RESUMEN
La mayoría de las universidades importantes a nivel mundial cuentan con Sistemas de Información Geográfica ya que se considera que entre el 80 y el 90 por ciento de la toma de decisiones tiene involucrada una componente geo-espacial y no solo en las universidades sino de empresas, instituciones y del resto de las esferas de la sociedad.

La Universidad de las Ciencias Informáticas cuenta ya con prestigio a nivel nacional e internacional por su nivel de excelencia e informatización, donde su principal objetivo es la automatización de los procesos involucrados en el quehacer cotidiano.

De ahí que el objetivo de este trabajo consiste en desarrollar el Sistema de Información Geográfico de la Universidad para las Ciencias Informáticas basado en tecnología OpenSource y cumpliendo con las especificaciones del Consorcio OpenGis (OGC) en consonancia con la política de migración al software libre en la que se ve envuelta el país, dadas las ventajas de personalización, redistribución y reutilización de mejoras de desarrollo que ofrecen estas aplicaciones sobre las aplicaciones basadas en software propietario.

Con la creación de este trabajo y su puesta en vigor se verá fortalecida en un enorme por ciento la toma de decisiones y se reducirán los costes asociados a esta. Además será una herramienta que se podrá tener en cuenta a la hora de mostrar todas las áreas del centro a los visitantes.

Palabras claves: automatización, geo-espacial, informatización, redistribución, reutilización, tecnología, toma de decisiones.

ABSTRACT
Most important universities in the world has Geographical Information System since it is considered that between the 80 and 90 percent of the taking of decisions has involved a component geo-space, and not only the universities; companies, institutions and the rest of the spheres of the society too.
The University of the Informatics Sciences already has prestige at national and international level for its excellence and informatization, where its main goal is the automation of the processes involved in the daily chore.

The objective of this work consists on developing the Geographical Information System of the University of the Informatics Sciences based on Open Source technology and fulfilling the specifications of the OpenGis Consortium in consonance with the migration politics to the free software in which the country is involved given the personalization advantages, redistribution and the reuse of development improvements that these applications offers upon applications based on propetary software.

The development of this work and its implantation will be strengthened by an enormous percent the taking decisions and will decrease the costs associated to it. It will also be a tool to keep in mind when showing all the areas of the campus to the visitors.

Keywords: automation, geo-space, informatization, redistribution, reuse, taking decisions, technology

INTRODUCCIÓN
Los sistemas de información se han convertido en herramientas muy efectivas de la ingeniería y de las ciencias básicas. El desarrollo vertiginoso del mundo de la informática ha permitido la creación de numerosos programas con aplicación específica y en los cuales se ve contenido todo el conocimiento y el estado del arte en las diferentes áreas del saber. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG, o las siglas del término en inglés GIS) son prueba de este progreso.

Los SIG son un tipo especializado de sistemas que se distinguen por su capacidad de manejar información espacialmente referenciada y que permiten además su representación gráfica.

Se dice que son herramientas, porque ayudan a la formación de elementos de juicio para la toma de decisiones luego de que se han aprovechado sus funciones de captura, almacenamiento, refinamiento, análisis y visualización de la información.

Los Sistemas de Información Geográficas son aplicaciones informáticas, capaces de manejar información relacionada generalmente con coordenadas de longitud y latitud, representando o simulando una realidad, generalmente se asocia a esta información bases de datos, permitiendo analizar y visualizar la relación entre mapas y datos. Añadiendo de esta manera una nueva perspectiva para el estudio y toma de decisiones de problemas relacionados con la información geográfica.

Posiblemente el componente más importante de un SIG son los datos. Un SIG integrará datos espaciales con otros datos y puede entonces usar un sistema de manejo de bases de datos (DBMS por sus siglas en inglés), usándolo para una mejor organización y mantenimiento de estos datos, manejar los datos espaciales.

