues de dades, de documents o d'altres recursos d'informació geoespacial.

Geoportal de la infraestructura de dades espacials europea INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe).

 

Sumari:

  1. Origen
  2. Definició
  3. Components d'una infraestructura de dades espacials
    3.1  Metadades geoespacials
    3.2  Catàleg de dades geoespacials
    3.3  Visualització de dades geoespacials
    3.4  Descàrrega de dades geoespacials
    3.5  Altres serveis d'informació geoespacial
  4. Tecnologia
    4.1  Arquitectura orientada a serveis. Components de programari
    4.2  Arquitectura distribuïda
  5. Impacte de les infraestructures de dades geoespacials
  6. Exemples d'infraestructures de dades espacials
  7. Temes relacionats
  8. Referències
  9. Lectures recomanades

 

Origen

Les primeres iniciatives i el concepte d'infraestructura de dades espacials van sorgir a la primera meitat de la dècada de 1990 a l'administració dels Estats Units per a evitar la duplicitat d'esforços de producció d'informació geogràfica, fer possible el coneixement i la reutilització de la informació existent i superar les dificultats històriques per a l'ús efectiu i general de la informació geogràfica, un cop reconegut el seu valor estratègic per a la societat.

El concepte general d'infraestructura d'informació va ser introduït com a iniciativa política a Estats Units (Gore, 1993) i a Europa Bangemann, 1994), i poc després com a concepte de recerca progressivament definit en l'àmbit dels sistemes d’informació al llarg de la dècada següent (Star and Ruhleder, 1996; Ciborra and Hanseth, 1998; Hanseth, 2002; Bygstad, 2008). Les infraestructures d'informació han estat equiparades a altres infraestructures fonamentals per al funcionament de les societats desenvolupades, com és el cas de les infraestructures de transports i les de telecomunicacions (Hughes, 1983), que pel seu caràcter bàsic i estratègic són necessàriament objecte de polítiques públiques. El més significatiu de la introducció i desenvolupament de les infraestructures d'informació, des del punt de vista dels sistemes d’informació, és el canvi de perspectiva que ha suposat, de les organitzacions a les xarxes i dels sistemes a les infraestructures, en tant que xarxa de sistemes d'informació interconnectats a escala global. En aquest sentit, el concepte d'infraestructura d'informació ha influït decisivament en una aproximació descentralitzada a la construcció de sistemes d’informació, com a interconnexió de sistemes locals.

Les infraestructures de dades espacials són un cas específic d'infraestructura d'informació, però especialment rellevant pel fet que la major part d'informació és de naturalesa territorial, i per tant informació geoespacial, i pel coneixement i les capacitats addicionals que proporciona el fet d'incorporar a la informació la localització i la dimensió espacial, tal com evidencia la completa incorporació del component espacial als continguts i serveis disponibles a Internet en menys d'una dècada. Així, les infraestructures de dades espacials han estat de les primeres infraestructures d'informació a desenvolupar-se i són alhora de les més elaborades (Williamson et al., 2003).

Concretament, la primera infraestructura de dades espacials és la d'Estats Units (National Spatial Data Infrastructure, NSDI), que s'inicià el 1990 amb la promulgació de la Circular A-16 per part de l'Office Management of the Budget del govern d'Estats Units, que ha estat revisada i actualitzada posteriorment en diverses ocasions (OMB, 2002) i que va anar acompanyada poc després per altres guies i directrius elaborades des de l'àmbit professional i científic (MSC and NRC, 1993).

A finals de la dècada de 1990, amb el desenvolupament i difusió de la tecnologia de SIG web, és quan les infraestructures de dades espacials es materialitzarien de forma efectiva i amb les característiques actuals. Durant els anys següents i fins a mitjans de la dècada de 2000 s'anirien creant les diverses infraestructures de dades espacials, tant de països desenvolupats com en desenvolupament. Actualment, són una realitat en la majoria de països a nivell nacional, així com als nivells regionals inferiors i internacionals superiors.

La Infraestructura de Dades Espacials de Catalunya (IDEC) s'inicià l'any 2000, per bé que la seva reglamentació actual data de l'any 2005, arran de la promulgació de la Llei 16 de 27 de desembre de 2005 d’Informació Geogràfica i de l’Institut Cartogràfic de Catalunya. La Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE) sorgí el 2002 per iniciativa del Consejo Superior Geográfico. El projecte d'infraestructura de dades espacials europeu INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe) es desenvolupà a partir de 2007 en forma de Directiva Europea (Directiva 2007/2/CE), aprovada pel Parlament i el Consell Europeu.

