Herramientas para Levantamiento de Información
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Se han desarrollado una serie de aplicacions específicas para generar, recolectar y procesar la información básica de exposición requeridas para un análisis de riesgo utilizando tecnologías de punto. A continuación se presenta la explicación del funcionamiento de las diferentes herramientas desarrolladas y disponibles para los usuarios de CAPRA.
Con el fin de dar soporte técnico al la recolección y procesamiento de información de infraestructura expuesta, en el marco del desarrollo del Proyecto CAPRA, se vio la necesidad de desarrollar aplicaciones específicas orientadas hacia este fin, utilizando metodologías de punta para la recolección y adquisición de datos para comunidades virtuales, como los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en línea, que utilicen equipos móviles en el terreno y el procesamiento de imágenes sobre internet, todo orientado bajo el uso de herramientas de fuente abierta
La información específica necesaria para la caracterización de los elementos expuestos en una determinada región o país, es normalmente escasa, y su consecución requiere esfuerzos económicos importantes, y tiempos de ejecución extensos. Por tal motivo, la información que ha sido posible recolectar, relacionada con infraestructura expuesta, no permite llevar a cabo análisis de riesgo con una confiabilidad aceptable. Por tal motivo, gran parte de la información deberá ser recolectada directamente de observaciones sobre el terreno o a partir del uso de información primaria existente como imágenes de satélite, fotografías aéreas y otras fuentes.
Generalidades Sobre Herramientas Web
“Mashup” es un término que describe los sitios web de la “Web 2.0” como aquellos que unen las características de un sitio web con otro. De acuerdo con Wikipedia, un mashup es una aplicación web que combina datos de contenido de más de una fuente en una herramienta integrada única. Un ejemplo es el uso de datos espaciales de Google Maps adicionando información local, creando un nuevo servicio web que no fue inicialmente ofrecido en este caso por Google.
Las aplicaciones y/o herramientas desarrolladas se ubican dentro de lo que se denomina la “Web 2.0” donde se utiliza la red como una plataforma y el usuario deja únicamente de bajar información para correr aplicaciones desde el browser de internet, garantizando al mismo tiempo el flujo de los datos desde los sitios de toma en oficina y terreno hasta las bases de datos del Proyecto y se entienden como la suma de tres componentes que interactúan de manera dinámica: la tecnología que permite la captura, el almacenamiento y manejo de los datos y la gestión de la información (manejo y análisis) considerándola como un activo valioso.
La tecnología informática y de telecomunicaciones se aprovechó para atender las funcionalidades requeridas previas consideraciones de costo/beneficio. Las aplicaciones hacen uso de las nuevas tecnologías como la “Web 2.0”, bases de datos orientadas a objetos, componentes de software, interfases para programación de aplicaciones, desarrollo en lenguajes no propietarios, computación móvil y telefonía celular entre otros.
Los datos capturados en oficina y terreno que se incorporarán en las bases de datos del Proyecto CAPRA se organizaron de forma tal que puedan ser utilizados como insumos para labores de análisis y generación de información.
Arquitectura de Sistema y Archivos
Uso de plataformas y herramientas públicas y gratuitas
Se realizó un análisis y se exploró el uso de plataformas y herramientas públicas y gratuitas que ofrece internet con el fin de identificar nuevas aplicaciones potenciales y orientar los futuros desarrollos.
Como resultado del análisis mencionado se escogió utilizar Google Maps a manera de plataforma, aprovechando que ofrece imágenes y mapas de las ciudades involucradas con el Proyecto CAPRA y que su uso es gratuito.
API de Google Maps
Un API (Application Programming Interface por sus siglas en inglés) es un conjunto de rutinas de programación, protocolos y herramientas que le entregan a los desarrolladores todos los bloques necesarios para programar aplicaciones en ambientes o plataformas específicas. Los API también ofrecen una interfase que permite a un programa comunicarse con otros programas que corren bajo el mismo ambiente.
El API de Google Maps se basa en un simple conjunto de clases. Estas clases se pueden utilizar dentro de un contenedor JavaScript, directamente en páginas HTML relacionadas con Bases de Datos. Toda la funcionalidad de un mapa de Google se basa en la simple premisa de un objeto JavaScript embebido en una página web. El API ofrece varias utilidades para manipular mapas y adicionar contenidos a través de una gran variedad de servicios, permitiendo crear aplicaciones robustas de mapas en sitios web propios.