Naturalmente los SIG se utilizan tal como hemos indicado anteriormente para analizar datos geográficos, y ayudar a encontrar soluciones a los problemas que día a día se pueden plantear tanto instituciones públicas como empresas. Así por ejemplo, hoy en día con los SIG se puede controlar la red eléctrica, la de alcantarillado, conocer las construcciones así como las características de éstas, tales como ubicación, dimensión, propietario, etc., para el caso de la Universidad de las Ciencias Informáticas podemos saber la ubicación de un edificio, la distancia entre dos puntos, etc. como se observa los ejemplos pueden ser muy diversos.

La necesidad de nuestro tema de investigación está dada porque previo a la disponibilidad de la tecnología SIG, la forma en que se tomaban decisiones (ejemplo: cual era el mejor lugar para ubicar un nuevo edificio o un área recreativa), no siempre era la más adecuada. Se confiaba en mapas tradicionales y en tablas estadísticas impresas. Estos mapas y registros se mantenían generalmente en departamentos o sectores aislados dentro de una cierta organización, perdiendo tiempo, duplicando esfuerzos e inevitablemente produciendo resultados erróneos.

A nivel nacional, desde hace algunos años se trabaja en la creación de la Infraestructura de Datos Espaciales de la República de Cuba (IDERC), cuya visión es compartir la información geográfica en un ambiente cooperativo interinstitucional en función de la toma de decisiones económicas, políticas, ambientales, etc. El Portal Geo-espacial Nacional, producto de esta iniciativa, fue lanzado con carácter experimental en Noviembre de 2004. A pesar de portar los servicios básicos de tales infraestructuras, la IDERC no contempla aún servicios que permitan la modelación tridimensional del terreno y una navegación virtual que posibilite nuevas dimensiones a aplicaciones que requieran este tipo de escenario tanto en ambientes rurales (con capas de vegetación u otras propiedades físicas representadas sobre dichos modelos) como en ambientes urbanos (ciudades digitales). (Delgado, 2005)

La Universidad de las Ciencias Informáticas y la sociedad cubana en sentido general carecen de aplicaciones de sistemas de información geográfica, capaces de generar mapas a partir de información básica, alojadas en un servidor dispuesto para esta tarea. Esto se convierte en un problema ya que imposibilita tener una idea, lo más exacta posible, de la disposición de los recursos; así como de navegar por las diferentes áreas de la universidad.
Además se necesita un sistema que sea capaz de mostrar toda esta información para tener una mejor idea de lo antes expuesto y que pueda aportar nuevas experiencias en el desarrollo de la realidad virtual.

En un momento en el que se está demostrando que el software libre es una alternativa real al software propietario, se pretende recopilar y canalizar los esfuerzos para contar con Sistemas de Información Geográfica libres. Este hecho puede contribuir a la normalización e inclusión de información geográfica como un estándar dentro de la corriente general de los sistemas de información. Un problema de investigación que no estaba resuelto en anteriores trabajos a nivel nacional es precisamente este, ya que solo se cuenta en estos momentos con SIG propietarios.

Los productos SIG tradicionales, es decir, basados en software propietario y en política de licencias, tienen claras desventajas frente al software libre:
- Son productos caros, de los que se suele utilizar solo un porcentaje bajo de la funcionalidad que ofrecen.
- La personalización es limitada; siempre se llega a un punto en el que no se tiene acceso al código fuente y no puede ser cambiado
- No se puede redistribuir el producto, siendo necesario pagar cánones solo para que más usuarios puedan acceder al sistema.
Frente a esto, el software libre proporciona una serie de ventajas:
- Libertad de distribución: es posible redistribuir el software y copiarlo tantas veces como se desee.
- Libertad de modificación: al tener acceso al código fuente, es posible modificarlo y adaptarlo a las necesidades de cada uno
- Reaprovechamiento de desarrollos: cuando alguien mejora un producto, si libera su código, es posible re-aprovechar ese desarrollo a nuestro favor.

1. FUNDAMENTACIÓN DEL TEMA.
1.1. Imágenes gráficas.
Las imágenes gráficas pueden ser almacenadas en formato raster (cada línea se define por todos sus puntos intermedios, siendo almacenados todos ellos) o en formato vectorial (cada línea queda definida por un punto inicial y un punto final (o punto y vector) siendo éstos los únicos puntos que se almacenan).