A nivell mundial, l'any 2000 s'inicià el projecte de Global Spatial Data Infrastructure per a establir una infraestructura de dades espacials a escala mundial, que posteriorment ha derivat en la creació de la Global Spatial Data Infrastructure Association en què participen nombroses organitzacions, com ara les agències cartogràfiques governamentals, i que té com a finalitat promoure la cooperació i la col·laboració internacional per donar suport al desenvolupament d'infraestructures de dades espacials d'àmbit local, nacional i internacional arreu del món. L'Organització de les Nacions Unides, per la seva part, creà l'any 2005 la United Nations Spatial Data Infrastructure (UNSDI), que coordina i reuneix la informació geoespacial de les més de 30 agències de les Nacions Unides.

Definició

Pel fet de ser el punt d'accés i la materialització de la infraestructura de dades espacials més visible per a l'usuari, sovint es confon infraestructura de dades espacials amb geoportal. Un geoportal només és el mitjà d'accés a la IDE i no tot geoportal forma part necessàriament d'una IDE. Una infraestructura de dades espacials, a més d'un o més geoportals, comprèn un conjunt de servidors interconnectats dels diferents tipus de serveis o recursos, que constitueixen la infraestructura, i el marc de cooperació i de polítiques que la fan possible.

Una infraestructura de dades espacials requereix l'establiment de polítiques de cooperació, integració, normalització, difusió i distribució de la informació geogràfica; la participació de nombroses organitzacions públiques i privades; i la utilització de tecnologies, recursos i estàndards que permetin la interoperabilitat, la disseminació i la reutilització de la informació i dels recursos i serveis elaborats per a facilitar-ne l'ús de forma oberta, generalitzada, senzilla i còmoda.

Normalment, per l'envergadura i complexitat, pel caràcter estratègic i també pel fet que l'administració pública sol ser un dels principals productors i usuaris d'informació geoespacial, la iniciativa i la coordinació d'una infraestructura de dades espacials correspon a una administració pública, que sol ser la corresponent al nivell territorial de la infraestructura de dades espacials. Per exemple, una Diputació en el cas d'una IDE provincial, un govern autonòmic en el cas d'una IDE d'una comunitat autònoma, o un govern estatal en el cas d'una IDE de tot el territori d'un estat. Tanmateix, una IDE, per ser-ho, requereix la participació del major nombre d'organitzacions públiques o privades productores o distribuïdores d'informació geoespacial sobre un territori per tal d'oferir el repertori més complet possible d'informació disponible. Un geoportal d'una sola organització no és una infraestructura de dades espacials, encara que per comoditat i simplificació el terme IDE s'utilitza sovint també en aquest sentit.

Les infraestructures de dades espacials tenen una estructura descentralitzada i en xarxa, tant pel fet que els recursos de dades, servidors i serveis són aportats de forma distribuïda i integrada per les diverses organitzacions participants (productores, integradores o usuàries) del seu àmbit territorial, com pel fet que una infraestructura de dades espacials d'un determinat àmbit territorial integra les infraestructures de dades espacials dels àmbits territorials inferiors i s'integra en les d'àmbits territorials superiors. La Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE), per exemple, integra les diverses IDE de nivell autonòmic existents a Espanya.

Una infraestructura de dades espacials, d'altra banda, tampoc és una tecnologia determinada. Així, encara que la tecnologia de SIG web, a partir de finals de la dècada de 1990, i el desenvolupament d'estàndards geoespacials, a partir de 2000, hagin fet possible el desplegament efectiu i eficaç de les IDE, el concepte és anterior a aquestes tecnologies i en el futur s'implementarà per mitjà de les tecnologies noves disponibles. Contràriament a una altra confusió força estesa, les infraestructures de dades espacials no són els sistemes d’informació geogràfica a Internet, ni són el nou paradigma de sistemes d’informació geogràfica (Kuhn, 2005). El nou paradigma de SIG és el SIG web i les IDE en la seva implementació actual són, des del punt de vista tecnològic, una aplicació web de SIG molt especialitzada.

