ANEXO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN SIP 2006...

Representación Ontológica basada en Descriptores Semánticos aplicada a Objetos Geográficos 1

ANEXO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN SIP 2006

Representación Ontológica Basada en Descriptores Semánticos Aplicada a Objetos Geográficos

Clave: 20060578

1. Resumen Hoy en día, las bases de datos geográficas son herramientas muy poderosas y utilizadas para manejar, desp legar y procesar la información geoespacial. Estas bases de datos integran Sistemas de Información Geográfica, los cuales están diseñados para almacenar y procesar los datos geoespaciales que son extremadamente complejos y mixtos. Sin embargo, debido a su nat uraleza, los datos geoespaciales presentan ciertas deficiencias cuando se intenta procesar información en contexto semántico y cualitativo. Por tal motivo, para evitar cualquier tipo de ambigüedad en el procesamiento e interpretación, lo s datos geoespaciales, éstos deben contar con buena calidad desde el proceso de entrada hasta su representación. Esto signif ica que hoy en día, el procesamiento inteligente de los datos espaciales es extremadamente importante para mejorar el modelo de decisiones en diferentes campos de operación. Por lo tanto, una de las principales tendencias en el área de la Geocomputación contemporánea es la correcta representación y recuperación de los datos geoespaciales, preferentemente con base en el conocimiento de un ambiente geoespacial en particular (contexto específico), y a través de estructuras de datos (ontologías) que permitan procesar la información espacial en forma más simple y ráp ida para la computadora. La presente investigación se enfocó primordialmente en el desarro llo de métodos formales para integrar y compartir objetos geográficos, por medio de una conceptualización de su dominio, lo cual involucra la investigación de modelos para descr ibir ontologías de dominio, a través de ontologías de aplicación utilizando un conjunto de esquemas concept uales y descr iptores semánticos. El objetivo de poder llevar a cabo una conceptualización del dominio geográfico por medio de ontologías, puede aplicarse para solucionar en forma parcial problemas de heterogeneidad e interoperabilidad semántica; así como de integración de datos geoespaciales. Por lo tanto, se propuso una técnica capaz de conceptualizar el dominio geográfico, de acuerdo con los compromisos y acuerdos ontológicos de todos elementos involucrados, haciendo uso de un conjunto de esquemas conceptuales, los cuales contengan las propiedades, relaciones y funciones que determinan el comportamiento de los objetos geográficos. Con respecto a estos esquemas, es importante indicar que están compuestos de diversas fuentes de información, por lo tanto, nos permiten describir al dominio geográfico desde distintas perspectivas y puntos de vista, lo cual origina que la conceptualización sea compartida y consensuada por diversos grupos. Aunado a estos esquemas, es necesario generar descriptores semánticos, los cuales consisten principalmente en los esquemas conceptuales que se proponen, y están orientados a auxiliar en la representación ontológica de un caso de estudio para obtener como resultado una ontología de aplicación.


Esta técnica es útil para definir y utilizar las propiedades, relaciones y funciones de los datos geoespaciales para exp lorar su semántica, orientando esta investigación al desarrollo de una representación de conocimiento geográfico por medio de una ontología espacial de este dominio, la cual permita descr ibir entidades geográficas de un caso de est udio en particular. Por lo cual, el objetivo de estudiar el conjunto de propiedades, relaciones y funciones de las entidades geográficas en su forma más natural y general es de gran relevancia, ya que de esta forma se evalúan todos los aspectos que intervienen en la información geoespacial, obteniendo como resultado la semántica de vocabulario de los sistemas de objetos geográficos y siendo ésta representada por una ontología. Como caso de estudio se presenta el contexto turístico, para la representación de información espacial turística en dispositivos móviles PDA. La información es presentada en el sistema final, mediante mapas cartográficos generados mediante un Sistema de Información Geográfica (SIG). De igual forma, la información espacial-turística, es recuperada desde la base de datos geográf ica. Con respecto a la búsqueda de información geoespacial, ésta se realiza por medio de una ontología de aplicación, en la cual se definen los términos esenciales que permiten describir lo s conceptos generales del dominio en uso; con lo cual se eliminan las ambigüedades en la recuperación de información geoespacial obtenida por el proceso de consulta.

2. Introducción Hoy en día, las ontologías han incrementado la atención entre diversos grupos de investigación en el área de la ciencia de la información geográfica. En la actualidad se argumenta que las ontologías pueden jugar un ro l importante para establecer sólidos fundamentos teóricos dentro de esta área. Por tal motivo, se han establecido tres extensos con juntos de tópicos fundamentales que necesitan ser resueltos: (1) Tópicos conceptuales concern ientes a qué se necesita para establecer una ontología exhaustiva del dominio geoespacial. (2) Tópicos or ientados a mecanismos lógicos y de representación, los cuales proporcionen métodos relacionados a la formalización de ontologías y (3) Tópicos de implementación con respecto a las formas en las cuales una ontología debe influenciar el diseño de sistemas de información (Mark, D., Sm ith, B., Egenhofer, M. & Hirtle, S., 2001). En la actualidad, se ha reconocido ampliamente que la sem ántica de la información geográfica es crítica para el desarrollo de datos geoespaciales y aplicaciones interoperables. En adición a esto, los sistemas de información geográfica (SIG); así como la tecnología de desarrollo de éstos, deben ser interoperables con otros sistemas y bases de datos que involucren otras aplicaciones tales como: comercio electrónico, logística, salud ambiental entre otras. Esta interoperabilidad requiere de una ontología común o compartida para los fenómenos geográficos que se encuentren considerados en un contexto o dominio de aplicación en particular. Por lo cual, esto signif ica que las ontologías de fenómenos geoespaciales deben estar coordinadas por esfuerzos multidisciplinarios que establezcan estándares de una terminología geoespacial (Frank, A.U., 2001a).


De acuerdo con recientes investigaciones sobre ontologías de fenómenos geográficos, los trabajos realizados han estado solo enfocados hacia el modelado formal del mundo geoespacial, considerando algunas experiencias y concept ualizaciones realizadas por usuarios no expertos (Smith, B. & Mark, D., 2001). En este caso, una ontología exhaustiva del dominio geoespacial sería extensa, y dada la complejidad de las interrelaciones entre las diferentes ciencias espaciales, ésta nunca sería terminada.

Por tal motivo, B. Smith y D. Mark, sugieren el diseño de una ontología completa de niveles superiores para el dominio geoespacial y desarrollar en una forma progresiva ontologías detalladas para subdominios, las cuales sean consistentes con la ontología de nivel superior.

En este caso los subdominios de prioridad alta serían los dominios principales de las aplicaciones SIG, junto con áreas de ciencias ambientales y sociales, en donde los SIG no han sido del todo utilizados, debido a d iscrepancias ontológ icas entre los dominios correspondientes a objetos y herramientas de cómputo.

En este sentido, cabe señalar que la ciencia geoespacial negocia con fenómenos a través de una variedad de escalas, por lo cual una ontología común para el dominio geoespacial debe relacionar las entidades dirigidas no solo en un razonamiento espacial común, sino además en representaciones computacionales de los fenómenos geoespaciales. Aunado a lo anterior, es indispensable contar con un marco de trabajo dentro del cual todos estos tipos de representaciones puedan ser integradas.

La ontología del dominio geoespacial, debe defin ir taxonomías de diferentes tipos de objetos geográficos, campos, relaciones y procesos espaciales. Ésta debe estar acompañada por algoritmos para el mapeo de ontologías dentro de modelos de datos y representaciones necesarias para describir fenómenos geográficos. A su vez, esta ontología debe formalizarse a través de axiomas, defin iciones de clases, relaciones y funciones, de acuerdo con (Smith, B. & Mark, D., 1998).

En la act ualidad, una necesidad para estructuras ontológicas formales or ientadas a la integración de datos, ha sido reconocida por diversas disciplinas que se especializan en el acopio e intercambio de información; sin em bargo, esta necesidad ha recibido mucho menos atención. Esto se debe a que dentro de cada disciplina o área de est udio, un sistema conceptual compartido es garantizado normalmente a través de la educación y entrenamiento de los científicos involucrados, por tal motivo una ontología proporciona la necesidad común de integración de plataformas (Mark, D., Smith, B., Egenhofer, M. & Hirtle, S., 2001).

Diferentes ciencias ambientales y sociales comparten en común el hecho que éstas estudian fenómenos que ocurren o act úan sobre un espacio geográfico. Una ontología de fenómenos geoespaciales puede proporcionar las herramientas para soportar una integración, por consecuencia puede facilitar la interoperabilidad de los sistemas de información geoespacial orientados a fenómenos particulares en diferentes campos, según citan (Mark, D., Smith, B., Egenhofer, M. & Hirtle, S., 2001). Por otra parte, de acuerdo con las necesidades actuales de interoperabilidad, integración y accesibilidad a datos geoespaciales, D. Mark, B. Smith, M. Egenhofer y S. Hirtle proponen tres tipos de investigación ontológica:


1. Investigación sobre ontologías en un sentido filo sófico, considerando a la ontología como una teoría de la realidad, la cual intenta establecer los tipos de objetos, procesos y relaciones en diferentes niveles de escala y granularidad que componen un dominio geoespacial. Los métodos que deben ser empleados tienen que involucrar: (a) la interacción con expertos de diversos dominios tales como geología, climatología y muchos otros, diseñados para establecer las clases de entidades que componen sus respectivos dominios, y (b) el desarrollo de métodos formales para integrar estas clases de entidades; por ejemplo, en términos de parte-entera (part-whole) y relaciones de granularidad. Al mismo tiempo, estas investigaciones deben estar dir igidas hacia la aclaración de las relaciones entre el conocimiento humano y las representaciones; en otras palabras, los modelos y las representaciones embebidas en un sistema de datos deben ser tomadas en cuenta.

2. Investigación sobre los modelos y herramientas para describir, acceder,

comparar e integrar geo-ontologías, lo cual significa especif icar conceptualizaciones fundamentales de diferentes tipos de bases de datos geográficas, herramientas SIG y conjuntos de datos asociados para propósitos de interoperabilidad e integración de información geoespacial.

