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IDEGrupo

Estándares de información geográfica

UNIDAD 2

C U R S O

Catalogación de objetos geográficos

BOGOTÁ, D. C.CIAFCentro de Investigación y Desarrollo en Información Geográfica

Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Todos los derechos comerciales reservados. Prohibida su reproducción para fines no académicos o de investigación.

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Catalogación de objetos geográficosEn esta unidad los estudiantes tendrán la oportunidad de conceptualizar y entender el rol que cumple la catalogación de obje-tos en el marco de estandarización de la información geográfica, para el desarrollo y puesta en marcha de una Infraestructura de Datos Espaciales - IDE.

Es importante mencionar que este proceso implica realizar la abstracción de una realidad mediante la utilización de objetos geográficos. Por tal razón, emplear un Catálogo de Objetos Geográficos es la primera aproximación a una representación abstracta y simplificada de la realidad, la cual es manejada en un Sistema de Información Geográfica.

Comentarios inicialesSe entiende por realidad al conjunto de elementos a los que es posible definirles características y comportamientos de acuerdo con lo que perciben los sentidos del ser humano. El hombre busca definir, aprobar y usar métodos para representar su reali-dad y de esta forma analiza problemas particulares en un ambiente simplificado o abreviado, que se caracteriza por contener sólo los elementos necesarios para lograr resultados objetivos y completos de cualquier fenómeno estudiado. Este proceso se llama abstracción.

La producción de Información Geográfica (IG), utiliza procesos de abstracción para cumplir con el objetivo de representar gráficamente cualquier fenómeno geográfico en un documento digital o análogo.

Antes de exponer la normatividad asociada a dicho tema, es importante tener nociones básicas para comprender los alcances y características que implica la estandarización.

Conceptos básicos ¿Qué es un objeto geográfico?

Los objetos geográficos son abstracciones de elementos del mundo real, asociadas a una posición geográfica y temporal definida en un sistema de referencia espacial y temporal, respectivamente. Los objetos presentes en el mundo real presentan dos tipos básicos de abstracción: ocurrencias y tipos.

Fuente: Grupo Estándares ICDE. 2009

- Ocurrencia o instancia: es cualquier objeto que por medio de características propias es diferenciado de un conjunto de objetos, es decir, se particulariza o se vuelve único. Se puede identificar cada objeto de mane-ra inequívoca y con una ubicación espacial específica. Ejemplo: río Magdalena, río Amazonas, río Orinoco, etc.

- Tipo: cuando un conjunto de elementos posee características similares y es abstraído como una clase de elemento, se denomina Tipo. Esta forma de abstracción es comúnmen-te utilizada para la definición de catálogos. Debe ser documentado de manera que no dependa del tipo de producto o escala.


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Características de un objeto geográfico

Los objetos geográficos cumplen características que aseguran su uso como IG, entre las que se encuentran las siguientes:

- Ubicación absoluta en el espacio: su carácter geográfico exige que siempre esté relacionado con un sistema de coordena-das referido a la superficie terrestre.

Ejemplo: Bogotá

- Latitud norte 4°35’46”3215

- Longitud oeste de Greenwich 74°04’39”0285

- Sistema de referencia MAGNA - SIRGAS

- Ubicación relativa en el espacio: los objetos también pueden ser ubicados con base en la posición de otros objetos, tanto la distancia como la orientación son fácilmente precisadas por el carácter geográfico de otro objeto.

Ejemplo:

La numeración de la dirección de una casa en una ciudad parte de la referencia de una calle o carrera inicial.

- Posee como mínimo un atributo que lo describe o define: un objeto geográfico tiene que poder ser ubicado, estar definido por uno o más atributos que capturan información para análisis en aplicaciones y particularizan elementos (instanciación).

Pueden ser representados a través de una primitiva geométrica:

- Vector (punto, línea, polígono)

- Ráster (píxel, voxel)

¿Qué es un catálogo de objetos geográficos?Se define como la primera aproximación a una representación abstracta y simplificada de la realidad. En este catálogo se organizan los tipos de objetos espaciales, sus definiciones y características (atributos, dominios, relaciones y operaciones).

Dichos catálogos son la base de otras representaciones generales tales como:

- Los modelos de datos

- Especificaciones técnicas

- Modelos físicos, entre otros

¿Por qué es importante hacer catálogos de objetos geográficos?

Este tipo de catálogos permite a los usuarios y productores hablar en un lenguaje común respecto al contenido de los conjun-tos de datos y por consiguiente comprender mejor su contenido y alcance, además promueven tanto la difusión como el uso de los datos geográficos.

