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Geovisor web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas Trabajo de grado en modalidad de monografía presentado como requisito parcial para optar por el título de especialista en Sistemas de Información Geográfica Karen Ariza & Luis Bogotá Director Salomón Ramírez Universidad Distrital Francisco José de Caldas Especialización en Sistemas de Información Geográfica Noviembre, 2016
Transcript of Karen Ariza & Luis Bogotá Director Salomón Ramírez ...
Geovisor web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas
Trabajo de grado en modalidad de monografía presentado como requisito parcial para
optar por el título de especialista en Sistemas de Información Geográfica
Karen Ariza & Luis Bogotá
Director
Salomón Ramírez
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Especialización en Sistemas de Información Geográfica
Noviembre, 2016
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Contenido
1. Introducción ..................................................................................................................... 4
2. Problema........................................................................................................................... 5
3. Justificación ...................................................................................................................... 7
4. Alcance ............................................................................................................................. 9
5. Objetivo .......................................................................................................................... 10
5.1 Objetivos específicos .................................................................................................. 10
6. Estado del arte ................................................................................................................ 11
6.1 Antecedentes ............................................................................................................... 11
6.2 Marco teórico .............................................................................................................. 12
7. Metodología ................................................................................................................... 13
8. Resultados ...................................................................................................................... 15
8.1 Fase de análisis ........................................................................................................... 15
Modelo de negocio ........................................................................................................... 15
Reglas de negocio ............................................................................................................ 15
Actores ............................................................................................................................. 16
Especificaciones ............................................................................................................... 16
Especificaciones suplementarias ...................................................................................... 18
Definición de componentes .............................................................................................. 18
8.2 Fase de diseño ............................................................................................................. 19
3
8.3 Fase de implementación ................................................................................................. 27
Integración ........................................................................................................................ 27
Configuración ................................................................................................................... 28
Personalización ................................................................................................................ 28
8.4 Usabilidad ...................................................................................................................... 30
9. Conclusiones ........................................................................................................................ 34
10. Referencias ..................................................................................................................... 35
11. Anexos ............................................................................................................................ 36
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1. Introducción
El presente documento muestra el proceso de desarrollo de un visor geográfico orientado a la
web, como herramienta para la determinación de zonas con potencial para exploración geológica
– geotécnica, dentro del territorio del departamento de Chocó, con el objeto de abordar más
eficazmente la fase preliminar de dichos estudios y contribuir a una mejor toma de decisiones.
Generalmente, durante la realización de estas exploraciones, se presentan varios inconvenientes
in situ que dificultan o impiden la realización de los trabajos, como el desplazamiento de
maquinaria, la disponibilidad de agua, entre otros factores que pueden ser estimados previamente,
es decir, que es posible reducir los riesgos operativos.
Se consideraron variables en formato shapefile, que interfieren en materia técnica y de
reglamentación, a partir de las cuales se generaron nuevas capas por medio de modelos en ArcGIS,
que excluyen todas las restricciones ambientales y jurisdiccionales, además de restricciones por
disponibilidad de agua, cercanía a vías y rango de pendiente, enmarcadas sobre las características
geológicas en un espacio limitado geográficamente por los municipios de Chocó; pudiendo el
usuario final visualizar y ponderar de acuerdo a sus necesidades las área óptimas para
exploraciones preliminares.
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2. Problema
En la mayoría de proyectos de ingeniería, el componente geotécnico y geológico siempre es
requerido, haciendo necesario la caracterización de unidades geológicas y zonas homogéneas. En
la actualidad, Colombia aún no cuenta con suficiente información para dicha caracterización en la
gran mayoría de su territorio, haciéndose necesario realizar una exploración geotécnica directa (in
situ), en las zonas donde se va a desarrollar un determinado proyecto. Durante la planificación para
la campaña, se define la localización de los puntos de exploración, generalmente sin tener en
cuenta particularidades que pueden llegar a entorpecer el desarrollo de estos trabajos, como son:
permisos de ingreso a predios, regulaciones o permisos ambientales, áreas protegidas y/o
localización en territorios ocupados por comunidades étnicas; lo cual conlleva a que estos puntos
deban ser reubicados. Adicionalmente se encuentran restricciones operativas, como la cercanía a
cuerpos de agua, necesaria para el funcionamiento de los equipos; la profundidad de la exploración,
que determina el tamaño de la maquinaria; las restricciones por cercanía a infraestructura existente
(líneas de servicio eléctricas, gas, petróleo, agua, etc…), vías y carreteables para el transporte de
personal y equipos; y la topografía para la movilización de los mismos.
Lo anterior representa dificultades en la ejecución de proyectos de ingeniería en empresas del
sector público y privado, debido a retrasos no planeados y tiempos muertos de personal y
maquinaria; haciendo necesario reubicar en más de una ocasión el punto de exploración, con sus
implicaciones, como nueva gestión de permisos, transporte y movilización de personal y equipos,
etc… , generando incrementos en costos de operación, incumplimiento de cronogramas y en
algunos casos impactando la calidad de los trabajos.