3. Investigación sobre geo-ontologías reales generadas por expertos y no-expertos,

a través métodos psicológicos. De acuerdo con los puntos anteriores, el presente trabajo se enfocó primordialmente en el desarrollo de métodos formales para integrar y compartir objetos geográficos, por medio de una conceptualización de su dominio. Además, este trabajo invo lucra la investigación de modelos para describir ontologías de dominio, a través de ontologías de ap licación utilizando un conjunto de esquemas conceptuales y descriptores semánticos.

Por otra parte, y con relación a lo antes expuesto, es importante resaltar que las bases de datos geográficas son herramientas muy poderosas y utilizadas para manejar, desp legar y procesar la información geoespacial. Estas bases de datos integran Sistemas de Información Geográfica, los cuales están diseñados para almacenar y procesar los datos geoespaciales que son extremadamente complejos y mixtos. Para evitar cualquier tipo de am bigüedad en el procesamiento e interpretación, lo s datos geoespaciales deben contar con buena calidad desde el proceso de entrada hasta su representación. Esto signif ica que hoy en día, el procesamiento inteligente de los datos espaciales es extremadamente importante para mejorar el modelo de decisiones en diferentes campos de operación. Por lo tanto, una de las principales tendencias en el área de la Geocomputación contemporánea es la correcta representación y recuperación de los datos geoespaciales, preferentemente con base en el conocimiento de un ambiente espacial en particular (contexto específ ico), y a través de estructuras de datos (ontologías) que permitan procesar la información espacial en forma más simple y rápida para la computadora.

El objetivo de poder llevar a cabo una conceptualización del dominio geográfico por medio de ontologías, puede ap licarse para solucionar en forma parcial problemas de heterogeneidad e interoperabilidad semántica; así como de integración de datos


geoespaciales. Dentro de este campo existen tres componentes claves que interactúan entre sí en todos los procesos: el usuario, el espacio y el tiem po (Fonseca, F., Davis, C. & Câmara, G., 2003). Estas componentes deben ser consideradas para proponer una metodología que permita conceptualizar el dominio geográf ico, ya que en la actualidad se han realizado diversos intentos para este objetivo; sin embargo todos estos factores han sido tratados en forma aislada, lo cual resulta en conceptualizaciones muy dependientes del expertise de los usuarios o de los diseñadores de las ontologías. Por lo tanto, lo que se busca es generar concept ualizaciones muy particulares acotadas a un contexto en particular de un caso de estudio, pero que involucren las tres componentes citadas que componen la esencia del dominio geográfico.

Por tal motivo, se intenta proponer una técnica capaz de conceptualizar el dominio geográfico, de acuerdo con los compromisos y acuerdos ontológicos de todos elementos involucrados, haciendo uso de un conjunto de esquemas conceptuales, los cuales contengan las propiedades, relaciones y funciones que determinan el comportamiento de los objetos geográf icos. Con respecto a estos esquemas, es importante indicar que están compuestos de diversas fuentes de información, por lo tanto nos permiten describir al dominio geográfico desde distintas perspectivas y puntos de vista, lo cual origina que la conceptualización sea compartida y consensuada por diversos grupos. Aunado a estos esquemas, es necesario generar descriptores semánticos, los cuales consisten principalmente en los esquemas conceptuales que se proponen, y están orientados a auxiliar en la representación ontológica de un caso de estudio para obtener como resultado una ontología de aplicación.

Con este proyecto se propone una técnica que sea útil para definir y utilizar las propiedades, relaciones y funciones de los datos geoespaciales para explorar su semántica, orientando esta investigación al desarrollo de una representación de conocimiento geográfico por medio de una ontología espacial de este dominio, la cual permita describir entidades geográf icas de un caso de estudio en particular. Por lo cual, el objetivo de estudiar el con junto de propiedades, relaciones y funciones de las entidades geográficas en su forma más natural y general es de gran relevancia, ya que de esta forma se evalúan todos los aspectos que intervienen en la información geoespacial, obteniendo como resultado la semántica de vocabulario de los sistemas de objetos geográficos y siendo ésta representada por una ontología.

Con la semántica espacial de objetos geográf icos, es posible analizar la interacción de diversos fenómenos de un área común, además de poder los representar adecuadamente a diferentes niveles de detalle de conocimiento, dependiendo del propósito o caso de estudio; es decir, a partir del dominio del sujeto (subject domain) o contexto de los sistemas de objetos geográf icos se puede realizar esta representación alterna.

Como se mencionó anteriormente, para definir la semántica espacial es necesario conocer las propiedades, funciones y relaciones que presentan cada una de las primitivas de representación geográfica y cómo interactúan entre sí, por lo cual éste es considerado un proceso sumamente complejo en el cual intervienen diversos factores tales como sociales, humanos, naturales y tecno lógicos.

En la act ualidad, el área de la Geocomputación ha demostrado que necesita del aux ilio de diferentes campos de conocimiento, ya que las necesidades que se presentan hoy en día no pueden ser solucionadas con técnicas clásicas; tal es el caso de la representación


formal de objetos geográficos basada en sus propiedades, funciones y relaciones. Además, en el campo de la Geocomputación, lo s SIG no exploran todavía extensiblemente la semántica de los datos espaciales; por lo tanto, para procesar información geoespacial en un aspecto semántico, es indispensable utilizar diferentes técnicas que puedan tratar las propiedades y relaciones de los objetos geográf icos para descr ibir su comportamiento. 3. Hipótesis El presente trabajo introduce una metodología basada en la concept ualización del dominio geográfico, la cual permitirá auxiliar en las tareas de integrar, compartir, recuperar y representar la información geoespacial de acuerdo con su semántica. Se propone que estas tareas se realicen a través de las propiedades, relaciones y funciones que envuelven a los objetos geográficos y que def inen su semántica, la cual puede ser obtenida por medio de una descripción conducida por esquemas conceptuales que involucren las propiedades esenciales del dominio geográf ico, a partir de una ontología base, y especif icando un contexto. Por lo tanto, las preguntas principales sobre el problema planteado y hacia donde se dirige esta investigación, son las siguientes:

¿Cuáles son los componentes que definen la semántica espacial de los objetos geográficos?

¿Cómo se puede obtener una conceptualización del dominio geográfico y una

ontología de aplicación restringida por un contexto espacial?

¿Para qué sirve generar descripciones y esquemas conceptuales de un contexto geográfico a partir de una ontología del dominio geográfico?

¿Cómo puede medirse el contenido semántico de una descripción espacial?

Las respuestas a estas preguntas se enfocan en el desarro llo de un marco de trabajo para la integración, recuperación y representación formal del conocimiento de los datos geoespaciales, basándose en la semántica que proporcione una conceptualización de este dominio. De acuerdo con el desarrollo de algunas investigaciones realizadas, se ha considerado que para defin ir la semántica espacial es necesar io conocer el con junto de propiedades, relaciones y funciones esenciales que descr iben a los objetos geográficos, lo cual puede proporcionar la conceptualización de este dominio.

Una parte fundamental para llevar a cabo la conceptualización de este dominio, es considerar el conocimiento a priori que se tenga sobre el contexto, en donde se puede definir a este término como el conocimiento previo y registrado que se tiene sobre los objetos geográficos (datos geoespaciales), ya sea por medio de la exper iencia humana (expertos en el área) o por un conjunto de especificaciones explícitas (estándares generados por INEGI1 y otras fuentes) en diversos periodos de tiempo que permitan definir este conocimiento.

1 Instituto Nacional de Estadística Geografía e Inform ática.


Por tal motivo, suponemos que es necesario partir del análisis y acuerdos compartidos2, los cuales permitan describir las características de los objetos geográficos para obtener un conocimiento a priori, de acuerdo con los tres componentes esenciales que componen al dominio geográfico: el usuario, espacio y tiempo.

A su vez, este conocimiento a priori puede clasificarse para diseñar una ontología espacial tosca del dominio geográf ico 3 que permita reflejar la semántica de un sistema de objetos geográficos, de acuerdo con un contexto específico, a través de una descripción sem ántica4 obtenida a partir de un conjunto de propiedades, relaciones y funciones descritas en un esquema conceptual.

Este marco de trabajo puede servir para obtener la semántica espacial de un sistema de objetos geográficos y puede considerarse como una representación semántica, la cual es un método alternativo para la integración, recuperación y representación formal de datos geoespaciales. Adicionalmente, este mecan ismo sólo considera los objetos geográficos que componen una partición espacial específica; es decir, está orientada hacia la descripción semántica de datos geoespaciales de un contexto determinado dentro del dominio geográfico, considerando todas las propiedades, relaciones y funciones intrínsecas que componen a esta partición.

Con respecto al contenido semántico que contiene una descripción espacial; éste puede ser evaluado por medio de otra descr ipción espacial que corresponda a un contexto diferente, pero compuesto por el mismo sistema de objetos geográf icos, el cual a través de alguna métrica defina valores cuantitativos de similitud entre am bas descr ipciones. En conclusión a lo anterior, la hipótesis de investigación de este proyecto es:

La conceptualización de un dom inio geográfico se obtiene a partir de un esquema global basado en descripciones sem ánticas, en donde los esquemas conceptua les están com puestos por un conjunto de conceptos term inales y no terminales que represen tan relaciones intrínsecas espaciales y no espaciales, las cuales determinan el comportamiento de los concep tos geográ ficos de un contexto específico de un dom inio geográfico, con lo cual se pueden generar ontologías de ap licación restringidas por el contexto o caso de estudio en particular.

Hasta el momento a este mecanismo de concept ualización del dominio geográfico, lo hemos denominado procesamiento sem ántico asociativo para datos espaciales, en el cual intervienen un con junto de componentes básicos para describir la semántica de un conjunto de objetos geográficos que envuelven una partición espacial. Por lo tanto, se proporciona un conjunto de definiciones in iciales o intuitivas sobre estos componentes, los cuales se orientan a la h ipótesis citada anteriormente.