El API de Google Maps es un servicio gratuito, disponible para cualquier sitio web que tenga acceso libre para los usuarios y que se actualiza constantemente.
Base de datos MySQL
Para registrar y almacenar los datos que se capturen tanto en el terreno como en oficina se debe utilizar una base de datos con acceso desde internet. MySQL se ha vuelto la base de datos de código abierto más utilizada por su rápido y consistente desempeño, alta confiabilidad y facilidad de uso. Por las características anteriores y dado que también permite almacenar gran cantidad de datos, acceder a ellos de manera sencilla y adelantar actividades de administración y actualización, se ha seleccionado como la base de datos a emplear dentro del proyecto CAPRA para las aplicaciones de mapeo desarrolladas en internet.
Como las aplicaciones desarrolladas permiten almacenar las coordenadas de los elementos digitalizados sobre el mapa y sus atributos, se crearon las bases de datos denominadas twb y zhm donde se incluyeron las tablas necesarias para cada aplicación, en la Figura 3-1 y Figura 3-2 se observa la estructura de la base de datos.
Manuales de Referencia Técnica
Dentro de las actividades de soporte y asistencia técnica para el uso de plataformas y herramientas gratuitas se desarrollaron cinco (5) aplicaciones que cumplen con los requerimientos identificados.
CAPRA-InfoPunt-V1.0 - Aplicación para captura de datos tipo punto
Ventanas en Google Maps
Se desarrolló una aplicación sobre Google Maps a manera de SIG en línea con el fin de recolectar datos básicos relacionados con las características de elementos de infraestructura tales como casas, edificios, fábricas y otro tipo de construcciones, sistemas de acueducto, de disposición de aguas negras, de comunicaciones, de energía, infraestructura de líneas vivas y otras, en la Figura 3 3 se muestra la ventana de Google Maps de la aplicación.
Base de datos twb – tabla infraestructure
Los datos se introducen a través de un formulario que se despliega al hacer click sobre el sitio donde se ubica el nuevo elemento de infraestructura tal y como se muestra en la Figura 4 y se almacenan en la base de datos twb, en la tabla infraestructure cuya estructura se presenta en la Figura 3-6.
A continuación se presenta el detalle de los campos utilizados en la tabla infraestructure:
•Inf_ID. Identificador único del elemento de infraestructura, es un código interno de la aplicación. Se incrementa de forma automática para que siempre tenga un valor diferente.
•longitud. Coordenada de longitud del elemento de infraestructura necesaria para posicionarlo en Google Maps. Se captura de forma automática.
•latitud. Coordenada de latitud del elemento de infraestructura necesaria para posicionarlo en Google Maps. Se captura de forma automática.
•país. Nombre del país donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•departamento. Nombre del departamento donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se debe digitar por parte del usuario.
•municipio. Nombre del municipio donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se debe digitar por parte del usuario.
•edi_suelo. Tipo de suelo donde se ubica el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•a_terreno. Área del lote en el cual está construido el elemento de infraestructura en m2. Se debe digitar por parte del usuario.
•a_construida. Área total del elemento de infraestructura en m2. Si tiene varios pisos debe almacenarse la suma del área de todos los pisos. Se debe digitar por parte del usuario.
•avaluo. Valor en el cual está avaluado el elemento de infraestructura. Debe indicarse en miles de dólares. Se debe digitar por parte del usuario.
•ocupación_d. Número de personas que ocupan el elemento de infraestructura durante el día. Se debe digitar por parte del usuario.
•ocupación_n. Número de personas que ocupan el elemento de infraestructura durante la noche. Se debe digitar por parte del usuario.
•num_pisos. Número de pisos que tiene el elemento de infraestructura que se quiere evaluar. Se debe digitar por parte del usuario.
•edi_uso. Uso principal del elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•edi_fecha_construccion. Fecha de construcción del elemento de infraestructura. Se debe digitar por parte del usuario en formato aaaa-mm-dd.
•tipo_estructural. Tipo estructural del elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•otr_columnas_cortas. Característica estructural de columna corta. Se selecciona de una lista.
•otr_golpeteo. Característica estructural de posibilidad de golpeteo. Se selecciona de una lista.
•otr_esquina. Característica estructural si el elemento de infraestructura se ubica en esquina. Se selecciona de una lista.
•otr_irre_elevacion. Característica estructural si el elemento de infraestructura es irregular en su altura. Se selecciona de una lista.
•otr_irre_planta. Característica estructural si el elemento de infraestructura es irregular en planta. Se selecciona de una lista.