Altrament, els sistemes d’informació geogràfica acompleixen dos tipus de funcions respecte de les infraestructures de dades espacials. En el cas dels SIG d'escriptori, serveixen per a mantenir i organitzar les dades geoespacials en els servidors de dades de les IDE, l'anomenada rebotiga (back office) i també com a clients d'ús dels serveis de mapes web o de les dades descarregades de les IDE com a capes. En el cas dels SIG web, serveixen com a clients d'ús dels serveis de mapes web de les IDE.

Components d'una infraestructura de dades espacials

Una infraestructura de dades espacials està formada per almenys tres components bàsics que són les metadades, o documentació de la informació geoespacial disponible; els serveis de catàleg de dades geoespacials, per a donar a conèixer i consultar la informació existent i les metadades que en descriuen les característiques; i els serveis de mapes web per a permetre la visualització de les dades geoespacials disponibles. Addicionalment, i segons els casos, cada infraestructura de dades espacials inclou en major o menor grau la descàrrega de dades geoespacials i altres serveis d'informació geoespacial (GSDI, 2012).

Metadades geoespacials

Una infraestructura de dades espacials es construeix al voltant del coneixement de la informació geoespacial disponible sobre un territori determinat. Aquest coneixement està format per les metadades que són la documentació descriptiva de la informació geoespacial existent. Una infraestructura de dades espacials pot existir, almenys inicialment, només amb les metadades, ja que per mitjà d'aquestes és possible descobrir i conèixer quina informació geoespacial hi ha, quines característiques té i com obtenir-la. Generalment cap infraestructura de dades espacials es limita només a les metadades, però no pot existir sense.

Per aquest motiu, les etapes inicials de tota infraestructura de dades solen estar generalment destinades a la producció de metadades. En aquest sentit, durant aquest període la tasca de l'organització que lidera la iniciativa de crear la infraestructura de dades espacials consisteix a promoure que cada organització que disposa d'informació geoespacial pròpia la documenti mitjançant les corresponents metadades i aporti aquestes al catàleg general de la IDE. A tal efecte, sovint l'organització que lidera la IDE produeix i/o distribueix programari d'edició de metadades gratuït per tal de facilitar la feina d'elaboració de metadades a les altres organitzacions.

Exemple d'editor de metadades gratuït, produït i distribuït per una infraestructura de dades espacials: el programa MetaD, creat i distribuït per la Infraestructura de Dades Espacials de Catalunya, IDEC.

Les metadades geoespacials se solen produir, transferir i intercanviar en forma de fitxers en format XML, d'acord amb els estàndards de metadades geoespacials (ISO 19115/19139/ 19119). Tanmateix, de cara a la publicació i consulta en forma de catàleg, s'emmagatzemen en bases de dades relacionals o relacionals orientades a objectes, amb diferents esquemes de bases segons l'aplicació de servidor de catàleg de metadades utilitzada.

Catàleg de dades geoespacials

El conjunt de les metadades descriptives de la informació geoespacial disponible d'un territori constitueix el catàleg de dades geoespacials, també anomenat inicialment catàleg de metadades, de la infraestructura de dades espacials d'aquell territori, talment com el conjunt de fitxes de catalogació de les obres duna biblioteca constitueix el catàleg de la biblioteca. Encara que originalment el catàleg d'una infraestructura de dades espacials estava concebut per a documentar només dades geoespacials, el concepte s'ha anat ampliant progressivament, com també ho han fet els models de metadades, a altres tipus de recursos d'informació geoespacial, notablement, serveis de mapes i, en general serveis d'informació geoespacial i sensors, de manera que, tot i el predomini de les dades, cal parlar de catàleg de recursos d'informació geoespacial (Nogueras-Iso et al., 2010).

Per tal de facilitar la consulta del catàleg de dades geoespacials, les IDE requereixen organitzar les metadades en bases de dades de metadades i utilitzar una aplicació de servidor de catàleg de metadades, que publiqui les metadades en forma de serveis web de catàleg interoperables, segons els  estàndards geoespacials d'Open Geospatial Consortium com és araCatalogue Service for Web (CS-W), per al protocol web HTTP, o el més general Catalogue Service (CAT), per a altres protocols com per exemple el protocol Z39.50 emprat en les aplicacions documentals i de biblioteques.