En respuesta a esta problemática, se planteó un visor geográfico orientado a la web, que muestra
el resultado de modelos de análisis espacial, los cuales consideran las variables de riesgo que
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afectan directamente la realización de los estudios geotécnicos, cuyo resultado se agrupa en capas
correspondientes a áreas protegidas, comunidades étnicas, proximidad a cuerpos de agua,
proximidad a vías, topografía y zona de influencia litológica; obteniendo áreas con posibles sitios
de exploración geotécnica - geológica sobre todo el territorio del departamento de Chocó.
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3. Justificación
La solución tecnológica consistente en un visor geográfico orientado a la web, que muestra
posibles sitios de exploración geotécnica - geológica sobre el territorio del departamento de Chocó,
considerado por el desarrollo en materia de infraestructura establecido en su plan de ordenamiento
territorial; mediante análisis espacial, de acuerdo a especificaciones tales como: áreas protegidas,
comunidades étnicas, cuerpos de agua, líneas de servicio (infraestructura) existente, proximidad a
vías, zona de influencia litológica, profundidad de la exploración y topografía del terreno.
Esta solución está enfocada a entidades y empresas del sector público y privado que requieren
realizar estudios de exploración geotécnica para diferentes fines, o a empresas de ingeniería que
requieran visualizar de manera eficiente diferentes capas de información.
El visor puede representar beneficios a nivel económico, ya que al planificar mejor la campaña
de exploración geotécnica permite reducir costos de operación referentes a: movilización de
maquinaria, gestión de permisos, reconocimiento de campo, prevención de tiempos muertos y
redefinición de procesos como es la reubicación de puntos de exploración.
De mano con lo anterior, conlleva beneficios administrativos, ya que los cronogramas de
trabajos se cumplirían en el tiempo establecido, reduciendo riesgos de incumplimientos
contractuales y evitando modificaciones o reprogramación de los planes de trabajo.
En el ámbito técnico se optimiza la definición de zonas críticas donde se requiere información
geológica-geotécnica, asegurando que la exploración este dentro de una unidad litológica
específica, garantizando calidad de los estudios.
Socialmente, al definir con claridad las zonas a explorar, puede involucrarse a la comunidad,
mediante la generación de empleos en la zona de trabajo. El sistema contempla el análisis de capas
con la localización de comunidades étnicas; estos estudios por lo general causan malestar entre la
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población, por lo que tener en cuenta este factor para la determinación de la exploración, puede
evitar conflictos en el desarrollo de los trabajos evitando el daño a la propiedad; consiguiendo así
realizar previamente una gestión de permisos prediales y planeación de socialización de los
proyectos.
Ambientalmente, se pueden proyectar los recorridos necesarios de la maquinaria y el personal,
para no interferir con corredores ecológicos o áreas protegidas, o en caso dado gestionar los
permisos ambientales necesarios con anticipación. También se pueden focalizar áreas de paso
restringido.
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4. Alcance
El geovisor web para exploraciones preliminares geotécnicas – geológicas, es el resultado de
un estudio correlacional, a partir de las variables que interfieren en la planeación de exploraciones
geotécnicas – geológicas, con miras a definir zonas de interés para su ejecución.
Espacialmente, el visor comprende el territorio del departamento de Chocó, por la planeación
que existe sobre este para el desarrollo de infraestructura vial y por las restricciones de los
servidores para manejar capas muy pesadas.
Los datos sobre los que se llevó a cabo el análisis son de tipo abierto, provenientes de
organismos del sector público, por tanto dan cuenta de la situación actual. Para el uso del visor en
años posteriores, se deben considerar cambios principalmente en materia de infraestructura vial,
en lo concerniente al análisis espacial.
Técnicamente se propone que el alcance del visor consiga mostrar un panorama general del
terreno, mediante el despliegue de capas en formato vectorial, que incluyen la agrupación de áreas
protegidas, conformadas por PNN (Parques Nacionales Naturales), Páramos, AICAS (áreas
importantes para la conservación de las aves) y zonas arqueológicas. Otro tipo de restricción, se
encuentra enmarcada por la capa de comunidades étnicas, que tienen un tratamiento legislativo
especial. Finalmente una capa que considera factores de tipo operacional referidos a proximidad a
cuerpos de agua con un máximo de 300 m, limitado por las características operativas de los
equipos; proximidad a vías (máximo 500 m), caracterización del terreno por rangos de valores de
pendiente; y zona de influencia litológica. La información desplegada, permite al usuario agrupar
y ponderar las restricciones que conciernen a su área de interés, contribuyendo así el visor a la
toma de decisiones, acerca de la ubicación de zonas de exploración geológica – geotécnica en la
fase de estudios preliminares.