2 Acuerdos com partidos hace referencia a la definición de (Gruber, T., 1993a) de ontología, la cual se define com o una especificación explícita de una conceptualización com partida. 3 Tosca se refiere a una ontología base, debido a que cuenta con un nivel de abstracción alto, pero no detallado en cuanto a conceptos específicos se refiere. 4 Esta descripción podemos considerarla com o un subconjunto de la ontología del dominio geográfico, por lo tanto ésta es considerada una ontología más detallada de acuerdo al contexto determ inado.


Propiedades. Son elementos fundamentales que permiten describir las características básicas de los objetos geográficos, tales como la topología, geometría y atributos descr iptivos que envuelven a una entidad geoespacial, desde un punto de vista general. Dentro de las propiedades que envuelven a los datos espaciales, éstas pueden clasificarse como: espaciales y no espaciales. Por ejemplo: En una red hidrológica, es necesario conocer todos los af luentes que llegan a una ciudad para brindar agua a la población, o en el caso de los cuerpos de agua, en donde se encuentran ubicados, cual es su capacidad de exp lotación, almacenamiento, etc.

Relaciones. Son los elementos que se encargan de defin ir lo s vínculos existentes entre diversos objetos geográf icos que componen una partición o un conjunto defin ido de objetos geográf icos. Se utilizan para interpretar y determinar reglas de consistencia de los datos geoespaciales. Existen tres niveles para form ular estas reglas:

1. Reglas a nivel de primitivas geométricas para mantener la estructura de los objetos geográf icos.

2. Reglas para la relación entre objetos y primitivas geométricas. 3. Reglas para mantener las relaciones topológicas entre objetos, a partir de un

conjunto de restricciones. Las relaciones espaciales pueden clasif icarse en dos tipos: relaciones intrínsecas, son todas aquellas que invo lucran la interacción con elementos del mismo sistema de objetos geográficos, y las relaciones extrínsecas son aquellas que se encuentran presentes con otros sistemas de objetos. Dentro de esta clasificación de relaciones, se deben considerar diversos aspectos de las relaciones, entre los cuales están: el topológico, geom étrico, localización, dirección y lógico.

Funciones. Son relaciones que describen el aspecto lógico de un sistema de objetos geográficos en un contexto determinado, tal que una relación es dependiente de la otra. Por ejemplo, supongamos que un ingeniero desea construir una carretera, y existe un punto en el terreno en donde se presenta una intersección; sin embargo, no se sabe si este tipo de intersección es un cruce de carreteras o simplemente otro tipo de objeto como un “puente”, por lo tanto se presenta una relación lógica que es dependiente del contexto y de la partición de objetos geográficos.

Ontología. De acuerdo con (Smith, B. & Mark, D., 2001), una ontología en términos computacionales es una representación de algún dominio preexistente de la realidad, el cual:

1. Refleja las propiedades de los objetos dentro de su dominio en forma tal que se obtiene una correlación sistemática entre la realidad y la representación por sí misma.

2. Es inteligible a un dominio experto. 3. Es formal tal que permite el soporte automático para el procesamiento de la

información. C ontexto. En un sentido estricto, es “ una abstracción rodeada de diversos componentes y da el significado a algo más”5. El contexto es un tema clave en la interacción entre

5 Esta definición es proporcionada por The Free On-line Dictionary of Com puting.


hombre y máquina, describiendo los hechos que rodean y que agregan un significado. De acuerdo con el estado del arte, se ha definido el término de contexto como una descr ipción de la situación actual sobre un nivel abstracto, derivado de las señales que están disponibles. En un ámbito espacial, el significado de un concepto espacial puede ser dependiente de un gran número de contextos dentro de los cuales el concepto es utilizado.

Por ejemplo, cuando un usuario so licita un mapa para ser desp legado por un SIG, él está intentando realizar una tarea dominio que tiene algunas necesidades de información. La tarea llega a ser una parte importante del uso del contexto para conceptos espaciales. En este sentido, la petición “m uéstram e un m apa cerca de Cancún”, puede ser elaborado por una persona A, quién tiene la tarea de seleccionar un centro comercial y existe una persona B que p lanea unas vacaciones a este sitio. Sin embargo, la persona B es probable que espere un mapa que muestre un área geográfica grande en comparación con la persona A. Por lo tanto, existen evidencias para asumir que el signif icado de los conceptos espaciales, tal es el caso de “cerca” son dependientes de un contexto espacial. Por lo tanto, el contexto espacial relevante de un objeto geográfico depende del propósito, o de los datos geográficos considerados.

De igual forma, el contexto puede ser utilizado como un sign ificado para expresar excepciones (i.e. “remover todas las casas excepto la que se encuen tra aislada”). Este uso de contexto es adoptado particularmente a una representación basada en reglas de conocimiento cartográfico, en donde las excepciones a las reglas contienen términos de contexto relacionado. Además, puede ser utilizado para expresar restricciones sobre los resultados esperados (i.e. “La posib le relación de para lelismo entre la carretera y el río debe ser conservada” o “El río debe quedar dentro del valle”). Estas reglas cartográf icas son expresadas de manera más sencilla en un formalismo basado en restricciones.

Descripción sem ántica. Es una descr ipción que refleja la semántica de un conjunto de objetos geográficos que componen una partición espacial, en un contexto específico. Se puede considerar que esta descripción semántica es un subcon junto de una ontología espacial. Asimismo, la descripción presenta un conten ido semántico, el cual está definido por las prop iedades, funciones y relaciones que envuelven al sistema de objetos geográficos y su vocabulario. Estas descripciones semánticas pueden ser utilizadas para diversos objetivos, tales como métodos alternativos para representar formalmente conocimiento geoespacial, integración de información geográfica, heterogeneidad e interoperabilidad semántica, compresión de datos espaciales, entre otros.

Esquemas conceptuales. La diferencia entre una ontología y un esquema conceptual es muy grande, ya que el primer término se encarga de descr ibir un dominio geográfico y el segundo es generado para describir lo s contenidos de ese dominio en particular, como puede ser el caso de una base de datos. En este sentido, una ontología es externa a un sistema de información (SI) y es una especificación de posibles m undos. Por el contrario, un esquema conceptual es interno a los SI y es elegido como la especificación de un mundo posible. Además, los esquemas conceptuales son construidos para organ izar qué se va almacenar en una BD y entonces son utilizados para documentarla.


Por ejemplo, un depósito puede representarse diferentemente en diversas bases de datos, pero el concepto es el mismo; al menos desde el punto de vista de una comunidad (concepto consensuado). Este punto de vista es expresado en la ontología que la comunidad ha especificado, i.e., depósito es un depósito si éste es representado para los propósitos de un SI por : fotograf ías aéreas, modelo digital del terreno, un po lígono entre otras representaciones del mundo real.

Un esquema concep tual proporciona una descripción lógica de datos compartidos, permitiendo que programas de aplicación y bases de datos interoperen sin tener que compartir estructuras de datos; además, éste define relaciones sobre los datos, lo cual es muy importante considerar cuando se pretende concept ualizar el dominio geográfico.

En resumen, la técnica propuesta se pretende so lucionar en forma parcial problemas relacionados con el intercambio y ambigüedades de datos espaciales, entre diferentes bases de datos geográficas o formatos, con lo cual también se puede considerar ésta para intentar solventar problemas relacionados con integración, heterogeneidad y representación del conocimiento geoespacial. Esta metodología puede ser útil en el sentido de que un concepto pueda resolver ambigüedades con respecto a los datos geoespaciales que se encuentren almacenados en diferentes fuentes, y recuperar así los conceptos (“no palabras”) que cumplan con un criterio semántico real de un caso de estudio en particular.

Con la definición de semántica espacial, se pretende realizar una compresión de la información para facilitar el intercambio e integración de la misma, a través de conceptos que correspondan a la descripción de cada elemento que compone un fenómeno geográfico en diferentes dominios especializados del mundo geográfico.

De igual forma, el hecho de conocer la semántica espacial de los objetos geográficos, puede permitirnos realizar análisis espacial con mayor precisión y confiabilidad, lo cual implica mejorar la toma de decisiones en diferentes contextos. 4. Metodología 4.1 Enfoque General En una orientación filosófica, semántica6 puede ser definida como el est udio del signif icado en algún sentido de un término. En este caso, la semántica es considerada como un proceso de abstracción, el cual es utilizado para expresar apropiadamente la esencia de algún contexto. Otras def iniciones relacionadas con semántica son descritas a continuación. Semántica es un subcampo de la lingüística que es definido tradicionalmente como el estudio del significado de las palabras, frases sentencias y textos. La semántica puede ser tecnif icada desde un punto de vista teórico al igual que un punto de v ista empírico. La perspectiva de descomposición or ientada a signif icados sostiene que el signif icado de palabras puede ser analizado definiendo significados atómicos o pr imitivos, las cuales establecen un lenguaje del pensamiento. Un área de estudio es el significado de