Gràcies a la implementació en forma de serveis i a la utilització de protocols de serveis estàndard, els catàlegs de metadades es poden consultar des de qualsevol aplicació web client capaç d'interpretar aquest tipus de serveis i es poden interconnectar entre si. La interconnexió entre catàlegs de metadades permet desenvolupar les IDE d'acord amb una arquitectura distribuïda. Així, no cal que tot el catàleg de metadades d'una IDE estigui en la mateixa base de dades en un sol servidor. Les organitzacions amb capacitat tècnica i/o un volum de dades geoespacials important poden crear el seu propi catàleg de metadades i connectar-lo al catàleg general de la IDE, el qual retransmet les consultes al catàleg corresponent i en recupera i serveix els resultats sense que l'usuari noti cap diferència.

Una infraestructura de dades espacials, per tant, pel que fa al catàleg de dades geoespacials, ha d'emmagatzemar les metadades geoespacials en bases de dades de metadades i implementar serveis de catàleg de metadades mitjançant protocols de serveis estàndard, que poden ser tant en un cas com en l'altre de forma distribuïda. A més, cada infraestructura de dades espacial sol proporcionar des del seu geoportal la seva aplicació web client de metadades, per tal d'oferir una interfície de consulta personalitzada i transmetre la imatge corporativa del projecte

 

Exemple d'aplicació web client de metadades: el client de consulta del Catàleg de la Infraestructura de Dades Espacials de Catalunya, IDEC.

 

Visualització de dades geoespacials

Un segon tipus de servei, gairebé imprescindible, que ha d'oferir una IDE és la possibilitat de visualitzar les dades geoespacials mitjançant serveis de mapes web, que permeten veure i fins a cert punt utilitzar les dades sense haver d'exposar-les directament a l'usuari ni que aquest hagi de descarregar-les.

L'ús d'estàndards geoespacials de serveis de mapes web, notablement l'estàndard WMS d'Open Geospatial Consortium, permet que els serveis de mapes web publicats per la infraestructura de dades espacials es puguin visualitzar per mitjà de qualsevol aplicació de SIG client, tant d'escriptori com web.

La publicació de serveis de mapes web estàndard per part d'una infraestructura de dades espacials compleix, per tant, dues funcions. La més immediata de fer possible la visualització de les dades geoespacials durant la consulta i descobriment de dades a través del geoportal de la IDE, i la funció tant o més important d'oferir un conjunt de mapes web a punt d'usar i permanentment disponibles que permeten una primera utilització senzilla de les dades als usuaris, sense necessitat de tenir-les, cosa que en el cas de les dades de cartografia general de referència sol ser suficient en la major part d'aplicacions. Aquesta segona funció, inicialment poc freqüent, ha estat possible gràcies a l'ús d'estàndards geoespacials de serveis de mapes web interoperables i reutilitzables, la qual cosa ha potenciat de retruc la primera funció d'oferir la visualització de les dades geoespacials, ja que publicar el servei de mapes WMS de cada conjunt de dades s'ha convertit de fet en una operació obligada i de rutina, com pot ser publicar-ne les metadades.

La publicació de de serveis de mapes web requereix disposar d'una o més aplicacions de servidor de mapes web en una infraestructura de dades espacials i, d'altra banda, possibilita el desenvolupament d'arquitectures distribuïdes, ja que les organitzacions propietàries de les dades poden publicar directament els serveis de mapes web de les seves dades geoespacials, els quals poden ser visualitzats des del geoportal de la IDE i utilitzats pel públic arreu del món mitjançant aplicacions estàndard.

A més d'oferir els serveis de mapes web estàndard de lliure utilització, generalment tota IDE ofereix també una aplicació web client de visualització dels seus serveis de mapes, sovint anomenada visualitzador o visor de mapes, integrada o accessible des del geoportal de la infraestructura de dades espacial, que permet veure i fer un primer ús senzill de les dades geoespacials a través dels serveis de mapes web. Aquest visualitzador pot incloure, a més, altres tipus de serveis d'informació geoespacial.

Exemple d'aplicació web client de visualització de serveis de mapes web estàndard: el visualitzador de mapes de la Infraestructura de Dades Espacials de Catalunya, IDEC.

 

Descàrrega de dades geoespacials

La descàrrega de les dades geopespacials en si no és una prestació imprescindible en una infraestructura de dades espacials, però és la culminació lògica del procés de descobriment, coneixement, avaluació i accés a les dades geoespacials existents sobre un territori.