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5. Objetivo
Desarrollar un visor geográfico que muestre posibles sitios de exploración geotécnica, los
cuales serán presentados como capas temáticas por unidad litológica de las áreas donde exista
menor impacto ambiental, social y operativo para realizar la exploración.
5.1 Objetivos específicos
1. Determinar las especificaciones funcionales y suplementarias requeridas para el proceso
de desarrollo del visor geográfico.
2. Definir la arquitectura del visor geográfico, de modo que satisfaga las especificaciones
funcionales y no funcionales planteadas.
3. Identificar, integrar y configurar los componentes de software que cumplan con el objetivo
del visor geográfico.
4. Definir la estructura de los datos para su producción, integración y publicación.
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6. Estado del arte
6.1 Antecedentes
Existen algunos servicios web que permiten visualizar la información geológica básica,
con funcionalidades similares a las que se tienen para el visor, como son:
Geoportal del Servicio Geológico Colombiano SGC, este Geoportal tiene como finalidad
presentar a los usuarios la información generada por Geociencias Básicas, Recursos Minerales,
Geoamenazas, Asuntos Nucleares, Laboratorios y Gestión de Información. La información está
almacenada en una geodatabase gestionada por un motor de base de datos; posee herramientas de
análisis espacial y aplicaciones web personalizadas.
El Geoportal Mapa Geológico de Colombia INGEOMINAS, contiene versiones del Mapa
Geológico de Colombia desarrollado en 2007, y planchas del Atlas Geológico de Colombia AGC
que cubren el país. Como soporte para el empalme de la información geológica utiliza imágenes
de radar e imágenes satelitales LandSat TM y el modelo DEM NASA SRTM, implementada en
una plataforma SIG. Para el manejo de la información georreferenciada de los mapas, posee una
aplicación que permite la edición gráfica, y un sistema automatizado para la producción de salidas
gráficas, generan mapas de forma dinámica con la información almacenada en la BD.
Se realizó una exhaustiva investigación y búsqueda de visores geográficos que manejaran las
variables mínimas para exploración geotécnica; el resultado obtenido evidencia que en la
actualidad no existe ninguna aplicación o visor geográfico que se utilice para la planeación de una
campaña de exploración geotécnica en Colombia; por lo general la planificación se realiza
mediante un herramienta SIG de “escritorio” la cual solo permite la visualización del lugar donde
se llevaran a cabo los trabajos de exploración geotécnica pero sin tener en cuanta otras variables
para el óptimo desarrollo de dichos trabajos.
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6.2 Marco teórico
El visor geográfico propuesto forma parte de los estudios geotécnicos preliminares que tienen
como objetivo planificar las investigaciones in situ a partir de valoraciones de factores geológicos
– geotécnicos generales de la zona en donde se va a desarrollar un proyecto.
En la realización de estos estudios, como lo exponen Duran (2005) y la Agencia Nacional de
Minería ANM, se debe recopilar y analizar información disponible, interpretar mapas geológicos,
topográficos y fotografías aéreas para identificar zonas inaccesibles que son potencialmente
problemáticas cuando se emprenden las exploraciones; adicional a otros factores de riesgo técnicos
y operacionales, que determinan la viabilidad de la exploración, tales como zonas de nivel freático
muy superficial, zonas de rocas alteradas, erosiones y arrastres de materiales en laderas, fallas
geológicas y vados o zonas inundables; y a nivel operacional, ubicación de carreteras en la
proximidad de ríos y arroyos, y las condiciones hidrológicas y de drenaje. Es primordial ubicar las
zonas protegidas o de jurisdicción especial, como reservas o parques naturales y territorios de
comunidades étnicas, importantes para determinar rutas especiales de tránsito para la maquinaria
y el personal, con el propósito de no interferir con corredores ecológicos, áreas protegidas y
gestionar permisos, evitando conflictos por deterioro de condiciones ambientales o daño a la
propiedad.
La identificación de dichos factores reduce potencialmente costos, tiempos y esfuerzos
administrativos, al mejorar la planificación de las exploraciones en temas como la movilización
de maquinaria, gestión de permisos, prevención de tiempos muertos y redefinición de procesos
como la reubicación de puntos de exploración; y optimización de la precisión de los resultados de
los estudios al detectar zonas críticas de donde se necesita información geológica-geotécnica.
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7. Metodología
El proceso de construcción del visor web geográfico, durante las etapas de análisis, diseño e
implementación del sistema, se llevó a cabo mediante la aplicación de un modelo incremental,
transversal a la metodología de reutilización, que comprende tanto los componentes como la
documentación relacionada. La metodología descrita se representa en la Figura 1.
Figura 1. Fases del proceso de planeación, producción y publicación del visor web geográfico.