¿Qué beneficios trae un catálogo de objetos?

- Promueve la difusión, el intercambio y uso de los datos geográficos: como existe una estructura unificada, promueve el intercambio de información sin tener que hacer procesos de homologación de la información.


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- Permite alcanzar una mejor comprensión del contenido de los productos: el catálogo captura todos los elementos necesa-rios para entender cualquier producto que sea realizado utilizando como base el mismo. Esto ayuda a la homogenización de criterios y análisis en las aplicaciones.

- Mejor calidad de los datos: es usado como soporte para definir algunos elementos de calidad haciendo funcionales y efi-caces los procesos de evaluación de la información tanto en su estructura como en su contenido.

En la Figura 1 se muestra un diagrama del modelo de generación de IG cuando los procesos se basan en el uso de un catá-logo de objetos. Las necesidades de las aplicaciones particulares determinan la manera en que las ocurrencias de objetos se agrupan dentro de tipos de objetos, de acuerdo a un esquema de clasificación particular.

Figura 1. Procesos de producción de IG basados en el uso de catálogos de objetos

Fuente: curso Estándares de IG. 2009

Con los lineamientos propuestos en una especificación técnica para cada producto se pueden utilizar partes del catálogo para estructurar un modelo lógico, el cual define el diseño del modelo físico que para la mayoría de casos es llamado base de datos geográfica. Las líneas verticales denotan el avance tecnológico y los niveles de abstracción dentro del proceso de producción de información.

En conclusión, la definición de un catálogo de objetos asegura que los procesos de producción de IG sean los ideales, apoya la evaluación de los elementos de calidad y la generación de bases de datos homogéneas, lo que aporta al desempeño y ob-jetivos de cualquier escala de intercambio de información.

Con la modernización de los procesos de producción de IG, las entidades utilizaron los catálogos de objetos como métodos de documentación de sus bases de datos geográficas; luego de un tiempo de implementarlos se tenían varias formas de abs-tracción y de documentación. Por tal razón, surgió la necesidad de unificar estos documentos.


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Los primeros intentos dieron como resultado catálogos donde se normalizan elementos esenciales para la producción de IG (datos fundamentales), pero con el avance de los métodos de producción surgió un cambió en la perspectiva de estan-darización de catálogos, de manera que ahora no era importante definir un estándar de objetos básicos sino normalizar una estructura para su documentación, lo que significó ventajas, dentro de las que se destacan las siguientes:

- Intercambio: cuando era necesario el intercambio de información se debían generar procesos de homologación y de-puración tanto de la estructura como de la disposición de la información, lo que aumentó el costo y tiempo de desarro-llo del producto. Con la estandarización de la estructura se aseguró que el intercambio fuera fácil y sencillo logrando rapidez y eficiencia en el proceso. Cabe aclarar que los estándares de catalogación de objetos no incluyen métodos de homogenización de formatos de archivo (mdb, shp, entre otros), lo que debe ser planeado por los productores.

- Recursividad: en tanto que las capas de información son fácilmente operables, los productos a su vez heredan esta característica, permitiendo la generación de nueva información, aportando la cualidad de recursividad, puesto que son fácilmente reutilizados para nuevos procesos sin que pierdan en algún momento sus cualidades y estructura.

- Interpretación: con un catálogo normalizado es fácil la lectura e interpretación de la información contenida en un pro-ducto. El documento garantiza que los usuarios puedan interpretar y dar buen uso a la información.

En la actualidad existen varios estándares para catalogar objetos, pero para su aplicación en Colombia la adopción se hizo bajo estándares de ISO. A continuación se presenta el estándar y su perfil normativo para Colombia.

ISO 19110 - Methodology for Feature Cataloguing

Este estándar internacional, desarrollado bajo los lineamientos de la Organización Internacional de Normalización -ISO, en el marco del Comité Técnico de normalización sobre Geomática e Información Geográfica, ISO/TC 211, proporciona una directriz para organizar y definir la clasificación de fenómenos del mundo real en un conjunto de datos geográficos.

Este estándar internacional precisa que los catálogos de objetos son los que definen los tipos de objetos representados en los datos, permitiendo la difusión, intercambio y uso de los datos geográficos, gracias a una mejor comprensión tanto de los contenidos como del significado de los datos.

