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ELABORACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEOCODIFICADOR PREDIAL – WEB

BASADO EN EL MÉTODO INVERSO DE LA DISTANCIA PONDERADA PARA LA

APROXIMACIÓN DE COORDENADAS. PLAN PILOTO MUNICIPIO DE CHÍA

DAVID FRANCISCO LATORRE GONZALEZ

SERGIO NICOLAS ROZO ROZO

BOGOTÁ D.C. 28 DE OCTUBRE DE 2016

Universidad Distrital “Francisco José De Caldas”

Facultad de Ingeniería

ELABORACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEOCODIFICADOR PREDIAL –

WEB BASADO EN EL MÉTODO INVERSO DE LA DISTANCIA PONDERADA PARA

LA APROXIMACIÓN DE COORDENADAS. PLAN PILOTO MUNICIPIO DE CHÍA.

Por:

DAVID FRANCISCO LATORRE GONZALEZ

SERGIO NICOLAS ROZO ROZO

Para optar por el título de Ingeniero Catastral y Geodesta

DIRECTOR

JAVIER FELIPE MONCADA

Nota de aceptación

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Presidente del Jurado

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Jurado

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Jurado

Bogotá D.C. 28 DE OCTUBRE DE 2016

AGRADECIMIENTOS

Damos infinitas gracias al Departamento Administrativo de Planeación de la Alcaldía municipal de Chía - Cundinamarca, por brindarnos el gran volumen de información cartográfica referente a los principales corredores viales en formato digital para de la misma manera, tener la opción de disponer de algunos metadatos y otra información importante relacionada con el municipio de Chía para el diligenciamiento de la respectiva base de datos con fines académicos, ingrediente indispensable para el desarrollo del presente proyecto de investigación en modalidad de tesis para optar por el título de Ingeniero Catastral y Geodesta. Al docente Javier Felipe Moncada, director de este proyecto, por su guía, aportes,

sugerencia y acompañamiento en el documento.

David Francisco Latorre y Sergio Nicolás Rozo

A mi madre MARLENY GONZÁLEZ, mi novia YUDITH CLAVIJO y a sus hermanas

MILENA CLAVIJO Y ELIZABETH CLAVIJO, por sus oraciones invocando por mi

protección y la cristalización de mis sueños.

David Francisco Latorre González

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................... 1

2. RESUMEN .............................................................................................................................................. 3

3. ABSTRACT .............................................................................................................................................. 4

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................................ 5

5. DELIMITACIÓN ESPACIAL Y CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA PILOTO .................................................... 7

5.1 Delimitación ........................................................................................................................................ 7

5.2 Características generales. ................................................................................................................... 8

5.2.1 División política del municipio. .................................................................................................... 8

5.2.2 Geomorfología. ............................................................................................................................ 9

5.2.3 Clima 10

6. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................... 11

7. ALCANCE ............................................................................................................................................. 13

8. ANTECEDENTES ................................................................................................................................... 14

9. OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 20

9.1 Objetivo General ......................................................................................................................... 20

9.2 Objetivos Específicos................................................................................................................... 20

10. MARCO CONCEPTUAL ......................................................................................................................... 21

10.1 Geocodificación: definición ............................................................................................................. 21

10.1.1 Tipos de geocodificadores, uso, ventajas y especificaciones técnicas. ................................... 23

10.2 Definición de un WebService. ......................................................................................................... 25

10.2.1 Ventajas en el desarrollo de un WebService ........................................................................... 30

10.2.2 Tecnologías de desarrollo de los WebService.......................................................................... 31

10.3 ¿Por qué es necesario WPS en un WebService? ............................................................................. 31

10.4 Método - Inverso de la Distancia Ponderada IDW .......................................................................... 32

10.5 Proceso de geocodificación. ........................................................................................................... 34

10.6 Algunos métodos de interpolación espacial a partir de puntos. .................................................... 37

11. METODOLOGÍA ..................................................................................................................................... 42

11.1 Diagnóstico de la Información existente. ....................................................................................... 42