6 Del Griego semantikos o “significado”, derivado de sema “signo”.


los compuestos, otra área es el est udio de la relaciones entre diferentes expresiones lingüísticas tales como: homónimos, sinón imo, antónimos, etc.). La semántica incluye el estudio de roles temáticos, argumento de estruct uras y sus enlaces hacia la sintaxis. Ésta negocia con el sentido y referencia, condiciones de verdad y análisis de discurso. La pragmática es considerada frecuentemente como una parte de la semántica, la cual se encarga de los procesos de abstracción de los sign ificados. Muchas de las técnicas formales ap licadas a semántica son la lingüística, lógica matemática y ciencias de la computación, todas estas técnicas para el procesamiento semántico son originadas e influenciadas por las ideas del ser de Alfred Tarsk i, en su modelo semántico de la teoría de la verdad. Además, la semántica de ro les de inferencia tiene sus raíces en el trabajo de Gerhard Gentzen sobre su teoría de prueba y semántica teórica de prueba. Otras definiciones consideran que la semántica es parte de la estructura del lenguaje, incluyendo la fonología, morfología, sintaxis y pragmática, las cuales envuelven el entendimiento del signif icado de las palabras, sentencias u oraciones, y textos. En este caso, la semántica es preservada por encima de los contextos, lo s cuales están relacionados al tema especificado. En adición, la semántica puede considerarse como un modelo de resolución de conocimiento, porque encapsula todos los términos entendidos por la mente humana7. Por otra parte, la semántica no es solo un área en donde las ideas lingüísticas son utilizadas en el análisis de los mapas. En los setentas, la teoría de la comunicación fue tal vez el paradigma más dominante para el entendimiento de cómo los mapas transportan información. Esta estruct ura deriva del estudio de la transmisión de información y reducción de ruido en Ingenier ía. Esto consiste típicamente de una fuente (el productor del mapa) enlazado a un recipiente (el usuario del mapa), a través de un canal (el mapa por sí mismo), algunas veces con un “codificador” entre la fuente y el canal, y un “ decodificador” entre el canal y el recipiente. De acuerdo con estas aseveraciones, hemos considerado que es posible hacer una analogía entre el lenguaje y los mapas, porque ambos componentes contienen estructuras defin idas, y nuestro trabajo está orientado a formalizar representaciones cartográf icas. Este es un problema complejo, porque los mapas están definidos en diferentes contextos; en este caso los contextos pueden ser el propósito del mapa, enfoque a cierta audiencia, escala, propiedades y relaciones entre objetos geográficos, métodos de representación cartográf ica, entre otros. En este sentido, cuando observamos cómo varios conjuntos de signo, inherentes en los mapas, proporcionan un significado exp lícito para especif icar relaciones y componentes que definen a la representación cartográfica. Tal vez, lo más importante es reconocer que los mapas son herramientas poderosas, ya que proporcionan un sign ificado para fusionar fundamentalmente diferentes categor ías de signif icado.

7 La esencia c ognosciti va producida por la semántica , es repres entada por medi o de mapas mental es.


Estas categor ías son significados acerca del espacio, tiempo y atributos; más haya de esta taxonomía básica del significado, están las preguntas con respecto a la especificación de las relaciones de los sím bolos, direcciones de referencia, interpretación, entre otros elementos. 4.2 Definición inicial de semántica espacial De acuerdo con las aseveraciones presentadas en la sección anterior, para proporcionar una definición de semántica espacial, es necesario def inir apropiadamente el dominio de aplicación o el contexto para conocer cuáles son los requerimientos de un mapa o el propósito del mismo, entre otros factores. Una def inición inicial de la semántica de un mapa sería:

Es el significado (vocabulario que se define en forma gráfica) del contenido de información (cantidad de datos inmersos en los objetos geográficos) que un m apa puede proporcionarnos, lo cual dependerá siempre del contexto.

Sin embargo, esta aseveración rompe con la idea int uitiva, en este caso de que la semántica (de algún objeto) es única. Por ejemplo, “Juan Pérez” es “Juan Pérez”; aunque él cambie de sexo o llegara a ser un abogado. En este caso los mapas preservan la misma esencia, sin considerar la interpretación para la cual han sido elaborados. Por lo tanto, podemos decir que esto es verdad, pero también creemos que no es posible obtener esta esencia, al menos no en forma completa; porque si la esencia es obtenida, signif ica que tenemos una forma para representarla8. De acuerdo con este punto de vista expresamos a la sem ántica espacial como sigue:

La semántica de los mapas existe, pero ésta no puede ser obtenida completamente, puesto que es abstracta. Solo tenemos algunas representaciones aproximadas acerca de ésta. Además, estas representaciones contienen una parte de la sem ántica entera, por lo tanto estas representaciones solo indican una semántica parcia l, la cual puede ser representada o expresada por medio de ontologías.

Por ejemplo el caso de una parábo la, podemos obtener diferentes representaciones de ésta:

a) Multiplicando un número por sí mismo. b) Elevando al cuadrado un número. c) ( ) 2xxf = d)

En todos los casos de representación, la semántica es la misma: concepto “parábo la”. Sin embargo, cada representación contiene diferentes contenidos de información, de acuerdo con el nivel de expresión. Estos contenidos son representados por medio de la

8 Esta r epres entación depende direc tamente del caso de estudio.


cantidad de información que puede ser medida y que representa el valor intrínseco de interpretación y análisis que ofrece una representación. Por ejemplo, una persona que tiene un nivel escolar de secundaria, podr ía asegurar que las representaciones a y b son la misma cosa, pero probablemente el no podría decir nada con respecto a las representaciones c y d. Entonces, ¿Cuál es la relación que existe entre semántica y cantidad de información?, ¿Qué es lo que puede obtenerse acerca del objeto de estudio? De acuerdo con estas preguntas, ambos casos son equivalentes, solo que las representaciones contienen únicamente una semántica en forma parcial. Considerando el ejemplo de la parábola, la cantidad de información dependerá del conocimiento a priori que tengamos del objeto de estudio. Por lo tanto, la semántica de los mapas dependerá de dos factores: la riqueza de la representación y el conocimiento que se tenga acerca de una representación específica. Esto puede ser expresado como sigue (ver ecuación 1):

,,, ⟩⟨= dcr SSSS (1)

donde: S es la semántica de los mapas. Sr es la representación semántica de los objetos geográf icos, lo s cuales contienen un signif icado9. Sc es la semántica dada por el conocimiento a priori. Sd es la semántica desconocida de algunos objetos geográficos involucrados en el mapa. Por lo tanto, la triada de componentes mostrados en la ecuación 1, envuelve la semántica de los mapas, ya que el con junto de elementos de cada componente representa un contenido semántico, de acuerdo con su tipo de dominio, propiedades y relaciones que se encuentran inmersas intrínsecamente. En este punto, decimos que la semántica puede ayudarnos a realizar cambios en la representación. Algunos ejemplos son los siguientes: para el cam bio en la representación de objetos geográficos a representaciones conceptuales, para modif icar escalas por medio de la generalización cartográfica, para construir una representación raster a una representación más compacta. Los resultados producidos por los cambios de representación son equivalentes semánticamente a la representación original. Por otra parte, hemos decidido agregar un término nuevo, el cual puede ser útil para definir la semántica espacial. El ob jetivo, el cual es un parámetro que sirve para seleccionar la cantidad de información semántica requerida para solucionar el problema. Este término depende del usuario del mapa, de los métodos de representación cartográf ica, escala, temáticas involucradas y la cantidad de información. El objetivo es definido por el contexto y el con texto es definido por los prob lem as a so lucionar. El contexto es un tema clave en la interacción entre hombre y máquina, describiendo los hechos que rodean y que agregan un significado. De acuerdo con el estado del arte, hemos defin ido contexto como una descripción de una situación actual sobre un n ivel abstracto, der ivado de las señales que están disponibles. En un ámbito espacial, el

9 Es la c anti dad de informaci ón que es proporcionada por la representaci ón.


signif icado de un concepto espacial puede ser dependien te de un gran número de contextos dentro de los cuales el concepto es utilizado. Por lo tanto, el contexto selecciona la semántica requerida de un mapa. Por ejemplo, si el contexto es “hidrología”, entonces la semántica de un “mapa topográfico” es restringida por ese contexto. Puesto que conocemos que un m apa topográfico tiene más información que un mapa hidrológ ico, entonces un mapa de un río y otro de cuerpos de agua proporcionan la misma información que un mapa topográfico, siempre y cuando ambos mapas hayan sido procesados en el mismo contexto. Por lo tanto, el contexto de un problema selecciona la semántica que es requerida por un objeto de est udio para solucionar el problema. En este caso proponemos algunas definiciones relacionadas con semántica: Problema u objetivo (P). Cuenta con un estado inicial y final; es decir, un objeto de estudio (Oi), un objeto resultado (Of) y un conjunto de restricciones (K) que involucran el problema u objetivo (ver ecuación 2).

mmfim KKKOOP →= ,,, (2)

Contexto (Ψ). Este es denotado por los problemas que pueden definirse dentro de si mismo (ver ecuación 3).

Um

mP=ψ (3)

Por lo tanto, la semántica es siempre defin ida por un contexto específico y está dada por una colección de objetos geográficos (un mapa), tal que un punto dentro del espacio semántico es definido por el contextoΨ . 4.3 Ontologías para la conceptualización de datos espaciales Hoy en día las ontologías se han establecido como una herramienta poderosa para habilitar conocimiento compartido; de igual forma el crecimiento del número de aplicaciones ha beneficiado el uso de ontologías en aplicaciones que involucran interoperabilidad semántica, minería de datos, agentes, sistemas distribuidos, representación del conocimiento, comercio electrónico, integración inteligente de información, servicios Web y semántica para la Web. De acuerdo con la definición de Gruber, una ontología es una especif icación formal y explícita de una conceptualización compartida. Esta definición contiene aseveraciones importantes tales como:

Conceptualización se refiere a un modelo abstracto de algún fenómeno en el mundo, habiendo identificado los conceptos relevantes de ese fenómeno.

Explícita sign ifica que los tipos de conceptos y las restricciones utilizadas en

el contexto son definidas explícitamente. Formal se ref iere al hecho de que la ontología puede ser leída por una

máquina.


Com partida refleja la noción de que una ontología captura conocimiento

consensuado; es decir, éste no es privado de algún individuo, sino aceptado por un grupo.

En ciencias geo-espaciales, consideramos que las ontologías son un mecanismo de representación alternativa para objetos geográficos. Aquí se propone el uso de una ontología para generar una descripción de datos espaciales, de acuerdo con un contexto específico. En el apartado anterior, se presentaron varias def iniciones de semántica y f inalizamos que la analogía de los mapas puede def inirse por medio de estructuras orientadas a formalizar una descripción cartográfica, de acuerdo con sus características intrínsecas. Esta aseveración depende directamente del contexto, del mismo modo es importante considerar el dominio de las estructuras espaciales. La técnica propuesta10 propone def inir un contexto11 para obtener la semántica espacial de los datos espaciales por medio de una descr ipción obtenida de la ontología espacial. Por lo tanto, hemos definido a un mapa como una partición espacial Ω en dos dimensiones dentro de un universo de objetos geográficos αi, el cual consiste de un conjunto de primitivas de representación. Ω es el conjunto de particiones de las primitivas de representación que pueden existir en la partición espacial Ω y éstas son representadas en la misma partición (ver ecuación 4).