Fuente: Elaboración propia
Durante la etapa de análisis se establecieron las especificaciones y se realizó la búsqueda y
filtrado de componentes potencialmente reutilizables (off the shelf), de acuerdo a los
requerimientos planteados, en el marco de un modelo incremental, que permitiera realizar ajustes
a las especificaciones. La planeación del visor se realizó por medio de la definición del modelo de
negocio, las reglas de negocio y los requerimientos funcionales y no funcionales asociados a este.
La fase de diseño abarco la definición e integración de la arquitectura, mediante la reutilización
de componentes físicos, a partir de los cuales se definió la interfaz de usuario. La arquitectura del
sistema se definió a través de la identificación de los componentes que proveen servicios, los que
requieren y las interacciones entre ellos, evaluando compatibilidades entre estos y sistemas
software. Adicionalmente se realizó la búsqueda y selección de la información, su procesamiento,
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control de calidad, y se especificó la base de datos para la categorización, procesamiento y
preservación de los datos. Posteriormente la base de datos, se integró a la arquitectura definida.
La implementación se realizó por fases incrementales, al igual que la documentación, lo que
generó un espacio simultáneo para el proceso de validación. Durante esta etapa se integraron los
servicios, se configuró la disposición a los usuarios y se definieron los estilos de visualización de
la información.
Los ciclos del proceso, se ajustaron y consolidaron transversalmente con la metodología de
reutilización hasta la aceptación total del producto.
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8. Resultados
8.1 Fase de análisis
Modelo de negocio
Implementar un visor web geográfico que contribuya en el proceso de planeación y toma de
decisiones sobre la localización de estudios geotécnicos preliminares, a partir de la valoración de
variables operativas y normativas, dispuestas en datos de tipo abierto, que intervengan en la
viabilidad de la exploración.
Reglas de negocio
Regla 1: El visor geográfico web es abierto a cualquier usuario con acceso a internet.
Regla 2: La zona de influencia del visor corresponde al departamento del Chocó, por la proyección
sobre este para construcción de infraestructura vial.
Regla 3: La información de las variables que se despliegan en el visor está sujeta a la disponibilidad
de información.
Regla 4: El visor posee la capacidad de desplegar información en formato tipo ráster y vector.
Regla 5: Las capas de información se encienden y apagan a conveniencia del usuario.
Regla 6: La descarga de imágenes se ejecuta en formato PDF.
Regla 7: El sistema está en capacidad de mostrar la información asociada a la capa sobre un punto
específico definido por el usuario.
Regla 8: El usuario no podrá modificar la información contenida en el visor.
Regla 9: Los componentes utilizados cumplen los estándares de la OGC.
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Actores
El actor que participa en todas las funcionalidades o casos de uso definidos para el geovisor
web para exploraciones preliminares geotécnicas – geológicas es el usuario, quien tiene la
capacidad de visualizar información de las capas publicadas, usar las herramientas de navegación,
hacer consultas sobre las capas presentes en el sitio mediante una selección; y descargar imágenes
del visor web geográfico en formato PDF, siendo todas las anteriores funcionalidades dispuestas
por reutilización.
Especificaciones
Se determinaron las especificaciones funcionales y suplementarias requeridas para el
funcionamiento del geovisor web, donde se identificaron los casos de uso vinculados al usuario.
Respecto a los requerimientos de software, estos permiten al usuario de cualquier nivel: 1) el
ingreso al geovisor mediante el uso de cualquier navegador web; 2) la visualización y navegación
sobre el área de la pantalla del procesador; 3) la selección de las capas a ser visualizadas; 4) el
despliegue de la información de las variables presentes en un punto de interés; 5) exportar y
descargar la información en archivos de tipo PDF.
El visor ejecuta las funcionalidades descritas a continuación: 1) Visualización, permitir al
usuario la navegación sobre el área inicial definida. 2) Selección de capas de interés, permite al
usuario la selección de las capas que involucran las variables que van a intervenir en el proceso de
selección de sitios de exploración. 3) Consulta, permite al usuario conocer información sobre las
capas presentes en los sitios señalados por el cursor. 4) Descarga, permite al usuario obtener la
información desplegada en archivos de tipo PDF.
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Se realizó un modelo de casos de uso vinculados al actor, que intervienen en el funcionamiento
del geovisor web para exploraciones preliminares geotécnicas – geológicas, el cual es ilustrado en
la Figura 2.
Figura 2. Modelo de casos de uso.
Fuente: Elaboración propia
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Especificaciones suplementarias
Los requerimientos suplementarios que se determinaron para el visor fueron: Compatibilidad,
definida como la adaptabilidad del visor como un navegador Web común para dispositivos de
escritorio; el sistema debe ser accedido por los usuarios mediante un navegador a través Internet.