1.2. Modelo raster
En el modelo raster el espacio es discretizado en pequeños rectángulos o cuadrados, de forma que el tamaño que tienen estos elementos es fundamental y determina la resolución. Utiliza una única primitiva muy similar al punto, el píxel, contracción de las palabras inglesas: picture element. Una malla de puntos de forma cuadrada o rectangular que contiene valores numéricos representa las entidades cartográficas y sus atributos a la vez. Los modelos lógicos menos complejos son los basados en el modelo conceptual raster, en buena medida porque la geo-referenciación y la topología son implícitas a la posición - columna y fila - del píxel en la malla. Cada atributo temático es almacenado en una capa propia. La separación entre datos cartográficos y datos temáticos no existe, pues cada capa representa un único tema y cada celda contiene un único dato numérico. La malla de píxeles puede ser regular o también irregular en el caso de los modelos quadtree y octree.

1.3. Modelo vectorial
El modelo vectorial se basa en tres primitivas básicas:
El nodo o punto: es la unidad básica para representar entidades con posición pero sin dimensión (al menos a la escala escogida) la línea o el arco: representa entidades de una dimensión y está restringido a línea recta en algunas implementaciones el polígono o área: se utiliza para representar las entidades bidimensionales.

1.4. Beneficios y Ventajas
En la actualidad, debido a la disminución del coste de los Sistemas Informáticos, están materializándose importantes beneficios económicos en las empresas y organismos que disponen de la tecnología SIG. Entre estos beneficios se destacan:
- Ahorro de tiempo en producción de mapas, mantenimiento y administración.
- Información exacta, actualizada y centralizada.
- Acceso rápido a los datos.
- Reducción de actividades redundantes o tediosas.
- Análisis complejos imposibles de hacer por métodos tradicionales.
- Menores costes de operación.
- Ayuda a la toma de decisiones, para la realización de inversiones más efectivas.
- Intercambio, venta de información impresa o en soporte magnético.
- Creación de nuevos servicios, derechos por el uso de las bases de datos, etc.
- Obtención inmediata de estadísticas, mapas temáticos, etc.
- Mejora del servicio a los clientes
- Fácil acceso a la información (por dirección, calle, etc.)
- Análisis e informes de gran calidad (mapas temáticos, estadísticas, listados, etc.)
- Eliminación de información redundante en distintos departamentos, al estar totalmente integrada.
- Incremento de la productividad.

Nos planteamos la propuesta de desarrollar un Sistema de Información Geográfica sobre web (aplicación web) que implemente la especificación Web Map Services (WMS) definida por OGC. El mismo hará uso de las facilidades que brinda UMN MapServer.

La aplicación tendrá una arquitectura cliente/servidor de tres capas con enfoque horizontal debido a que contará con los módulos de administración y de visualización de mapas y enfoque vertical ya que será dividido en las capas de Interfaz, Lógica de Negocio y Acceso a datos. Los lenguajes de programación serán PHP y JavaScripts y como gestor de base de datos usaremos PostGreSQL y su extensión PostGIS para los datos geográficos.

1.5. Descripción del Sistema propuesto.
Se decidió que el sistema a desarrollar debe tener dos módulos: el módulo de administración del sistema y el módulo para la visualización de mapas.
También se han definido dos roles principales para el uso del sistema y sus funcionalidades, ellos son: el usuario que puede solo visualizar los mapas y realizar operaciones básicas sobre dicho mapa y el administrador del sistema que puede realizar cualquier acción sobre el sistema, dígase creación de nuevos roles, inserción de funcionalidades o mapas, etc.

Se dividió el trabajo en dos ciclos uno para crear el módulo de visualización de mapas que es el que más le urge a la universidad en este momento y otro para la creación del módulo de administración que lleva consigo toda una tarea para integrar el sistema a las otras aplicaciones que existen ya en la escuela.

1.6. Principios de diseño.
Se concibió la tarea de diseñar una buena interfaz y de hacer un buen diseño grafico con la mejor navegabilidad y usabilidad que pudimos lograr.