La descàrrega lliure i gratuïta de les dades geoespacials varia molt segons la política de distribució de dades de les diferents agències i productors de dades geoespacials de cada país i dins d'un mateix país. Dintre d'una mateixa infraestructura de dades pot haver-hi dades d'accés lliure i gratuït, i d'altres distribuïdes comercialment. La tendència general és que les dades cartogràfiques de les agències governamentals es distribueixin cada cop més de forma lliure i gratuïta per a usos no comercials, a la qual cosa ha contribuït decisivament la implantació de les infraestructures de dades espacials i recíprocament. Als Estats Units aquesta ha estat la política predominant des de fa dècades. A Europa, la lliure distribució de les dades geoespacials és més recent i encara no és completa, però cada cop és més estesa. A Catalunya i Espanya la política de distribució gratuïta va començar a mitjans de la dècada de 2000 i actualment la major part de la informació geoespacial de les agències estatals i autonòmiques és d'accés públic i gratuït.

Pel que fa a les dades distribuïdes comercialment està fora de l'abast de les infraestructures de dades espacials la implementació de sistemes de compra en línia. La informació sobre el distribuïdor i dades de contacte, consultable a les metadades, és la via habitual per adreçar l'usuari vers l'accés a les dades.

Procés de descobriment i accés als recursos geoespacials. Font: GSDI, 2012.

 

L'accés a les dades geoespacials en si implica que l'usuari desitja fer-ne un ús més enllà de la simple visualització i consulta a través de serveis de mapes web i que disposa dels mitjans adients per fer-ho, típicament programari de SIG d'escriptori. El procediment per a disposar de les dades, passa necessàriament per la descàrrega de les dades en algun dels formats oferts des de la infraestructura de dades espacials, ja que l'accés remot a les dades no és eficient ni viable donades les velocitats de transferència de dades corrents a la xarxa. No obstant, a mesura que es vagin implementant i popularitzant els serveis web de geoprocessament, és probable que en un futur relativament proper l'accés remot a les dades i el processament a través de plataformes de SIG en el núvol vagin reduint la necessitat de descàrrega de dades.

Altres serveis d'informació geoespacial

Els geoportals de les infraestructures de dades solen oferir, a més dels serveis bàsics de catàleg, de visualització de mapes i, en major o menor grau, de descàrrega de dades, altres serveis d'informació geoespacial.

Una part d'aquests serveis d'informació geoespacial s'ofereix de forma integrada a través del mateix visualitzador de mapes, mitjançant funcionalitat addicional. Entre els serveis addicionals més habituals hi ha el servei de nomenclàtor (gazeteer), de localització de llocs per topònims, i també de guia de carrers, per a la localització d'adreces, així com altres localitzadors com per exemple per parcel·la cadastral. Molts dels visualitzadors permeten enllaçar a la vista d'una determinada informació i àmbit territorial des de pàgines web externes i alguns permeten exportar el codi HTML necessari per a encastar el visualitzador de mapes de la IDE com una finestra dins de pàgines web externes. En alguns casos, s'ofereix també una versió reduïda del visualitzador de mapes per a telèfons mòbils.

Més enllà de les extensions típiques del visualitzador de mapes, les infraestructures de dades espacials poden proporcionar serveis addicionals mitjançant diferents vies complementàries:

  • Funcionalitat avançada del visualitzador de mapes, com és ara poder afegir capes de dades locals pròpies en format KML o serveis de mapes web estàndard de tercers, poder desar la vista, poder calcular rutes òptimes entre punts, etc.
  • Visualitzadors temàtics especialitzats
  • Eines o entorns per a desenvolupar visualitzadors personalitzats
  • Serveis geoespacials simples, com és ara transformacions de coordenades, calculadores geodèsiques, etc.
  • Serveis web de geoprocessament

 

Tecnologia

Arquitectura orientada a serveis. Components de programari

La tecnologia utilitzada per a implementar les infraestructures de dades espacials és basa en els serveis web i en particular en serveis web d'informació espacial definits pels estàndards geoespacials. Per tant una infraestructura de dades espacials s'implementa per mitjà d'una arquitectura orientada a serveis, la qual cosa permet alhora que pugui materialitzar-se com una arquitectura distribuïda.

Arquitectura orientada a serveis d'una infraestructura de dades espacials. Font: GSDI, 2012.

Una arquitectura orientada a serveis es caracteritza pel fet d'utilitzar programari intermediari per a les seves operacions. El programari intermediari realitza les funcions de processament independentment de les funcions d'interacció i de presentació, que resten en l'aplicació client de l'usuari final, la qual accedeix a la informació a través del programari intermediari en forma de serveis. Per la seva part el programari intermediari accedeix a les dades com a client, a través del programari encarregat de la gestió de les dades, típicament un sistema de gestió de bases de dades.