•otr_hundimientos. Característica estructural si el elemento de infraestructura tiene hundimientos diferenciales. Se selecciona de una lista.
Una vez almacenados los datos se pueden llamar haciendo click sobre los elementos existentes (iconos de colores), como se indica en la Figura 3-5.
CAPRA-InfoMovil-V1.0 - Aplicación para captura de datos tipo punto con equipos moviles
Para la captura de datos básicos en el terreno se hace necesario el uso de teléfonos celulares por sus características de movilidad, las posibilidades de contar con cámara fotográfica incorporada, acceso a internet, facilidad de uso y bajo costo comparado con otro tipo de equipos móviles.
Se desarrolló una aplicación para utilizar sobre teléfonos celulares con el fin de recolectar datos básicos relacionados con las características de elementos de infraestructura tales como casas, edificios, fábricas y otros tipos de construcciones, sistemas de acueducto, de disposición de aguas negras, de comunicaciones, de energía, infraestructura de líneas vivas y otras.
Selección equipo
Se realizaron pruebas con los siguientes equipos:
•SONY ERICSSON W 200
•NOKIA N95
•BLACKBERRY 8310
Las pruebas incluyeron verificar el funcionamiento del formulario diseñado, el acceso a internet, la necesidad de que las fotos capturadas en el terreno se almacenaran con los datos de fecha y hora de toma y que no tuviera un alto costo. Se definió que los equipos a adquirir debían estar dentro de un plan de voz y datos del operador celular, dado que bajo esa modalidad se garantizaría la adquisición de seguro para el equipo.
En la Figura 3-7 se presenta un cuadro con el análisis de costos realizado, con un plan de voz de 125 minutos y acceso ilimitado a internet por un (1) año de servicio, el cual es el tiempo mínimo ofrecido por el operador celular.
Una característica adicional que se incluyó dentro del análisis de los equipos fue que contaran con GPS (Global Positioning System), lo que permitiría georreferenciar los formularios que se diligencien en el terreno.
Una vez revisados los equipos que cumplían las características requeridas, se encontró que el NOKIA N95 se salía del promedio de costos y que el BlackBerry 8310 ofrecía mejor cámara (2 megapixeles) y mejor pantalla (320 x 240) por lo que se seleccionó como el equipo a adquirir y del cual se presenta una imagen en la Figura 3-8.
Formulario
En la Figura 3-9 se puede observar el formulario utilizado para capturar los datos básicos en el terreno utilizando un teléfono celular.
Base de datos twb – tabla registro
Los datos se introducen utilizando el formulario enunciado anteriormente y se almacenan en la base de datos twb, en la tabla registro cuya estructura se presenta en la Figura 3-10.
A continuación se muestra el detalle de los campos utilizados en la tabla registro:
•visita_id. Identificador único del elemento de infraestructura visitado, es un código interno de la aplicación. Se incrementa de forma automática para que siempre tenga un valor diferente.
•id_registro. Identificador del registro. Se debe digitar por parte del usuario y es de carácter obligatorio.
•usuario. Identificación del usuario, en laspruebas se utilizó el nombre de la población donde se ejecutaron los levantamientos.
•longitud. Coordenada de longitud del elemento de infraestructura visitado necesaria para posicionarlo en Google Maps. Este campo es poblado a partir del campo posición.
•latitud. Coordenada de latitud del elemento de infraestructura necesaria para posicionarlo en Google Maps. Este campo es poblado a partir del campo posición.
•fecha. Fecha de diligenciamiento del formulario. Se captura de forma automática.
•hora. Hora de diligenciamiento del formulario. Se captura de forma automática.
•pisos. Número de pisos que tiene el elemento de infraestructura que se está visitando. Se selecciona de una lista.
•tipoedif. Tipo de edificación del elemento de infraestructura que se está visitando. Se selecciona de una lista.
•usoedif. Uso principal del elemento de infraestructura que se está visitando. Se selecciona de una lista.
•observación. En caso de que se requiera alguna observación aquí se debe incluir.
•posición. Datos de posición capturados con el GPS del teléfono celular. Latitud y longitud se utilizan para poblar los campos respectivos.
•dirección. Dirección correspondiente al elemento de infraestructura que se está visitando. Se debe digitar por parte del usuario y es de carácter obligatorio.
•filetype1. Tipo de archivo correspondiente a la Foto 1. Se captura de forma automática.
•name1. Nombre del archivo correspondiente a la Foto 1. Se captura de forma automática.