U UUn

i

q

kk

p

jjpppi proprelrrr

apl1 11

,,,= ==

⟩⟨⟩⟨⟩⟨==Ω α (4)

donde:

lpr es la primitiva de representación “línea”.

ppr es la primitiva de representación “punto”.

apr es la primitiva de representación “área”.

jrel es el conjunto de relaciones entre objetos geográficos αi.

kprop es el conjunto de propiedades de los objetos geográficos α i. En este caso, ζ es el conjunto de primitivas de representación espacial, el cual envuelve al universo de objetos geográficos y se denota a través de la ecuación 5.

Un

ipppi apl

rrr1

,,=

⟩⟨== αζ (5)

De igual forma, δ representa el conjunto de relaciones que se encuentran inmersas en los objetos geográf icos, las cuales se denotan por medio de la ecuación 6.

10 Análisis y Síntesis Semántica Asociativa de Datos Espaci ales. 11 El contexto en este caso está orientado hacia mapas vectoriales topográficos en dos di mensiones.


Up

jjrel

1=

⟩⟨=δ (6)

Por último, ρ representa el conjunto de propiedades intrínsecas y extrínsecas que envuelven a los objetos geográf icos que componen a un mapa vectorial en dos dimensiones (ver ecuación 7).

Uq

kkprop

1=⟩⟨=ρ (7)

Por lo tanto, la tripleta de componentes ζ, δ y ρ de toda la información (objetos geográficos, relaciones y propiedades) contenidas en una partición espacial Ω definen a un mapa Ω (ver ecuación 8).

⟩⟨=Ω ρδζ ,, (8)

De acuerdo con la def inición de Ω , éste tiene una semántica única relacionada con la dependencia del contexto. En este caso con respecto a la interpretación, podemos obtener diferentes aproximaciones. Por ejemplo, personas que tienen un cierto conocimiento en un campo determinado pueden obtener más información acerca de un mapa, que personas que no tienen conocimientos cartográf icos. No obstante, la información que puede obtenerse acerca de un mapa depende del conocimiento para manejar e interpretar los datos. Sin embargo, en este caso la semántica del mapa es simple y ligeramente ambigua12. Por otra parte, hemos hablado con respecto a que no solo la información que es obtenida de un mapa es suficiente para obtener la semántica, sino también es necesaria la cantidad de información que puede obtenerse del mismo, dependiendo del conocimiento que se tenga acerca de él. Con respecto a esta aseveración, es necesar io considerar otros aspectos a la vez, tales como el uso del mapa, su propósito, etc. De acuerdo con estos aspectos, es indispensable contar con un conocimiento a priori acerca del mapa para obtener soluciones específicas que puedan aparecer en las etapas de interpretación y análisis. Por lo tanto, para obtener la semántica espacial, es importante conocer el dominio del sujeto que envuelve a los objetos geográficos, porque la semántica depende directamente del contexto. En este caso proponemos una def inición intuitiva de dominio del sujeto, la cual puede utilizarse como una alternativa para describir las características que contiene un mapa por medio del conocimiento a priori del mismo.

Éste puede definirse como un conjunto de “nom bres” que describen las características por las cuales están compuestas los objetos geográf icos, partiendo de las primitivas de representación espacial. Asimismo, podemos iniciar con el conocimiento a priori acerca de los objetos geográficos que aparecen, i.e. en la leyenda de un mapa. En este caso, las líneas “azu les” están un idas bajo el

12 Un ejemplo de esto es un mapa para llegar de nuestra casa a la escuel a.


concepto13 “río” y las “negras” están unidas bajo el concepto “fractura”, etc. En sentido inverso, lo s conceptos diferentes están unidos bajo la misma descr ipción de la representación espacial, la cual es “línea” (ver Figura 1).

Figura 1. Descripción d e conceptos espaciales basados en el conocimiento a priori en el do minio espacial del suj eto

Como hemos mencionado anteriormente, no es posible descr ibir la semántica completa o entera de un mapa Ω, entonces se intenta defin ir una sem ántica parcial S’ (ver ecuación 9).

),,()',','(' ⟩⟨⊂⟩⟨ ρδζρδζ SS (9)

En este caso, la semántica parcial está definida por el conjunto de primitivas de representación espacial que describen a los objetos geográficos en una partición espacial, así como por el conjunto de relaciones y propiedades. Por tal motivo, la semántica parcial es un subconjunto de la sem ántica S, tal como lo indica la ecuación 10.

( ) ( )Ω⊂Ω SS' (10)

De acuerdo con las def iniciones anteriores, es necesar io definir la semántica parcial en términos de la descr ipción de un mapa; por lo tanto, en este caso se consideran los conceptos C que se encuentran inmersos en un mapa, a través de los objetos geográficos representados por las primitivas espaciales ζ’ es subconjunto de ζ, así como el conjunto de relaciones R definidas en δ’ que son subconjunto de delta y ρ’ subconjun to de ro. En este caso DΩ denota la descr ipción de un mapa Ω , la cual se define en la ecuación 11.

⟩⟨=Ω RCD , (11)

Por lo tanto la semántica parcial, estará definida en términos de la descr ipción de un mapa, basada en concep tos, relaciones y prop iedades, tal como lo muestra la ecuación 12.

( ) Ω=Ω DS' (12)

Una de las principales motivaciones de esta tesis, es poder generar una representación rica en semántica, enlazando las relaciones y propiedades de los objetos geográf icos. En

13 Este concepto r epres enta un “nombre”.


adición, con esta representación, lo s objetos geográficos pueden analizarse como una representación del m undo real, puesto que en la realidad una relación intrínseca entre entidades espaciales existe. En este trabajo se pretende def inir una ontología con dos tipos de conceptos básicos: concepto terminal (CT) y concepto no terminal (CN). Los conceptos term inales son aquellos que no utilizan otros conceptos para defin ir su sign ificado14. Los conceptos no terminales definen su significado basándose en otros conceptos15 (ver ecuación 13).

,U TN CCC = (13)

En este caso, cada concepto contiene un conjunto de atributos. Desde este punto de vista, todos los atributos de un concepto term inal son simples, i.e., el tipo de todos los atributos pertenecen al conjunto de tipos de pr imitivas de representación TP, tal como lo descr ibe la ecuación 14.

( ) ,|

,,,,,

Pii

P

TatipoaAestructuranenumeraciocadenacaracternumeroT

∈== (14)

donde: TP es el conjunto de tipos de pr imitivas. A es el conjunto de atributos. Entonces, el conjunto de conceptos term inales es defin ido por la ecuación 15.

( ) niAaaaacC inT ,...1 ,,..., 21 =∈∋= , (15)

donde: c es un concepto que contiene diversos atributos que pertenecen al conjunto de atributos A. De la misma forma, los conceptos no terminales tienen al menos un atributo que no pertenece al conjunto TP, el cual es denotado por la ecuación 16.

( ) niAaaaacC inN ,...1 ,,..., 21 =∉∃∋= (16)

Finalmente, el conjunto de relaciones R, es def inido por el conjunto de pares que están vinculados a Γ y Φ16. Desde la ecuación 17 se deduce formalmente que las relaciones que forman tanto Γ como Φ, son relaciones no reflex ivas, no simétricas, pero transitivas. Nótese que intuitivamente estas propiedades deben cumplirse en términos de la descr ipción de un mapa Ω.

14 Estos conceptos son definidos por valores simples. 15 Estos conceptos pueden s er ter minal es o no terminales . 16 Para darle al lector una idea intuiti va del significado de las rel aciones Γ y Φ , el l ector puede pensar que el c onjunto Γ representa r elaciones “has” y el c onjunto Φ representa relaciones “is-a”.


( ) ( ) U U CbCababaCbCababaRRR NN ∈∈Φ∈∈Γ== ΦΓ , ,|, , ,|, (17)

Utilizando las definiciones de ref lexividad, simetría y transitividad que aparecen a continuación:

Reflexiv idad: ( ) AaRaa ∈∀∈ ,, Simetría: ( ) ( ) AbaRbaRab ∈∈→∈ , ,,, Transitividad: ( ) ( ) ( ) RcaRcbRba ∈⇒∈∧∈ ,,,

Utilizamos relaciones de los conjuntos de Γ y Φ, para demostrar que estas relaciones cumplen con las propiedades antes mencionadas, para este caso solo es necesario sustituir la relación ϕ y la relación φ en las definiciones de las propiedades de reflexividad, simetría y transitividad, tal como se m uestra a continuación.

Reflexiv idad: ( ) Γ∈∀∈ ϕϕϕ ,, R Simetría: ( ) ( ) Γ∈∈→∈ φϕφϕϕφ , ,,, RR Transitividad: ( ) ( ) ( ) RRR ∈⇒∈∧∈ λϕλφφϕ ,,,

De igual forma, se demuestra que estas propiedades para el conjunto Φ. De acuerdo con el análisis del dominio espacial del sujeto17, se ha definido una ontología espacial base bajo el contexto de los mapas vectoriales en dos dimensiones. La ontología espacial considera todas las propiedades y relaciones de interés por medio de conceptos, bajo el contexto definido. Por lo tanto, la descripción es generada mapeando los datos espaciales a la ontología, de esta forma podemos evaluar los aspectos posibles que envuelven a los datos espaciales y extraer la semántica del mapa. Puesto que se intenta definir los conceptos en la ontología, se necesita elegir el concepto no terminal18 a ser descrito (esto significa seleccionar el aspecto a ser descr ito). Este proceso continua hasta que se encuentra un concepto terminal. Una vez encontrado, el concepto terminal, es necesario seleccionar un par de objetos geográficos, posteriormente se debe verif icar si la relación existe, en caso contrario una parte de la descr ipción necesita ser generada. Por otra parte, los conceptos terminales son defin idos por el tipo de relación entre dos objetos. Como ejemplo, en la Figura 2 se presenta un fragmento de la ontología para mapas hidrológicos del tipo lineal. Esto indica que todos los elementos que componen la red hidrológica son representados por líneas (ríos y drenaje).