Ser autoajustable a cualquier tamaño y resolución de pantalla del usuario; la aplicación debe
desplegarse sin deficiencias ni distorsiones de diseño en cualquier tamaño y resolución de pantalla
del usuario. En el ámbito de la usabilidad, el usuario tiene autonomía o control sobre el visor, con
una interfaz intuitiva, que muestra la información de manera dinámica, ágil y estética, mediante la
inclusión de elementos de dialogo tales como listas, deslizadores y cajas de selección, y la
utilización de imágenes optimizadas, componentes de diseño y selección de colores que faciliten
la comprensión de la información. La interfaz contiene herramientas de ayuda visual, que facilitan
al usuario la interacción con la aplicación, por ejemplo los botones de medir y consultar. La interfaz
contiene metáforas del mapa, a saber leyenda y escala.
Definición de componentes
Para conservar la integridad de los datos, se utilizó el servicio de Postgres con la extensión
PostGis que soporta el componente espacial.
Con el objeto de compartir y editar datos geoespaciales, de la búsqueda y filtrado de
componentes se optó por el servidor de datos espaciales GeoServer, por ser una aplicación web de
código abierto, diseñado para la interoperabilidad, en lenguaje java, compatible con la certificación
WMS, además de contar con extensiones del estándar SLD, para el soporte de estilos CSS.
En el marco del modelo incremental se exploraron diferentes opciones para la publicación,
eligiendo GeoExplorer, debido a su conformidad a los requerimientos y funcionalidades
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planteadas, considerando principalmente la descarga o exportación de datos a archivos PDF, la
funcionalidad de Popup o ventana emergente con la información de las capas presentes como
resultado de un click sobre el mapa y el estilo de la interfaz.
8.2 Fase de diseño
Durante esta fase de determinaron las operaciones principales asociadas a los casos de uso y las
relaciones entre componentes necesarias para definir los elementos constituyentes del visor web;
mediante el uso de modelos de componentes, casos de uso y paquetes y modelo de despliegue, que
ilustran la estructura del visor.
La arquitectura definida por medio de la reutilización de componentes físicos, integra los
siguientes: 1) una base de datos en postgresSQL que contiene las restricciones operacionales, vías,
drenajes y curvas de nivel; restricciones ambientales como páramos y zonas de reserva AICAS;
presencia de comunidades étnicas y comunidades indígenas; e información general, división
política e información litológica. 2) El servidor GeoServer como herramienta para disponer la
información en la web en formato tipo shape y para la asignación de estilos definidos a cada una
de las capas. 3) El publicador de mapas web GeoExplorer como elemento para la visualización y
ejecución de las demás funcionalidades definidas en los casos de uso, para ser desplegado en el
componente que integra todos los anteriores, 4) el navegador.
Esta estructura, integró y configuró los requerimientos y especificaciones funcionales y no
funcionales como se describió en la fase de análisis, desde la publicación de las capas hasta la
definición de estilos y la interfaz de usuario.
El modelo de componentes en la Figura 3 muestra los estándares para la implementación,
documentación y el despliegue de componentes.
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Figura 3. Diagrama de componentes.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 4. Diagrama de despliegue.
Fuente: Elaboración propia.
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En la Figura 4 se ilustra el diagrama de despliegue, con el rol de cada componente, en donde el
usuario se apoya en un equipo para acceder a la web, la cual soporta los servicios de
almacenamiento y publicación que ofrece OpenGeo Suite a través de GeoServer y GeoExplorer
respectivamente. Se respalda la información con una base de datos en PostgreSQL.
La Figura 5 muestra un modelo de paquetes en donde se observan agrupados los casos de uso
por funciones.
Figura 5. Modelo de paquetes
Fuente: Elaboración propia.
A continuación se detalla el proceso de modelado de los datos, los cuales provienen de fuentes
de tipo abierto como se muestra en la Tabla 1, para su procesamiento mediante su categorización
en feature datasets en ArcGIS.
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Tabla 1. Datos utilizados para la implementación del visor.
Categoría Nombre de la capa URL (Fuente)
Comunidades
Étnicas
Comunidades_Negras_IN
CODER_2015
http://sigotnal.igac.gov.co/arcgis/services/WFS/Areas_Espec
iales/MapServer/WFSServer?
Comunidades
Étnicas
Resguardos_Indigenas_IN
CODER_2015
http://sigotnal.igac.gov.co/arcgis/services/WFS/Areas_Espec
iales/MapServer/WFSServer?
Cuerpo de
Agua Drenaje_Doble
http://sigotnal.igac.gov.co/arcgis/services/WFS/Hidrografia/
MapServer/WFSServer?
Entidades
Territoriales
DEPARTAMENTOS_AR
EA_OFICIAL
http://sigotnal.igac.gov.co/arcgis/services/WFS/Division_Po
litica/MapServer/WFSServer?