•path1. Ruta donde se ubica en el servidor el archivo de la Foto 1. Se captura de forma automática.
•filetype2. Tipo de archivo correspondiente a la Foto 2. Se captura de forma automática.
•name2. Nombre del archivo correspondiente a la Foto 2. Se captura de forma automática.
•path2. Ruta donde se ubica en el servidor el archivo de la Foto 2. Se captura de forma automática.
•filetype3. Tipo de archivo correspondiente a la Foto 3. Se captura de forma automática.
•name3. Nombre del archivo correspondiente a la Foto 3. Se captura de forma automática.
•path3. Ruta donde se ubica en el servidor el archivo de la Foto 3. Se captura de forma automática.
Presentación puntos levantados en Google Maps
Como los equipos adquiridos permiten la toma y captura de las coordenadas de los sitios donde se diligencia el formulario, es posible la representación de los puntos levantados sobre una página de Google Maps de forma automática. En la Figura 3-11 se presenta una de estas páginas como resultado de las pruebas realizadas.
CAPRA-InfoPolig-V1.0 - Aplicación para captura de datos tipo polígono
Se desarrolló una aplicación sobre Google Maps con el fin de recolectar información básica de las características predio a predio de las ciudades a partir de las imágenes disponibles.
La aplicación desarrollada posee capacidades que permiten digitalizar elementos de tipo área (polígonos), asignarles atributos y almacenar todos los datos en una base de datos.
Ventanas en Google Maps
En la Figura 3-12 se puede observar una imagen de la herramienta en funcionamiento digitalizando un polígono y en la Figura 3-13 la ventana de asignación de atributos.
Base de datos twb – tabla bluefields
Los datos se introducen a través de un formulario que se despliega una vez se cierra el polígono al hacer click sobre el punto de inicio tal y como se muestra en la Figura 3-13 y se almacenan en la base de datos twb, para cada ciudad se creó una tabla donde almacenar los atributos. Un ejemplo de la estructura de la tabla bluefields se presenta en la Figura 3-14.
A continuación se presenta el detalle de los campos utilizados en la tabla bluefields:
•poly_id. Identificador único del polígono digitalizado, es un código interno de la aplicación. Se incrementa de forma automática para que siempre tenga un valor diferente.
•poly_prmPolygon. Coordenadas de los vértices del polígono. Se almacenan de forma automática y se incluyen dentro del comando para desplegar el polígono en Google Maps.
•poly_coord. Coordenadas de los vértices del polígono.
•poly_area. Area del polígono en m2.
•pais. Nombre del país donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•canton. Nombre del cantón donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•ciudad. Nombre de la ciudad donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•num_pisos. Número de pisos que tiene el elemento de infraestructura que se quiere evaluar. Se selecciona de una lista.
•uso_actual. Uso actual predominante. Se selecciona de una lista.
•edad. Edad de la edificación. Se selecciona de una lista.
•cat_soec. Categoría socio económica. Se selecciona de una lista.
•sit_edi. Situación de la edifcicación, describe la situación de la edificación frente a las edificaciones vecinas. Se selecciona de una lista.
•irr_pln. Irregularidad en planta de la edificación. Se selecciona de una lista.
•observación. En caso de que se requiera alguna observación aquí se debe incluir.
•poly_lineColor. Código del color de la línea que demarca el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_lineWeight. Valor del espesor de la línea que demarca el polígono en pixels. Se captura de forma automática.
•poly_fillOpacity. Valor de transparencia del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_fillColor. Código del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_lineOpacity. Valor de transparencia del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•Poly_lng. Perímetro del polígono en m.
CAPRA-ZonaUrbana-V1.0 – Aplicación para captura de datos tipo polígono – Zonificación urbana
Se desarrolló una aplicación sobre Google Maps con el fin de recolectar información básica de las características por zona homogénea dentro de las ciudades a partir de las imágenes disponibles.
La recolección de información básica de ciudades mediante la definición de zonas homogéneas exige definir zonas dentro de las cuales no se presenten variaciones significativas en cuanto a las variables que deben asignarse.
La aplicación desarrollada posee capacidades que permiten digitalizar elementos de tipo área (polígonos), caracterizarlos, calcular el área total y relacionarla con el área del polígono universal que los contiene el cual es definido por el usuario, con el fin de encontrar la densidad de área construida. Estos datos una vez utilizados para el cálculo de densidad se almacenan como atributos del polígono de zona homogénea que se digitaliza posteriormente.