17 En este cas o el dominio es pacial del sujeto está orientado a datos topográficos. 18 En este cas o, el concepto no termi nal puede iniciar por ejempl o con un mapa topográfico.


Figura 2. Frag mento de la ontología p ara map as hidrológicos con un tipo lineal Como hemos denotado, la ontología espacial consiste de dos tipos de conceptos: no terminales y terminales, así como un conjunto de relaciones. Las relaciones que proporciona la ontología son las siguientes: “has” (Γ) y “is-a” (Φ). Como se observa en la Figura 2, se utilizan tres relaciones en la ontología; sin embargo, estas son utilizadas para denotar una simbología. La relación “has-a” es un caso particular de la relación “has”, la cual únicamente indica que la cardinalidad de la relación es exactamente 1. Por otra parte, es importante considerar que pueden ex istir diferentes ontologías (una para cada temática espacial) y éstas pueden ser un idas para formar una ontología base, como por ejemplo un mapa topográfico, el cual está compuesto de ríos, curvas de n ivel, carreteras y ciudades. En la Figura 3 se presenta solo una parte de la ontología espacial para un mapa topográfico. Además es posible apreciar que los mapas hidro lógicos (Figura 2) son un subconjun to de la ontología mostrada en la Figura 3. De igual forma, la Figura 3 muestra la ontología propuesta para construir la descripción de un mapa, la cual representa las relaciones entre las propiedades que involucran al mapa topográfico. Los conceptos de la Figura 3 son representados por “cajas con tres puntos”. Por ejemplo, en el caso de los conceptos, los cuales pueden ser puntuales, ya que existen dos conceptos (poblado “town” y aldea “village”), pero es posible que muchos otros puedan existir tales como: sitio s arqueológicos, monumentos, pozos, edif icios, etc. La ontología que se propone debe definir todos los conceptos necesar ios requer idos para la descripción de los datos espaciales de acuerdo con los estándares del INEGI.


Figura 3. Frag mento de la ontología espaci al para mapas topográficos Por lo tanto, podemos decir que las descr ipciones espaciales que se pretenden generar son un subconjunto de la ontología base (en este caso de la ontología espacial para mapas topográf icos). Así, la cantidad de información que puede obtenerse de un mapa vectorial está restringida por el contexto. Desde este punto de vista, el contexto también será un subconjun to de la ontología, la cual está representada por DΩ y tiene un nombre que descr ibe un fenómeno o conjunto de objetos geográf icos (i.e. topografía). El contexto también tiene un nombre, pero éste describe un sistema de objetos geográf icos más particular, por ejemplo, topografía de México es subcon junto de topografía general. El contexto debe ser un subconjunto “bastante grande”, lo cual nos proporciona una idea de qué se trata la ontología base; es decir, me proporciona el concepto de la ontología base. En otras palabras, el contexto Ψ es un tipo de descripción de un mapa que no contiene valores específ icos (ver ecuación 18).

( ) Ω⊂ΩΨ D (18)

4.4 Diagram a General del Sistema Cabe señalar, que la ontología de ap licación es la columna vertebral del sistema, lo cual puede verificarse en el resto de las partes del sistema. Por ejemplo, el diseño de la base de datos está propuesto a partir de la ontología de aplicación. Por otra parte, la creación de la parte de representación v isual de los datos que consiste en la generación de los mapas cartográficos de la bahía de Acapulco también fueron elaborados basándose en la estructura de la ontología. Otros ejemplos importantes son las interfaces de usuar io y


del administrador, las cuales fueron diseñadas como lo marca la ontología de ap licación. La Figura 4, muestra el diagrama concept ual del sistema.

Figura 4. Frag mento de la ontología espaci al para mapas topográficos 5. Resultados En este apartado se presentan los resultados más importantes durante el desarrollo del proyecto, en donde se presentan los diseños de la ontología y de la base de datos geográfica y descriptiva; así como los resultados que proporciona la herramienta al estar ésta operando. 5.1 Construcción de la Ontología Con base en las metodologías del estado del arte se procedió de la siguiente manera: Iniciar con un cuestionario de com petencia. El cuestionario propuesto para el proyecto propuesto es el siguiente: Nombre del Proyecto: “Descriptor ontológico aplicado para la recuperación de información espacial turística en dispositivos PDA” Tema: Turismo. Subtema: Sector turístico en Acapulco, hoteles y restaurantes. Definición del problem a. Recuperación de información tur ística (acerca de hoteles y restaurantes en la bahía de Acapulco) espacial almacenada en una base de datos. Alcances de la ontología: Se podrá recuperar información espacial turística de hoteles y restaurantes, tales como zona, puntos de referencia (cercan ía a p layas, plazas de toros, parques, centros recreativos, etcétera). Respecto a la zona: ¿Qué tipo de características se deben tomar en cuenta para elegir una zona? Dependiendo de la zona donde se desee buscar; si la zona se encuentra cerca de un sitio turístico importante o un punto de referencia importante (plaza de toros, museo, playas importantes, etc.).


Respecto a los hoteles: ¿Qué características de hotel se deben tener en cuenta al elegirlo? Por zona, precio o número de estrellas, servicios. ¿Qué características se deben tener en cuenta para clasificar las habitaciones? Servicio a habitación, v ista al mar, tamaño, lujo, etc. ¿Qué características debo tener en cuenta para seleccionar un servicio extra? Como son servicios extra como gimnasio, alberca, spa. Respecto de los restaurantes: ¿Qué características de restaurante se deben tener en cuenta al elegir lo? Por zona, precio o número de tenedores, tipo de comida ¿Qué serv icios interesan conocerse acerca de un restaurante? Como son; valet parking, zona de n iños, bar, sala de espera. 5.1.2 Def inición de Clases, Subclases y Slots La definición de los conceptos como clases o subclases permite dar un mayor entendimiento y estructura a la ontología, aunque no necesariamente tiene mayor importancia una clase sobre una subclase es una convención manejarlo por orden jerárquico. Clases: Restaurantes, hoteles, sitio s de interés, zona. Subclases: Número de estrellas, número de tenedores, tipo de comida, tipo de habitación, tipo de servicios del hotel ofrecidos en sus habitaciones, tipo de comida, precios, ubicación, precios. Slots: Tipo de habitación, comida internacional, comida da rápida, comida mexicana, comida japonesa, comida italiana, comida china, comida vegetariana, pescados y mariscos, tipo de habitación, costo de habitación. Como se ha v isto, se han defin ido diversos conceptos y propiedades (clases, subclases y slots) más elementales que serán parte de la ontología de dominio así como el alcance preeliminar de la ontología. Según se observa en la definición de conceptos se definen clases que no tienen relación alguna con el caso de est udio -sector turístico (hoteles y restaurantes)- esto es conveniente manejarlo así en caso de que el sistema final requiera extenderse a otros dominios o necesite modificarse. Los slots, clases, subclases y todos los conceptos utilizados en la construcción de la ontología pueden ser modificados, rehusados o


desechados a conveniencia del constructor y de la ap licación y alcance que se le quiera dar a la ontología. 5.1.3 Def inición de Conceptos de la Ontología Las siguientes clases, subclases y slots son def inidas para el caso particular de una ontología de dominio aplicada al sector turístico en los términos de “hoteles y restaurantes”. Se debe tomar en cuenta que la ontología es una expresión muy particular del constructor de la ontología y se puede extender hasta niveles de detalle muy altos, por lo que la ontología debe cubrir las necesidades necesarias sin excederse más de la cuenta. Defin ición y enumeración de los términos que se deseen utilizar en la ontología.

1. Hoteles 2. Ubicación hotel 3. Habitación 4. Nú mero d e estrellas 5. No mbre d e hotel 6. Dirección 7. Teléfonos 8. No exterior 9. Restau rantes 10. No mbre restaurante 11. Precio del restaurant e 12. Nú mero d e ten edores 13. Tipo d e co mid a 14. Ubicación restau rante 15. Servi cio a la h abitación 16. Coordenadas geográficas 17. Tipo d e servicios 18. Zona

Definición de las clases principales y subclases Clases: Restaurantes, hoteles, sitio s de interés, zona, cercanías… Subclases: Número de estrellas, número de tenedores, tipo de comida, tipo de habitación, tipo de servicios del hotel ofrecidos en sus habitaciones, tipo de comida, precios, ubicación, precios… Slots: Tipo de habitación, comida internacional, comida rápida, comida mexicana, comida japonesa, comida italiana, comida china, comida vegetariana, pescados y mariscos, tipo de habitación, costo de habitación. Nota: Las clases y subclases pueden verse de ambas formas según sea el punto de vista que tenga el constructor de la ontología, es decir una clase puede verse como una subclase y viceversa, esto no afecta en nada a la ontología pues es solo una representación. Una vez que se han obtenido todos los componentes que forman a la ontología, se utilizó una herramienta que nos permite generar y editar la ontología. Para ello


utilizamos el soft ware Protégé 3.1.1. La Figura 5 muestra la ontología ya construida con Protégé.

Figura 5 . Ontología de aplicación en Protèg è

En la figura anterior se muestra el árbol principal formado por la clase padre o superclase SYSTEM-CLASS, a partir de esta clase se desprenden las clases y subclases que definen a cada uno de los conceptos que modelan tanto a hoteles, como a restaurantes. Como se observa también se pueden definir los slo ts, los cuales haciendo una analogía vendr ían a ser los atributos dentro de una base de datos. En la figura 6 se muestran las instancias de cada una de las clases, este diseño es conveniente, pues se puede hacer una analogía con la programación orientada a objetos; en donde también se tienen instancias de las clases que se desean manipular.