Capas:
Cabecera municipal
Limite internacional
Municipio (linea)
Departamento
Municipio
Entidades
Territoriales Municipio_Nuevo
http://sigotnal.igac.gov.co/arcgis/services/WFS/Division_Po
litica/MapServer/WFSServer?
Capas:
Cabecera municipal
Limite internacional
Municipio (linea)
Departamento
Municipio
Geología Unidades_Litologicas http://www.sgc.gov.co/images/mapgeo/01_mgc2015/SIG/m
gc2015_SIG.zip
Restricciones
Ambientales AICAS_HUMBOLDT
http://sig.anla.gov.co:8083/resources/DESCARGA_SIAC/I
AVH/aicas.zip
Restricciones
Ambientales
Areas_Arqueologicas_Pro
tegidas_Sin_San_Jorge
Restricciones
Ambientales Paramos_100K_2012
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfB5Ju1EJM-
b4M8tadjUzTKgKBdFeBNMLE61Y2CQouixJznFg/viewfor
m?sid&c=0&w=1&token
Restricciones
Ambientales PNN_v2_2016
http://sigotnal.igac.gov.co/arcgis/services/WFS/Dim_Ambie
ntal/MapServer/WFSServer?
Restricciones
Ambientales
UNION_ZONIFICACIO
N_RESERVA_LEY2
http://sig.anla.gov.co:8083/resources/DESCARGA_SIAC/M
ADS/Sustracciones_Ley_2da.zip
Los datos fueron descargados del servicio WMS del Sigot.
Fuente de la tabla: Elaboración propia.
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El análisis espacial se llevó a cabo creando modelos en la herramienta ArcGIS. En este, se
definieron cinco modelos con variables a tener en cuenta al momento de planear una campaña de
exploración geotécnica; dejando el elemento de base de datos en cada modelo libre, para que la
ruta de los datos sea definida por cualquier usuario que desee implementar los modelos.
Vías.
Restricciones Ambientales
Pendiente.
Cuerpos de Agua.
Comunidades étnicas.
Posteriormente las capas generadas se integraron a la arquitectura del servidor GeoServer.
Vías
Como insumo para crear la capa de vías se utilizó la información de vías principales del IGAC,
a la cual se le realizo un “buffer” de 500m, como se muestra en la Figura 5, considerando los
componentes operativos de los trabajos de exploración geotécnica.
Figura 5. Modelo ARCGIS análisis espacial VIAS.
Fuente: Elaboración propia
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Restricciones ambientales
Para crear la capa de restricciones ambientales se utilizó la siguiente información: AICAS
HUMBOLDT, Áreas Arqueológicas Protegidas, Parques Naturales Nacionales, Paramos, Zonas
de reserva Ley 2. Se conformó una sola capa con la unión de todas ellas, como se detalla en la
Figura 6.
Figura 6. Modelo ARCGIS análisis espacial Restricciones Ambientales.
Fuente: Elaboración propia
Pendiente
Como fuente para crear la capa de pendiente se utilizaron las curvas de nivel de Colombia y se
generó un modelo TIN como se ve en la Figura 7. Debido a que esta capa era muy pesada, se
realizó un “slope”. Las curvas de nivel fueron agrupadas en rangos de pendiente de acuerdo a su
porcentaje, <3%, 3-7%, 7-12%, 12-25%, 25-50%, 50-75%, >75%
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Figura 7. Modelo ARCGIS análisis espacial Pendiente.
Fuente: Elaboración propia
Cuerpos de agua
En la Figura 8 se muestra el modelo para la obtención de la capa de cuerpos de agua, a partir
de los ríos principales (drenajes dobles), a los que se aplicó la función “buffer” definido a 300m,
considerando los componentes operativos de los trabajos de exploración geotécnica.
Figura 8. Modelo ARCGIS análisis espacial Cuerpos de Agua.
Fuente: Elaboración propia
Comunidades étnicas
La capa de comunidades étnicas se conformó a partir de la unión de información tipo vector,
entre Comunidades Negras y Resguardos indígenas, como se observa en la Figura 9.
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Figura 9. Modelo ARCGIS análisis espacial Comunidades Etnicas.
Fuente: Elaboración propia
La clasificación de atributos para cada una de las capas generadas se realizó como sigue:
Vías: (para un punto seleccionado), está en un rango menor a 500m de una vía.
Restricciones Ambientales: (para un punto seleccionado), presencia o ausencia de restricción
ambiental.
Pendiente: (para un punto seleccionado), agrupación de rangos de pendiente en porcentaje.
Cuerpos de Agua: (para un punto seleccionado), está en un rango menor a 300m de un cuerpo
de agua.
Comunidades étnicas: (para un punto seleccionado), presencia o ausencia de comunidades
étnicas.
Por último se realizó el corte de del área del proyecto departamento del Choco para cada una
de las capas generadas para
Las capas generadas en los modelos se unieron con la capa de departamentos de Colombia, a
los que se les aplico la función disolve, para obtener un corte con la información del departamento
de Choco, con el objeto de optimizarlas y facilitar su manipulación, como se ilustra en el modelo
presentado en la Figura 10.