Metodología para la Catalogación de Objetos Geográficos - Colombia

Desde el año 2007 y en el marco del Comité Técnico Normalización 028, se está adelantando en Colombia el proceso de discusión Norma Técnica Colombiana – NTC - Metodología para la Catalogación de Objetos Geográficos. Este es-tándar nacional fue desarrollado como un perfil del estándar internacional ISO 19110, con el objetivo de especificar una metodología para determinar la estructura con la que se organizarían los tipos de objetos geográficos, sus definiciones y características, además de unificar las características de los catálogos de objetos de manera que fueran integrables, homologables y fácilmente comprensibles, al tiempo que permitieran la creación, revisión y actualización de catálogos, estableciendo pruebas de conformidad para su validación.

La gestión de su contenido debe ser adecuada para que sean ampliables, actualizables y fácilmente accesibles debido a que su uso mejora la manera en la que, los productores y usuarios de la información geográfica pueden buscar, encontrar, organizar y acceder a los conjuntos de datos con tiempos de respuesta efectivos.

En la Figura 2, se observa cómo este estándar nacional contempla las definiciones de tema, grupo, objeto, atributos, relaciones y operaciones. A continuación se explicará cada uno de ellos.


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Figura 2. Componentes del Catálogo de Objetos Geográficos

Fuente: Grupo Estándares ICDE. 2009

TEMAS: En esta parte del catálogo se ordenan, de forma ge-neral, los elementos y fenómenos que son modelados, para lo cual se debe establecer el número de temas necesarios para categorizar toda la información. Por ejemplo, entre los posibles temas para un catálogo de objetos geográficos se encuentran:

• Transporte

• Catastro

• Relieve

• Recurso y ambiente natural

• Nombre geográfico

• Puntos de control

• Hidrografía

• Imágenes

• Entidad territorial y unidad administrativa

Formato: En la imagen que se encuentra a continuación, se puede observar un formato que permite documentar los temas de un catálogo de objetos; en los recuadros se encuentra la explicación de lo que debe contener cada uno de ellos. Para ver más información al respecto puede remitirse a la Norma Técnica Colombiana – NTC5661- Metodología para la Catalogación de Objetos Geográficos.


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GRUPOS: Los grupos, al interior de un catálogo de objetos, se pueden definir como un subconjuntos de objetos que tienen características similares y que pueden agruparse dentro de un tema. Son determinados por el tipo de información y propósito del catálogo; asimismo, pueden dar información relevante a los tipos de objetos que constituyen el catálogo sin entrar en de-talle, agilizando la búsqueda, manipulación y utilización del documento.

Formato: En la imagen que se encuentra a continuación, se presenta un formato para diligenciar el “grupo” de un catálogo de objetos; en los recuadros se encuentra la explicación de lo que debe contener en cada campo. Si necesita ver más informa-ción al respecto, puede remitirse a la Norma Técnica Colombiana – NTC5661- Metodología para la Catalogación de Objetos Geográficos.


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OBJETO: Se define como la unidad fundamental de la Información geográfica que representa la realidad, teniendo en cuenta su localización sobre la superficie terrestre en un tiempo determinado. La elección de objetos depende del propósito y del tipo de información que se quiera mostrar y describir. La documentación de un objeto está ligada a los conceptos de atributos, dominios, relaciones y operaciones, que son parte de un catálogo y serán explicadas posteriormente.

Formato: A continuación, se puede observar una imagen del formato que se puede utilizar para documentar un objeto geo-gráfico dentro del catálogo de objetos geográficos. En los recuadros se indica la información que se debe diligenciar en dicho formato. Si desea conocer mayor información al respecto, puede consultar la Norma Técnica Colombiana – NTC5661 - Meto-dología para la Catalogación de Objetos Geográficos.


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ATRIBUTOS: Los atributos constituyen las características propias de los objetos geográficos que buscan describirlo toman-do valores individuales en cada instancia del objeto. Se puede considerar también como la parte informativa de un objeto y suministra la información para aceptarlo dentro de un catálogo de objetos geográficos o para clasificarlo en un tema y grupo específico.

A través de los atributos, los objetos pueden interactuar estableciendo relaciones que en cierto grado intentan simular compor-tamientos de la realidad. También, buscan diferenciar un objeto de otro haciéndolo único, razón por la que algunos atributos deben ser capaces de no dar lugar a dualidades en la identificación de los objetos que representan.