Figura 6 . Instancias de la ontología en Protègè


Protégé permite utilizar un API llamado Jambalaya para obtener un modelo gráfico de la ontología, la cual se muestra en la Figura 7 y 8:

Figura 7 . Diagrama de la Ontología en Jambalay a

Figura 8 . Diagrama de la Ontología en Jambalay a 5.2 Diagram a Entidad-Relación La necesidad de entender las relaciones entre las diferentes entidades existentes como pueden ser: Hotel, Restaurante, Zona etc., llevan al diseño de la Base de Datos al siguiente Diagrama; Entidad – Relación. Este modelo representa a la realidad a través de un esquema gráfico empleando la terminología de entidades. La identificación de los atributos que pueden descr ibir una entidad, así como la elección de su identificador único (llave primaria), son factores clave para la realización más adelante del diagrama Relacional. La Figura 9 muestra el diagrama Entidad – Relación obtenido de la Base de Datos, se puede observar la existencia de las siguientes entidades:


CONSULTA, HOTEL, SERVICIOSEXTRAS, HABITACIONES, RESTAURANTE Y SERVICIOS_REST AURANTE, cada una descrita por sus atributos y llaves primarias. Como se sabe, una llave primaria es aquel atributo el cual consideramos clave para la identificación de los demás atributos que descr iben a la entidad. Por ejemplo, si consideramos la entidad HOTEL de la Base de Datos, tenemos los siguientes atributos: idHotel, nombreHotel, direccionHotel, numHabitaciones, numEstrellas, de todos estos atributos el que se designa como llave primaria es el atributo idHotel, ya que es el identificador de cada Hotel y es diferente para cada uno.

Figura 9 . Diagrama Entidad-Relación

El diagrama la Figura 9 puede explicar de la siguiente manera: que muchas CONSULTAS se realizan por zonas hacia muchos HOTELES, por otro lado muchas CONSULTAS son por zonas a muchos REST AURANTES, cada Hotel y Restaurante tiene un identificador único, y atributos que lo describen como son: nombreHotel, numEstrellas, numHabitaciones, etc. De igual manera, Restaurante tiene atributos propios como son : nombreRestaurante, direccionRestaurante, numTenedores, etc. Un HOTEL tiene muchas HABITACIONES a su vez muchas HABITACIONES tienen un HOTEL, un HOTEL ofrece muchos SERVICIOS EXTRA, a su vez muchos SERVICIOS EXTRA son ofrecidos por un HOTEL.


Por otro lado, un REST AURANTE da muchos SERVICIOS DE RESTAURANTE, y muchos SERVICIOS DE RESTAURANTE son dados por un RESTAURANTE. En este diagrama se pueden identificar atributos multivaluados como son: telefonosHotel, Zona, telefonosRestaurante. 5.3 Diagram a de Diseño Físico Para el Diseño Lógico se presenta a continuación el diagrama Relacional, este diagrama muestra las tablas que se utilizaron para el diseño físico de la base de datos. La Figura 10, muestra el diagrama relacional de la Base de Datos, en el se pueden ver las diferentes clases y subclases junto con los atributos que definen a cada una de ellas, las llaves pr imarias y secundarias se encuentran indicadas con el símbolo de una llave, como ya se había mencionado en el modelo Entidad Relación.

Figura 10. Diagrama Rel acional para el diseño físico de la BD

5.4 Diagram a de Clases La Figura 11 muestra el diagrama de clases perteneciente al sistema propuesto. Este diagrama de clases contiene las clases y métodos utilizados para el sistema.

Figura 11 . Diagrama d e Clases


5.4 Resultados de la Aplicación En este apartado se muestra el funcionamiento del sistema Checking Tour, detrás de toda la presentación que representa. Al entrar al sistema Cheking Tour puede observarse la Figura 12:

ENTRADA AL SISTEMA

Figura 12 . Entrada al sistema Esta pantalla es un simple skip para tener acceso al sistema éste es representado por un JSP que mediante una liga hace referencia a la pagina principal de entrada del sistema, representada en la Figura 13.

Figura 13. Menú principal En la figura 13 se puede ver un menú que desp liega las distintas peticiones que el usuario puede realizar en el sistema, dichas peticiones son realizadas a través de ligas hacia otras páginas que pueden ser de interés para el usuario como son: Noticias, Guía Turística ó el Ayuntamiento de Acapulco. Pueden observarse en el menú las opciones de selección de Hoteles o Restaurantes que vienen siendo los dos grandes rubros que describen el sistema, es decir selección de una consulta ya sea de Hoteles en la Bah ía de Acapulco, o bien una consulta de Restaurantes en la Bah ía de Acapulco. Estos dos botones son diferentes a los botones ligados a páginas de Noticias, Guía Tur ística y el Ayuntamiento de Acapulco, esto es debido a que mediante esta simple consulta se realiza el primer filtrado de la base de datos. Al hacer referencia a una de estas dos ligas en el sistema se especifica sobre que giro trabajará la aplicación. 5.4.1 Detrás de las Ligas de Hoteles y Restaurantes Detrás de la liga de Hoteles se encuentra una lógica que implica el conocimiento del modelo v ista controlador, con esto nos referimos a que en la lógica aplicada el punto de las vistas es manejado por Struts con el que se hace el flujo de las pantallas en la presentación, a esto se le agrega el manejo de las peticiones que ayudan a que cuando el usuario realice una petición a nuestro sistema se manejen las peticiones por medio de Spring (Spring es una Interfaz que ayuda a despachar peticiones) este sería nuestro modelo.


Ya realizada la selección del giro comercial se puede observar que la liga de este botón nos lleva a la página pr incipal de consultas del sistema, donde se observa una división que separa la aplicación para la consulta espacial de la consulta atributiva (ver Figura 14).

Figura 14 . Consulta Espaci al y Atributiva

5.4.2 Consulta Es pacial En la figura anterior, se puede observar la aplicación para la consulta espacial que se encuentra sit uada del lado izquierdo de la pantalla. Se puede observar el mapa de la bahía de Acapulco así como también unos check boxes que son utilizados para realizar la selección de la capa que queremos que se encuentren activas mientras se realiza la consulta espacial, maás abajo se puede observar un select donde se puede seleccionar la zona a la que se quiere acercar el usuario ya sea ESTE, OESTE o DORADA que son las tres zonas principales que componen la Bahía de Acapulco. Junto con el cuadro de visualización del mapa se pueden ver del lado derecho, íconos de zoom (+) o zoom (-), así como también de desplazamiento norte, sur, este u oeste. Como ya se había mencionado anteriormente, la consulta espacial consiste en hacer clik sobre el mapa en un punto representativo de un Hotel o de un Restaurante para obtener la visualización de información del punto al que se hizo referencia. ¿Qué hay detrás de todo esto? Detrás de la aplicación que permite la v isualización del mapa existe una gran cantidad de código, el cual se describe mejor por medio de la Figura 15.

Figura 15 . Flujo para la visualización del mapa

Como se muestra en la Figura 15, la primera parte de la ap licación referente a la visualización geográfica de un Hotel o Restaurante consiste de la realización de las diversas capas que compondrán el modelo que será después visualizado por el usuario. Esta visualización se realizo gracias a un software especializado para la creación y representación de Información Geográf ica, denominado ArcView. En la Figura 16 y 17


se muestran por separado las distintas capas realizadas en ArcView, y al final una representación de la unión de todas las capas utilizadas como se deseó ver en el sistema ya implementado (ver Figuras 16 y 17).

Figura 16 . Cap as d e zonas y calles

Figura 17 . Cap as d e hoteles y restau rantes

Figura 18 . Capas d e no mbres d e calles


Figura 19. Unión de capas

Ya creadas estas cinco capas que se utilizan para la consulta espacial, el siguiente paso es el instalar el serv idor de ap licaciones que ayudará a desplegar esta aplicación en el servidor de mapas. P uede optarse por utilizar un serv idor de aplicaciones como Tomcat o JBoss, en el caso de este sistema se optó por utilizar JBoss, aunque puede parecer que sale sobrado para la aplicación que se esta dando so lo a esta parte del sistema, más adelante se verá que también se utilizó este servidor de ap licaciones para implementar la parte referente a las consultas atributiva. Como siguiente paso, la instalación del serv idor de mapas de alovm ap permitió la visualización del mapa. En la primera parte de la realización de esta aplicación se mencionó el soft ware ArcView, al realizar una figura en este soft ware sobre un mapa, en este caso la bahía de Acapulco, se crean tres archivos importantes que son: .shp, .dbf, .shx. Conocidos como shapefiles, son un formato simple, no topológico para almacenar la localización geográfica y la información atributiva de características geográficas. .shp – es el archivo que almacena las características geométricas. .shx – es el archivoque almacena los índices de las características geométricas. .dbf – es el archive dBASE que permite almacenar información atributiva de las características del archivo. .prj – es el archivo que permite almacenar la información del sistema de coordenadas. Estos archivos que se van creando al momento de realizar un nuevo polígono, figura, línea sobre un mapa en ArcView, son los que van hacer atributiva de dicho punto, como puede ser su coordenada, o un ID, ó, en el caso de este sistema más columnas que definan los atributos que conforman y describen un hotel o un restaurante para una posible consulta espacial. Cuando se hace click sobre un punto hotel o restaurante y que se devuelva la información, tal como se muestra en la Figura 20.