Para lo cual se definieron las siguientes metas.
- Que para cada usuario solo sean mostradas y accesibles las opciones que le brinda su rol.
- Que cualquier persona que acceda a la aplicación requiera mínimo dominio de la informática para su utilización.

1.7. Estándares de la interfaz de la aplicación.
La página principal de la aplicación, se concibe como un portal, donde la funcionalidad principal ocupa la mayor parte de la página.
La página cliente para el usuario común muestra en la parte superior izquierda un mapa de referencia, en la parte inferior izquierda aparece un treeview con las capas que contiene el mapa que se muestra en la parte superior aparecen combobox para la búsqueda y edits para localizar puntos. En el centro de la página aparece el navegador donde se encuentra el mapa y en la parte superior derecha aparece la leyenda. Ver Figura 1.

Para el diseño de las principales opciones se utilizaron imágenes acompañadas de textos que aparecen al desplazar el mouse sobre dichas imágenes y que describen la funcionalidad de estas, estas opciones se encuentran debajo de los combobox para realizar las búsquedas. Ver Figura 2.
1.8. Concepción General de la ayuda.

La ayuda está accesible como parte del menú en la página principal de la aplicación y también en el menú de opciones que se le muestran al usuario en la página cliente. Ver Figura 3.

CONCLUSIONES GENERALES
Luego del estudio realizado y del correspondiente diseño del sistema, se logró la implementación del Sistema de Información Geográfico de la Universidad de las Ciencias Informáticas (SIGUCI), con un ambiente bastante cómodo para usuarios, incluso poco familiarizados cumpliendo los estándares de diseño y usando la programación orientada a objetos.

Se desarrollo la propuesta tal y como se había dicho haciendo uso de las tecnologías de punta y las políticas de nuestra universidad de migración a software libre ya que usamos PHP y JavaScripts como lenguajes de programación y PostGreSQL como gestor de base de datos.

Se completó el desarrollo del módulo de Visualización de Mapas y se comenzó el desarrollo del módulo de administración a pesar de que no se pudo terminar, pero como se había dicho antes se dejaron marcadas las pautas para su completamiento y la parte a la que se le dio desarrollo de este módulo se integró al módulo terminado.

De aquí la conclusión de que el trabajo ha sido un éxito porque se ha dado cumplimiento a los objetivos propuestos satisfactoriamente y se hacen además las recomendaciones para un trabajo futuro que mejore la calidad del proyecto.


Fig. 1. Vista de la Página cliente para el usuario.


Fig. 2. Vista del Panel con las opciones de navegación.


Fig. 3. Vista de la Opción para acceder a la ayuda desde la página cliente para el usuario.

GLOSARIO DE TÉRMINOS
· OGC (Open GIS Consortium): Consorcio encargado de definir los estándares a seguir por los SIG. Es un consorcio internacional formado por 256 empresas, organismos estatales y universidades, que participan en un proceso para el desarrollo de especificaciones de interfaces disponibles para el público en general.
· SIG: Sistemas de Información Geográfica (GIS por sus siglas en inglés).
· DBMS: Sistema de Manejo de Bases de Datos.
· IDERC: Infraestructura de Datos Espaciales de la República de Cuba.
· WMS (Web Map Services): Servicios de Mapas en Web. Especificación emitida por OGC.
· UMN MapServer: Servidor de Mapas desarrollado en la Universidad de Minnesota.
· SIGUCI: Sistema de Información Geográfico de la Universidad de las Ciencias Informáticas.

REFERENCIAS
Delgado, Tatiana., (2005). Infraestructuras de Datos Espaciales en países de bajo desarrollo tecnológico. Implementación en Cuba. Tesis de doctorado, Instituto Técnico Militar “José Martí”, Marzo 2005, La Habana, Cuba.

BIBLIOGRAFÍA
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- Álvaro Zabala Ordoñez. Introducción a MapServer. Creando Nuestra Primera Aplicación. Disponible en: http://www.agiles.org/index.php?module=subjects&func=viewpage&pageid=47&pageno=1

Enviado por Alexander Rodriguez Torres
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Publicado Friday 11 de April de 2008