Formato: En la imagen que se encuentra a continuación, se presenta el formato mediante el cual se puede diligenciar la in-formación de los objetos del catálogo de objetos. En los recuadros se indica la información que deben contener los diferentes campos. Para ver mayor información, consulte la Norma Técnica Colombiana – NTC5661 - Metodología para la Catalogación de Objetos Geográficos.


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RELACIONES: A través de las relaciones se describe la forma como los tipos de objetos comparten información entre sus miembros o con otros tipos de objetos, para mostrar su dinámica en el mundo real.

Formato: A continuación, se presenta el formato en el cual se pueden documentar las relaciones entre los tipos de objetos de un catálogo de objetos. En los recuadros se puede observar el contenido de los diferentes campos. Para ver mayor información al respecto, consulte la Norma Técnica Colombiana – NTC6551 - Metodología para la Catalogación de Objetos Geográficos.


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OPERACIONES: una de sus principales características es mostrar el comportamiento e interacción que perciben las personas sobre los objetos geográficos. Son frecuentemente asociadas con los SIG ya que basan sus análisis y servicios en un modelo de interacción del mundo real.

Algunos de los objetivos de los Catálogos de Objetos Geográficos, están estrechamente relacionados con las operaciones, estos son:

• Permitir la interoperabilidad de los datos con la ayuda de operaciones bien definidas.

• Priorizar en la identificación de operaciones que abarquen un mayor número de comportamientos simplificando y haciendo eficiente la implementación del catálogo.

Formato: éste es el formato de las operaciones de un catálogo de objetos. En los recuadros está la explicación de lo que debe ir en cada uno de ellos. Acuda a la Norma Técnica Colombiana – NTC - Metodología para la Catalogación de Objetos Geo-gráficos, en caso de necesitar su definición.


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Catálogo de objetos geográficos IGACEl IGAC, por medio de su Centro de Investigación y De-sarrollo en Información Geográfica - CIAF, comenzó en 2004 la consolidación de un catálogo de objetos geo-gráficos según el estándar internacional ISO 19110, es-tableciendo un catálogo único multiescala con temas y grupos que corresponden a la información producida por cada una de las áreas técnicas del IGAC y a los datos fundamentales determinados por la Infraestructura Co-lombiana de Datos Espaciales - ICDE. La estructura de este catálogo se muestra en la Figura 3 y 4.

Figura 3. Estructura del Catálogo de Objetos Geográficos IGAC

En este proceso se ha logrado que el catálogo de objetos refleje los principales modelos de datos de producción del IGAC, de modo que se garantice la descripción de los componentes de la cartografía básica y temática producida por la entidad, obte-niendo una única estructura general de los temas.


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Figura 4. Tema, grupos y objetos para el tema transporte

Fuente: IGAC

Ejemplo de catálogo de objetos geográficos. Tema: transporte

En la Figura 5, se observa que el tema Transporte está compuesto por los grupos Transporte terrestre, Transporte aéreo, Transporte fluvial y marítimo, así como Red de servicio público.

Figura 5. Ejemplo de estructura tema transporte


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Igualmente, se observa en la siguiente figura que el grupo Transporte terrestre está compuesto por los objetos Vía, Punto de control vehicular, Puente, Terminal de transporte terrestre, Túnel, Separador, Alcantarilla o pontón.

En la siguiente tabla se identifica que el tema Transporte posee elementos descriptores de tema como código, definición y grupos.

Igualmente, se puede ver que el grupo Transporte terrestre posee elementos descriptores de grupo, tales como: código, defi-nición y objetos.


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Como se muestra en la siguiente tabla, el objeto Vía posee elementos descriptores de objeto, como por ejemplo: definición y grupo.

En la tabla anterior también se pueden ver las relaciones que existen entre el objeto vía y el objeto punto de control vehicular, es decir, en una vía pueden existir uno o más peajes, retenes y/o controles de aduana.


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Algunos atributos están delimitados por un dominio, continuando con el ejemplo el atributo Número de carriles sólo puede tomar los atributos un carril, dos carriles o más de dos carriles.

Relación con otros estándares de IG

En la siguiente animación se muestra la relación del estándar de catálogo de objetos con los otros estándares. El catálogo de objetos suministra información para la documentación de los procesos de producción por medio de la especificación técnica. Es utilizado por los procesos de medición de calidad por ser el documento que especifica la forma y estructura de los objetos y además sirve de fuente de información para la generación de metadatos. Por último, se consiguen productos documentados y de calidad.

Resultado de lo anterior, se evidencia la necesidad de implementarlos, administrarlos, difundirlos y garantizar la optimización de su uso.

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