Ventanas en Google Maps
En la Figura 3-15 se puede observar una imagen de la herramienta en funcionamiento caracterizando un polígono como “Interno”.
En la figura se muestra una imagen caracterizando el polígono universal como “Total”, el cual contiene los polígonos identificados como “Interno”.
En la Figura 3-17 se ha digitalizado el polígono de la zona homogénea urbana y se está diligenciando la ventana de atributos.
En la Figura 3-18 se presenta la ventana de atributos de un polígono de zona homogénea urbana, se puede observar que adicional a los atributos diligenciados en la Figura 3-17, también están los datos de área construida, área total y densidad de área construida que se capturaron y calcularon en la Figura 3-15 y Figura 3-16.
Los datos se introducen a través de un formulario que se despliega una vez se cierra el polígono al hacer click sobre el punto de inicio tal y como se muestra en las Figura 3-15, Figura 3-16 y Figura 3-17 y se almacenan en la base de datos zhm. En la tabla denzhu cuya estructura se presenta en la Figura 3-19 se almacenan de forma temporal los atributos de área que permiten efectuar el cálculo de densidad de área construida.
Estructura de la tabla denzhu
A continuación se presenta el detalle de los campos utilizados en la tabla denzhu:
•poly_id. Identificador único del polígono digitalizado, es un código interno de la aplicación. Se incrementa de forma automática para que siempre tenga un valor diferente.
•poly_prmPolygon. Coordenadas de los vértices del polígono. Se almacenan de forma automática y se incluyen dentro del comando para desplegar el polígono en Google Maps.
•poly_coord. Coordenadas de los vértices del polígono.
•poly_area. Area del polígono en m2.
•canton. Campo donde se almacena el tipo de polígono. Se selecciona de una lista.
•poly_lineColor. Código del color de la línea que demarca el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_lineWeight. Valor del espesor de la línea que demarca el polígono en pixels. Se captura de forma automática.
•poly_fillOpacity. Valor de transparencia del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_fillColor. Código del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_lineOpacity. Valor de transparencia del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•Poly_lng. Perímetro del polígono en m.
En la tabla bluefields cuya estructura se presenta en la Figura 3-20 se almacenan los atributos correspondientes a las zonas homogéneas urbanas.
A continuación se presenta el detalle de los campos utilizados en la tabla denzhu:
•poly_id. Identificador único del polígono digitalizado, es un código interno de la aplicación. Se incrementa de forma automática para que siempre tenga un valor diferente.
•poly_prmPolygon. Coordenadas de los vértices del polígono. Se almacenan de forma automática y se incluyen dentro del comando para desplegar el polígono en Google Maps.
•poly_coord. Coordenadas de los vértices del polígono.
•poly_area. Area del polígono en m2.
•area_int. Corresponde al total del área de los polígonos caracterizados como “Interno” utilizados para calcular la densidad de área construida.
•area_tot. Corresponde al área del polígono universal caracterizado como “Total” el cual contiene los polígonos caracterizados como “Interno”, utilizados para calcular la densidad de área construida.
•pais. Nombre del país donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•canton. Nombre del cantón donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•ciudad. Nombre de la ciudad donde se está capturando el elemento de infraestructura. Se selecciona de una lista.
•alt_prm. Número de pisos que tiene el elemento de infraestructura que se quiere evaluar. Se selecciona de una lista.
•uso_ppal. Uso principal predominante. Se selecciona de una lista.
•edad. Edad de la construcción. Se selecciona de una lista.
•cat_soec. Categoría socio económica. Se selecciona de una lista.
•topog. Topografía de la zona donde se encuentran las construcciones. Se selecciona de una lista.
•deprcn. Densidad promedio de construcciones, se calcula dividiendo la suma del área total de los polígonos caracterizados como “Interno” por el área del polígono caracterizado como “Total”, el cual a manera de polígono universal contiene a los polígonos caracterizados como “Interno”. Se calcula de forma automática.
•observación. En caso de que se requiera alguna observación aquí se debe incluir.
•poly_lineColor. Código del color de la línea que demarca el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_lineWeight. Valor del espesor de la línea que demarca el polígono en pixels. Se captura de forma automática.
•poly_fillOpacity. Valor de transparencia del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_fillColor. Código del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•poly_lineOpacity. Valor de transparencia del color que rellena el polígono. Se captura de forma automática.
•Poly_lng. Perímetro del polígono en m.
PDF: Aplicaciones Web Desarrolladas para Levantamiento de Información