Així, els components de programari d'una infraestructura de dades espacials son els següents:

Nivell inferior o rebotiga (back office)

  • Repositori de dades geoespacials, típicament una base de dades espacial.
  • Programari gestor de bases de dades espacials
  • Programari SIG d'escriptori, client de la base de dades espacial, per a manipular i mantenir fora de línia les dades geoespacials.
  • Repositori de metadades, típicament una base de dades relacional o relacional orientada a objectes.
  • Programari gestor de bases de dades
  • Programari editor de metadades, que pot ser un client d'escriptori o web de la base de dades de metadades, per a manipular i mantenir fora de línia les metdadades.

Nivell intermedi (middleware)

  • Programari intermediari servidor de catàleg de metadades, per a publicar els serveis de catàleg i processar les consultes de metadades.
  • Programari intermediari servidor de mapes, per a publicar els serveis de mapes i processar les operacions de visualització i consultes sobre el mapa.
  • Programari intermediari de gestió de descàrregues de dades, pot ser un programa simple que efectua la crida per a descarregar fitxers de dades estàtics prèviament preparats, o bé una veritable aplicació d'extracció i compressió de dades de la base de dades espacial que elabora dinàmicament el fitxer o fitxers a descarregar i els lliura al client.
  • Opcionalment, programari intermediari de serveis web d'informació geoespacial avançats, com és ara serveis d'elements, serveis de dades ràster, de sensors, etc.
  • Opcionalment, programari intermediari de serveis web de geoprocessament, com és ara serveis d'elements, serveis de dades ràster, de sensors, etc.

Nivell superior, client o aparador (front end)

  • Client de metadades, sol ser un client web personalitzat, funcional dins d'un navegador web, propi de la infraestructura de dades espacials per a explorar i consultar el catàleg de metadades.
  • Visualitzador de mapes, sol ser un client web personalitzat, funcional dins d'un navegador web, propi de la infraestructura de dades espacials per a visualitzar i consultar els serveis de mapes web de la IDE.
  • Client de descàrrega de dades, pot estar integrat dins del visualitzador de mapes o ser una pàgina web a part amb la interfície per a realitzar les peticions.
  • Opcionalment, client de geoprocessament per a sol·licitar les operacions de geoprocessament de dades geoespacials al programari servidor de geoprocessament. Pot estar integrat dins del visualitzador de mapes com a funcionalitat ampliada, o ser una aplicació web a part amb una interfície específica pròpia.

A part, la infraestructura de dades espacials ha de comptar també, lògicament, amb els components de programari genèrics necessaris per a establir i operar un lloc web complex com és el geoportal d'una IDE, bàsicament:

  • Servidor web, per a publicar les pàgines web de les aplicacions client, rebre peticions i enviar resultats.
  • Servidor d'aplicacions, per a gestionar les transaccions entre el servidor web i el programari intermediari dels diferents tipus de serveis.

L'usuari final, per la seva part, només necessita un navegador web, ja que tots els clients web són essencialment pàgines HTML funcionals dins del navegador web. A part, però, gràcies al fet que tots els serveis de la IDE són serveis web estàndard interoperables, l'usuari final pot utilitzar altres clients diferents que els proporcionats per la IDE, que poden ser altres aplicacions web o programes d'escriptori, entre les quals un SIG d'escriptori per a visualitzar els serveis de mapes.

Així mateix, l'usuari de la infraestructura de dades espacials pot també reutilitzar els serveis estàndard d'informació geoespacial per a incloure'ls en les seves pròpies aplicacions destinades a tercers. Per exemple, els serveis de mapes web de cartografia de referència de les agències oficials s'utilitzen com a fons de mapa de les aplicacions web d'altres organitzacions, estalviant-se haver de tenir les dades i publicar amb els seus propis mitjans els serveis de mapes web corresponents.

Finalment, en cas d'haver descarregat dades geoespacials per a operar directament amb elles, transformar-les, fer anàlisis o derivar-ne d'altres, l'usuari final necessitarà programari de SIG d'escriptori per a usar les dades geoespacials o, per a determinats usos i formats, programari de disseny assistit per ordinador (CAD).

Arquitectura distribuïda

Pel fet de ser una arquitectura orientada a serveis, els diferents repositoris i components de programari intermediari d'una IDE poden estar en ordinadors i ubicacions diferents, poden ser la reunió de parts diverses localitzades en ordinadors i ubicacions diferents i poden estar combinades horitzontalment o vertical.