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Figura 10. Modelo ARCGIS análisis espacial Variables Choco
Fuente: Elaboración propia.
8.3 Fase de implementación
Integración
En la etapa de integración de las capas resultado del análisis espacial con el servidor, se utilizó
el servicio de Geoserver, mediante la creación de almacenes de datos para el espacio de trabajo
denominado pgvisor, asignándole una fuente de archivos espaciales tipo shape file, creada en una
ruta local.
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Figura 11. Capas almacenadas en el espacio de trabajo con nombre pgvisor en GeoServer.
Fuente: Elaboración propia
Configuración
Bajo el marco del concepto de reutilización, se publicaron las capas creadas, usando el servicio
de publicación de GeoExplorer del paquete OpenGeo Suite versión 4.8, en donde se cargaron las
capas mediante la opción Local GeoServer, se definió el orden de presentación y se asignó un
mapa base disponible en la librería MapBox Layer, de nombre Natural Earth I, con el objeto de
unir las capas creadas en el servidor Geoserver e integrarlas a este visor, para dejar el servicio
disponible, el cual puede ser consumido usando la funcionalidad exportar mapa
Personalización
Se les asignó a las capas publicadas en GeoServer el estilo creado previamente mediante el
editor de estilos en QGis 2.14.6, el cual fue almacenado en un archivo tipo .sld; posteriormente se
realizaron ajustes adicionales a la transparencia de las capas dentro de GeoExplorer para mejorar
la visualización. El resultado de la implementación se muestra en la Figura 12.
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Figura 12. Capas publicadas en GeoExplorer, con asignación de estilos. Imagen inicial.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 13. Capas publicadas en GeoExplorer, para el departamento de Choco; mostrando la funcionalidad de
consulta.
Fuente: Elaboración propia.
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8.4 Usabilidad
De acuerdo a la norma ISO 9126 de 2000, la calidad del producto generado se mide en términos
de usabilidad. La evaluación de la usabilidad consideró el conjunto de productos de software que
operan, sus interfaces, hardware, operadores y flujos de trabajo; abarcando calidad interna, externa
y calidad en uso, concentrándonos en el cumplimiento de las necesidades y expectativas del
usuario final, a nivel de efectividad, eficiencia, seguridad y satisfacción especificadas respecto a
la calidad de requerimientos, a través de métricas directas, indirectas, objetivas y subjetivas según
se corresponda con el atributo evaluado.
En las tablas 2 a tabla 6, adaptadas de Pérez y Rosero, se evalúan los criterios de usabilidad del
geovisor web publicado, evaluándolos en rangos de porcentajes alto (75-100%), medio (50-75%),
bajo (25-50%) y muy bajo (0-25%) usando la metodología presentada.
Tabla 2. Evaluación de la satisfacción, como parámetro de medida de la Usabilidad
del geovisor Web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas.
Característica Métrica Valoración
Privacidad Conexión segura Políticas de
seguridad Respaldo
Medio
Atracción Complacencia del usuario
con la interacción
Complacencia del Usuario
con los resultados
Medio
Habilidades del
Usuario
Participación del usuario en
las tareas del sistema
Alto
Fuente: Perez & Rosero. Ingeniería Vol. 1. No. 5. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
31
Tabla 3. Evaluación del aprendizaje, como parámetro de medida de la Usabilidad
del geovisor Web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas.
Característica Métrica Valoración
Facilidad de
aprendizaje
Lenguaje Consistente Común
Intuitivo (iconografía y
funcionalidades comunes)
Alto
Comprensibilidad Claridad en la definición de
requerimientos entrada/salida
Tiempo de Entrenamiento
Esquema de Organización
Global
Medio
Metodología Comunicación Funcional
Preclasificación de los
contenidos
Fiable
Alto
Pedagogía Definición de perfiles de
usuario
Definición de objetivos del
sitio discriminados por perfiles
Bajo
Recordación Mecanismo de señalamiento
de paso dentro de una tarea
Mecanismo para suspender y
retornar a tareas
Bajo
Documentación Relación densidad/utilidad
Mecanismo de acceso y
disponibilidad
Medio
Ayuda y
Realimentación
Ayuda de Búsqueda
Información Útil y contextual Muy bajo
Facilidad de Uso,
Control u Operatividad
Mecanismo de Cancelación
Mecanismo de Gestión Bajo
Funcionalidad Utilidad de los servicios y
contenidos
Fuentes confiables
Sitios Relacionados
Medio
Navegación Controles de navegación
Menú Control de avance y
regreso lógico Enlaces
Alto
Estándares Valido en HTML Valido en
hojas de estilo CSS Valido en
Accesibilidad
Alto
Fuente: Perez & Rosero. Ingeniería Vol. 1. No. 5. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
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Tabla 4. Evaluación del contenido, como parámetro de medida de la Usabilidad del
geovisor Web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas.