Figura 20. Consulta espacial

Al agregar la carpeta de alovm ap a la carpeta webapps del servidor, se podrá tener acceso a las aplicaciones que tienen ya como ejemplo el servidor de mapas alovm ap y así después de conf igurar una de las ap licaciones al gusto del desarrollador. Los archivos necesar ios para levantar un mapa en el serv idor de mapas con ayuda del servidor de aplicaciones son: un archivo XML y un archivo JSP para la vista del mismo, así como una carpeta o el conjunto de archivos .shp, . shx, .dbf creados en ArcView. Estos archivos serán posteriormente referenciados por el archivo XML que será referenciado también por el JSP. El archivo XML debe llevar al principio las líneas de código que indican la versión y el tipo de documento que se utiliza, como se muestra en las líneas siguientes. <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <!DOCTYPE alov_project SYSTEM "alov_project.dtd" counter="no">

A continuación de las líneas anteriores la creación de un Project con su respectivo nombre, un backcolor para la presentación así como el tipo de métrica utilizada (km., m., millas, etc). A continuación se especifican los dominios sobre los que se podrá hacer referencia mientras se trabaje sobre el mapa, dichos dominios pueden ser desde ver el área de la Bahía de Acapulco completa o simplemente un área de interés de la misma, para referenciar las áreas de interés a las que se quiere realizar un zoom se elijen puntos (x, y) máximos y mínimos del mapa utilizado en ArcView, en el código, la instrucción startup indica si se quiere que ese dominio sea con el que comience la aplicación y la instrucción fu ll indica si se quiere que este sea la vista máxima del zoom que se puede visualizar. <project name="Bahia" backcolor="200:64:32" zoomunits="km" zmin="0.5"> <domain name="ZONA OESTE" full="yes" startup="yes" xmin="-79.31" ymin="4.60" xmax="-79.29" ymax="4.64"/> <domain A continuación del código anterior, se realiza la referencia hacia el archivo que se quiere mostrar en el servidor como una de las capas mediante su URL.


<map name="Politico" index="m0"/> <layer name="calles de la Bahia" visible="yes" zmin="0.0" zmax="250.0" order="3"> <dataset direct="yes" url="Proyecto/shps/acapulco_calle_clip1.shp" full="no"/> <symbol fill="200:64:32" outline="10:255:10" filled="no" size="1"/> </layer> Respecto al JSP, se realiza el diseño de la presentación de la página en cuestión, así como unir y hacer funcionar lo que suceda para cada botón en la aplicación. Este archivo es código HTML combinado con Java donde se uso de métodos para la implementación de las acciones que se querían realizar. session = request.getSession(true); FloatRectangle bBox = ogcBean.getBBox(); double dx = Math.abs(bBox.x2 - bBox.x) / 3; double dy = Math.abs(bBox.y2 - bBox.y) / 3; Project project = ogcBean.getProject(); float z = 1.0f; String zoom = ogcBean.getParam("zoom"); if( zoom != null ) try z = Float.parseFloat(zoom); catch(Exception e) z = 1.0f; else try String full[] = ogcBean.getBBoxZoom(1).split(","); float x1 = Float.parseFloat(full[0]); float y1 = Float.parseFloat(full[1]); float x2 = Float.parseFloat(full[2]); float y2 = Float.parseFloat(full[3]); float z1 = (float)((bBox.x2 - bBox.x)/(x2 - x1)); float z2 = (float)((bBox.y2 - bBox.y)/(y2 - y1)); z = (z1 < z2)? z1 : z2; catch(Exception e) z = 1.0f; String wmsUrl = ogcBean.getProjectId() +".wms?request=GetPage"+ "&width="+ogcBean.getParam("width")+ "&height="+ogcBean.getParam("height"); if( ogcBean.getParam("layers") != null ) wmsUrl += "&layers="+ogcBean.getParam("layers"); if( ogcBean.getParam("query_layers") != null ) wmsUrl += "&query_layers="+ogcBean.getParam("query_layers"); String zoomin = wmsUrl+ "&bbox="+ ogcBean.getBBoxZoom(z/2) +"&zoom="+ (z/2); String zoomout = wmsUrl+ "&bbox="+ ogcBean.getBBoxZoom(z*2) +"&zoom="+ (z*2); String zoomext = wmsUrl+ "&bbox="+ ogcBean.getBBoxZoom(1) +"&zoom=1"; Date d = new Date(); SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(); sdf.applyPattern("EEEE, dd/MM/yy"); String date = sdf.format(new Date()); sdf.applyPattern("h:mm a");


String hour = sdf.format(new Date());

En el código mostrado arriba se observa la implementación de la representación f ísica donde la implementación de los zoom s se muestra mediante implementación de las líneas de código. String zoomin = wmsUrl+ "&bbox="+ ogcBean.getBBoxZoom(z/2) +"&zoom="+ (z/2); String zoomout = wmsUrl+ "&bbox="+ ogcBean.getBBoxZoom(z*2) +"&zoom="+ (z*2); String zoomext = wmsUrl+ "&bbox="+ ogcBean.getBBoxZoom(1) +"&zoom=1";

Esta parte del código es relacionada con la referencia hacia el objeto geográfico que se desea mostrar. 5.4.3 Consulta Atributiva La consulta atributiva nos ayuda a obtener de manera más precisa las características del objeto que es tratado (Restaurantes y Hoteles), esto se hace en base a un filtrado que nos guía primero por el tipo de zona y seguido por la cercanía de ese objeto hacia un punto de referencia que pueda ser localizado de manera fácil, para así obtener los resultados en base a el tipo de selección que se realiza en la Figura 21.

Figura 21 . Consulta atributiva

Es importante señalar que todas estas consultas van de la mano con la ontología ya que el filtrado que se hace va de acuerdo con el mapeo de los conceptos. La ontología fue simulada en cuanto al diseño de la base de datos con MySQL, así como también el hecho de usar el modelo vista controlador con Spring, Hibernate y Struts que ayuda a seguir el diseño de la ontología en los siguientes puntos mostrados en la Tabla 1:


La ontología debe crecer de manera fácil, sin problemas, así como también debe de poder hacerse más pequeña.

Estas características las cumple el sistema ya que spring y hibernate ayudan a que se pueda realizar de manera fácil este tipo de cambios, es decir si se hace un cambio no hay problema, debido a que estas aplicaciones presentan una gran ventaja ya que se puede decir que se encapsulan las capas (de esta manera no se afectan entre sí, si hay algún cam bio) que intervienen de manera que si en algún momento se tenga un problema, se sepa en donde realizar los cambios o si se desea agregar algo nuevo, es fácil seguir el mapeo de lo ya realizado y agregarlo, sin alterar a las demás capas.

La ontología es una aplicación que va aplicada a defin iciones que ya son fijas, que no van a cambiar casi nunca.

Esta base de datos al trabajar sobre un área como los giros comerciales (Restaurantes y Hoteles), nos permite simular a la ontología ya que los hoteles o restaurantes que existen en el área de estudio junto con sus características son sujetos a pocos cambios, es decir, es poco probable o no es muy frecuente la demolición de un hotel para poner otro distinto al igual que con los restaurantes.

Tabla 1. Implementación del sistema a partir d e consideraciones de la ontología

Spring, Hibernate y Struts son marcos de trabajo o tecnologías que implementan el modelo, la vista y el controlador. El modelo vista controlador es quien nos ayuda a tener una mejor estructura, del diseño, así como también nos ayuda a optimizar el sistema. El modelo vista controlador está basado en lo siguiente:

• Hibernate Modelo • Struts Vista • Spring Controlador

Struts: Realiza la aplicación amigable con el usuario, es decir los flujos de pantallas, estos son quienes presentan al usuario una interfaz gráfica, en la cual se realizan de manera transparente las consultas. Spring: Ayuda al control de las peticiones que son hechas por el usuario, Spring utiliza interfaces para que se tenga una manera limpia de pasar la petición hecha por el usuario. Hibernate: Ayuda a realizar el despacho de peticiones que son pasadas por el controlador, h ibernate nos dice que cada tabla en la base de datos se debe de tratar como un objeto, es decir por cada una se realiza una clase, además de que se utilizan arch ivos hbm.xml que son los que realmente hacen el paso de los atributos que se tienen en todas y cada una de las tablas para que puedan ser tratadas como objetos.


Para poder trabajar en conjunto estas ap licaciones se debe contar con archivos muy importantes de tipo .xml ya que estos son quienes hacen el mapeo de lo que se está siguiendo en el modelo. Estos son los archivos de configuración, es decir para cada una de las peticiones que el usuario hace, le corresponde un flujo de pantallas (struts, vista), así como también todo lo que implica la petición hecha para obtener datos, los arch ivos que ayudan a este mapeo son mencionados a continuación: Spring y Hibernate mapean de peticiones así como el despacho de esas peticiones

El archivo factory – config.xml es quien nos proporciona realmente el mapeo de lo que es nuestro sistema con el modelo vista controlador que tanto se ha mencionado. En la figura anterior se muestra un poco del código de este archivo y se puede observar que tiene las características del controlador para MySQL así como también la clave y el nombre de usuar io para poder entrar a el, no solo eso sino que nos permite el poder observar que tipo de consultas se hacen con el hecho de usar la etiqueta <property name=”maxActive”>. Lo que indica el hecho de que con Hibernate las consultas no se hacen de la misma manera que con una base de datos que utiliza sentencias SQL para la obtención de datos, esto se debe a que se está trabajando con objetos y no con tablas.

6. Impacto del proyecto Las contribuciones de este trabajo se centralizan en :

Formalizar una teoría para el análisis y síntesis semántica asociativa de datos espaciales. Considerando para esto, las propiedades y relaciones que describen el comportamiento intrínseco de los objetos geográficos.

Explotar una nueva línea de investigación, dedicada fundamentalmente a la

correcta representación e integración de los datos espaciales, y que pueda ser utilizada para diferentes casos de estudio por medio de descr ipciones semánticas basadas en una ontología espacial.

Integrar al área de la Geo informática el empleo de técnicas de procesamiento

semántico a bases de datos geográficas para solucionar problemas de representación formal, integración, heterogeneidad e interoperabilidad entre datos espaciales.

Desarrollar un sistema prototipo que permita generar descripciones semánticas

considerando una ontología espacial base para datos vectoriales.

Personalizar el acceso a las bases de datos geográficas digitales con grandes volúmenes de datos, ya que este acceso no dependerá de una conceptualización particular del usuario o agente.

Consolidar una só lida directriz de investigación básica para el área de la

Geoinformática, la cual pueda ser reconocida a nivel nacional e internacional.

Graduar a dos alumnos de Licenciatura y uno de Maestría.

ANEXO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN SIP 2006...

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