Cadascun dels servidors connectats a Internet que proporcionen serveis web corresponents a  dades geoespacials o les seves metadades, mantingudes per un proveïdor participant en la infraestructura de dades espacials d'un territori, dins del seu àmbit competencial o de responsabilitat, constitueix un node de la infraestructura de dades espacials. El conjunt de nodes d'una IDE forma el que s'anomena xarxade la infraestructura de dades espacialsd'un territori.

Hi ha nodes especialitzats en serveis de mapes, d'altres especialitzats en metadades i altres en descàrrega de dades. També hi ha nodes especialitzats per àmbits temàtics o territorials, que proporcionen conjuntament serveis de metadades, de mapes i de dades només d'un determinat àmbit temàtic o competencial (per exemple, la Dirección General de Catastro dins de la Infraestructura de Datos Espaciales de España, IDEE) o bé d'un determinat àmbit territorial (per exemple, les diverses IDE autonòmiques d'Espanya, com IDEC, en el marc de la IDEE). El geoportal que reuneix l'accés al conjunt de nodes de descàrrega de dades d'una IDE sovint s'anomena centre d'intercanvi (clearinghouse).

L'arquitectura distribuïda s'adiu completament i facilita l'estructura descentralitzada i federativa de les infraestructures de dades espacials.

Exemple de centre d'intercanvi: el portal de centres de descàrrega de la Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE), que permet accedir a tots els nodes de descàrrega d'IDEE. Font: http://www.idee.es/centros-de-descarga.

 

Impacte de les infraestructures de dades geoespacials

La creació i creixement de les infraestructures de dades espacials (Maser, 2005; 2010) ha tingut diversos efectes notables  en un seguit d'àmbits, generant processos de retroalimentació mútua que, en definitiva, han afavorit l'objectiu últim de les IDE de facilitar i fomentar l'ús de la informació geoespacial.

Les infraestructures de dades espacials són conseqüència de la creixent disponibilitat d'informació geoespacial digital acumulada al llarg de les dècades de 1980 i 1990 (Fonseca, 2008). Un dels efectes directes de la implantació d' infraestructures de dades espacials ha estat precisament fer visible el volum d'informació geoespacial existent i augmentar-ne la disponibilitat i també la quantitat pel fet d'incorporar un major nombre d'agents a la disseminació d'informació geoespacial i pel fet de descobrir buits d'informació que progressivament s'han anat cobrint. Al mateix temps, la major visibilitat i l'augment d'accessibilitat ha afavorit que més i més dades i agents s'afegissin a la plataforma de les IDE per guanyar visibilitat i fessin les seves dades accessibles. El resultat és una disponibilitat d'informació geoespacial públicament accessible extraordinària que, de retruc, ha afavorit el desenvolupament de les infraestructures de dades espacials.

Un segon efecte destacat de les IDE és el fet que la major disponibilitat i accessibilitat de la informació geoespacial i d'un cert nombre d'eines bàsiques d'ús simple (visualització i consulta) ha afavorit més als usuaris de menor capacitat tècnica o econòmica, pel menor o en molts casos nul cost en dades, programari i equipament que suposa l'ús públic dels recursos d'una IDE. En aquest sentit, la implantació i desenvolupament de les IDE és un element profundament democratitzador en l'àmbit de la informació i de la tecnologia, que contribueix activament a la reducció de la fractura digital, tant entre països desenvolupats i en desenvolupament (Nedovic-Budic et al., 2011), com dins de cada país entre administracions i organitzacions grans i petites, així com entre institucions o corporacions i ciutadans. Encara que amb un cert retard, el desplegament efectiu de les IDE ha acabat per satisfer bona part de les mancances o necessitats que motivaren el sorgiment, en paral·lel, de les iniciatives i projectes de cartografia col·laborativa.

Les infraestructures de dades espacials han contribuït també, en tercer lloc, amb una efectivitat sense precedents a un canvi de cultura professional i institucional en favor de compartir la informació i el coneixement, amb efectes molt visibles en pocs anys, a partir del moment que les IDE han assolit suficient maduresa i massa crítica.

L'efecte sobre el desenvolupament d'estàndards geoespacials ha estat també molt destacat, ja que els primers destinataris i beneficiaris de la tecnologia interoperable han estat les pròpies IDE, que, per la seva part, en aplicar els estàndards han contribuït decisivament a la consolidació i desenvolupament continuat dels estàndards.