Característica Métrica Valoración
Comunicación Integración Densidad Alto
Identidad Información de
definición esencial URL
Alto
Accesibilidad Compatibilidad con
diferentes clientes Web
Independencia con la
resolución de pantalla
Alto
Fuente: Perez & Rosero. Ingeniería Vol. 1. No. 5. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
Tabla 5. Evaluación de la eficiencia, como parámetro de medida de la Usabilidad
del geovisor Web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas.
Característica Métrica Valoración
Confiabilidad Cantidad de enlaces rotos
internos
Páginas muertas
Alto
Número de fallas en un
período corto de
ejecución
Medio
Desempeño Humano Tiempo gastado para
completar una tarea
Tiempo gastado en
errores
Frecuencia con la que se
acude a la ayuda
Comando por tarea
Alto
Fuente: Perez & Rosero. Ingeniería Vol. 1. No. 5. Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
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Tabla 6. Evaluación de la eficacia, como parámetro de medida de la Usabilidad del
geovisor Web para exploraciones preliminares geotécnicas - geológicas.
Característica Métrica Valoración
Recuperación,
Diagnóstico de errores
Porcentaje de tareas terminadas
Cociente de éxitos a las faltas
Carga de trabajo
Número de las características o
de los comandos usados.
Tiempo pasado en errores
Porcentaje o número de errores
Número de la repetición o de
los comandos fallados
Medio
Prevención de errores Estrategia para la prevención de
errores
Muy bajo
Fuente: Cueva, J.M.
34
9. Conclusiones
Al realizar el análisis espacial se agruparon las variables en cinco modelos, para la generación
de las capas que influyen en una campaña de exploración geotécnica, teniendo en cuenta
restricciones ambientales, restricciones sociales y requerimientos operativos para los trabajos,
necesarios para una visión general de la zona de estudio.
El visor web generado puede ser utilizado para la visualización de información general del
departamento de Choco. En términos de usabilidad, el visor es de fácil navegación y comprensión,
sin embargo, en términos de uso efectivo de la información, el visor está dirigido a usuarios finales
especializados, debido a que es este el que determina cuáles son las variables predominantes para
el desarrollo de su proyecto, es decir, el visor se muestra como una herramienta para la toma de
decisiones.
El paquete OpenGeo Suite v4.8, es adecuado para el almacenamiento y la publicación de datos,
sin embargo, presenta inconvenientes en el manejo de capas de gran tamaño, como por ejemplo,
la hidrografía de la región, que genera tiempos prolongados de espera en el proceso de
renderización de la información ante comandos simples como cambios de zoom.
El modelo de análisis de datos propuesto y la arquitectura del visor planteada, lo hacen extensible
a otras áreas de estudio y también lo hace extensible en el tiempo, para que pueda ser adaptado a
cambios en los datos base.
35
10. Referencias
Agencia Nacional de Minería ANM. Trabajos de exploración, programa mínimo exploratorio
y programa de trabajos y obras (PTO) para materiales y minerales distintos del espacio y fondo
marino. Términos de referencia. Recuperado de
https://www.anm.gov.co/sites/default/files/Documentos/terminos_de_referencia_contrato_conce
sion_minera.pdf
Cueva, J.M. Métricas de usabilidad en la web. Universidad de Oviedo. España. Recuperado de
http://di002.edv.uniovi.es/~cueva/asignaturas/masters/2005/MetricasUsabilidad.pdf
Duran. J.E. 2005. Introducción a la exploración del subsuelo. Memorias Curso de Exploración
Geotécnica y Muestreo. Recuperado de https://es.scribd.com/document/323405972/Exploracion-
Geotecnica-y-Muestreo-pdf
Geoserver. Recuperado de http://geoserver.org/about/
INGEOMINAS. El mapa geológico de Colombia – MGC historia, explicación y perspectivas.
ISO 9126. 2000. International standard. Final draft. Information technology. Software product
quality. Part 1: Quality Model. Recuperado de
https://www.cse.unsw.edu.au/~cs3710/PMmaterials/Resources/9126-1%20Standard.pdf
OpenGeo Suite. Recuperado de http://suite.opengeo.org/dashboard/
Servicio Geológico Colombiano SGC. Recuperado de
http://geoportal.sgc.gov.co/geoportalsgc/catalog/main/home.page
36
11. Anexos
Se anexan las capas de información básica, nombradas así: comunidades étnicas, geología y
municipios; y las capas resultado de la aplicación de los modelos en ArcGIS: drenaje, pendiente,
restricciones ambientales y vías; todas estas en formato shape file.
Adicionalmente se anexa una muestra de la imagen que despliega el visor una vez es exportada
en formato PDF.