Finalment, el desenvolupament de programari lliure en l'àmbit de la informació geoespacial ha resultat considerablement estimulat pel desenvolupament de les IDE, tant pel fet que la gran disponibilitat de dades públiques i gratuïtes requereix l'existència d'eines de programari igualment gratuïtes per a usar-les, com pel fet que el programari lliure ha estat, per la seva naturalesa, el primer a adoptar els estàndards geoespacials que feien possible la interoperabilitat i per tant el tipus de programari més utilitzat per a implementar infraestructures de dades espacials (Steiniger and Hunter, 2009).

Exemples d'infraestructures de dades espacials

Alguns exemples d'infraestructures de dades espacials d'especial interès per la seva proximitat o rellevància són els següents:

 

Temes relacionats

Referències

Bangemann, M. (1994) Europe and the Global Information Society – Recommendations to the European Council. Brussels: European Commission.

Bygstad, B. (2008) "Information infrastructure as organization: a critical realist view", in Twenty Ninth International Conference on Information Systems, Paris.

Ciborra, C. and Hanseth, O. (1998) "From Tools to Gestell. Agendas for Managing Information Infrastructures", Information Technology & People, 11, 4, 305 - 327.

Fonseca, F. (2008) "Data Infrastructure, Spatial" in Shekar, S. and Xiong, H. (eds.) Encyclopedia of GIS, New York: Springer.

Gore, A. (1993) "Remarks by Vice President Al Gore at National Press Club, Dec 21. 1993", in Wikipedia.

GSDI (2012) The SDI Cookbok. Global Spatial Data Infrastructure Association. http://www. gsdidocs.org/GSDIWiki/index.php/Main_Page   [consulta 10 setembre 2012]

Hanseth, O. (2002) From systems and tools to networks and infrastructures. Toward a theory of ICT solutions and its design methodology implications, http://heim.ifi.uio.no/~oleha/ Publications/ib_ISR_3rd_resubm2.html   [consulta 11 setembre 2012]

Hughes,T.P. (1983) Networks of power. Electrification in Western Society 1880-1930. Baltimore, Maryland: John Hopkins University Press.

Kuhn, W. (2005) Introduction to Spatial Data Infrastructures. http://www.docstoc.com/docs/ 2697206/Introduction-to-Spatial--Data-Infrastructures  [consulta 10 setembre 2012]

Masser, I. (2005) GIS Worlds: Creating Spatial Data Infrastructures. Redlands, California: ESRI Press.

Masser, I. (2010) Building European Spatial Data Infrastructures. 2nd editiom. Redlands, California: ESRI Press.

MSC and NRC (1993) Toward a Coordinated Spatial Data Infrastructure for the Nation. Washington, DC: National Academies Press.

Nedovic-Budic, Z.; Crompvoets, J. and Georgiadou, Y. (2011) Spatial Data Infrastructures in Context: North and South. Boca Raton, Florida: CRC Press.

Nogueras-Iso, J.; Zarazaga-Soria, F.J. and Muro-Medrano, P.R. (2010) Geographic Information Metadata for Spatial Data Infrastructures: Resources, Interoperability and Information Retrieval. New York: Springer.

OMB (2002) Circular No. A-16 Revised, August 19, 2002. Washington, DC: The White House - Office of Management and Budget.

Star, S.L. and Ruhleder, K. (1996) "Steps Toward an Ecology of Infrastructure: Design and Access for Large Information Spaces", Information Systems Research, 7, 1, 111-134.

Steiniger, S. and Hunter, A.J.S. (2009) "Free and open source GIS software for building a spatial data infrastructure" in Bocher, E. and Neteler, M. (eds) Geospatial Free and Open Source Software in the 21st Century: Proceedings of the first Open Source Geospatial Research Symposium. Heidelberg: Springer.

Williamson, I.P.; Rajabifard, A. and Feeney,M.F. (2003) Developing Spatial Data Infrastructures: From Concept to Reality. Boca Raton, Florida: CRC Press.

 

Lectures recomanades

Onsrud, H. (2007) Research and Theory in Advancing Spatial Data Infrastructure Concepts. Redlands, California: ESRI Press.

van Oosterom, P. and Zlatanova, S. (2008) Creating Spatial Information Infrastructures: Towards the Spatial Semantic Web. Boca Raton, Florida: CRC Press.