11.2 Determinación de la información requerida. ................................................................................. 43

11.3 Método de interpolación seleccionado para el desarrollo e implementación del proyecto. ........ 43

11.4 Análisis de la Aplicación. ................................................................................................................. 45

11.5 implementación de la prueba piloto del Servicio Web. .................................................................. 46

11.6 Validación ........................................................................................................................................ 47

12. IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA ....................................................................... 47

12.1 Etapa 1. Diagnóstico de la información existente. ......................................................................... 47

12.2 Etapa 2: Determinación de la información requerida. ................................................................... 53

12.2.1 Modelo de la Base de Datos. ................................................................................................... 54

12.3 Etapa 3: Análisis de la Aplicación. ................................................................................................... 58

12.3.1 Diseño del geocodificador Directorio Nacional de Direcciones “DirNal” ................................ 59

12.3.2 Composición del aplicativo Web. ............................................................................................. 61

12.3.3 Requisitos mínimos para un óptimo desempeño del aplicativo WebService. ........................ 62

12.3.4 Cliente de Georreferenciación para la utilización de la herramienta DirNal. .......................... 63

12.3.5 Análisis del algoritmo de geocodificación o código fuente empleado. ................................... 64

12.4 Etapa 4: Implementación de la prueba piloto. ............................................................................... 68

12.4.1 Selección de las muestras en la zona piloto. ........................................................................... 68

12.4.2 Geocodificación con DirNal. ..................................................................................................... 71

12.4.3 Mantenimiento de tablas. ....................................................................................................... 71

12.4.4 Parametrización de los tipos de vía. ........................................................................................ 72

12.5 Etapa 5: Validación. ......................................................................................................................... 73

13. ANÁLISIS, EXACTITUD POSICIONAL PUNTOS MUESTRALES EN LA ZONA DE ESTUDIO. ........................ 76

13.1 Test NSSDA. ..................................................................................................................................... 77

14. RESULTADOS ......................................................................................................................................... 79

14.1 Base de datos. ................................................................................................................................. 79

14.2 Aplicativo WebService. ................................................................................................................... 80

14.3 Pruebas de completitud (match rate). ............................................................................................ 84

14.4 Exactitud posicional. ....................................................................................................................... 88

14.5 CALIDAD DE LOS DATOS - TEST NSSDA ........................................................................................... 91

14.5.1 Trazabilidad del proceso con el test de NSSDA ....................................................................... 93

14.6 Comparación de resultados. ........................................................................................................... 96

15. CONCLUSIONES ..................................................................................................................................... 98

16. RECOMENDACIONES ........................................................................................................................... 101

17. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................................... 103

ANEXO 1 .................................................................................................................................................... 107

Manual general, especificaciones técnicas e instalación del software Microsoft SQL Server 2014

Express. ................................................................................................................................................. 107

ANEXO 2 .................................................................................................................................................... 115

Manual general, especificaciones técnicas e instalación del software Microsoft Visual Web Developer

2008 Express Edition. ............................................................................................................................ 115

ANEXO 3 .................................................................................................................................................... 121

ANEXO 4 .................................................................................................................................................... 122

ANEXO 5 .................................................................................................................................................... 123

ANEXO 6 .................................................................................................................................................... 124

Listado de Tablas

Tabla 1.Especificaciones Técnicas Geocodificador Monousuario............................................................... 24

Tabla 2. Especificaciones Técnicas Geocodificador Cliente Servidor .......................................................... 25

Tabla 3. Ejemplo en la estandarización de una dirección en el municipio de Chía ingresado en el

WebService. ................................................................................................................................................ 64

Tabla 4. Puntos o predios seleccionados para la muestra. ......................................................................... 70

Tabla 5. Equivalencias para alimentación de las bases de datos. ............................................................... 72

Tabla 6. Tipos de alias para la utilización en la interfaz de la herramienta en caso de error. .................... 73

Tabla 7. Completitud o match rate de los puntos. ..................................................................................... 85

Tabla 8. Exactitud posicional de los procesos de geocodificación. ............................................................. 88

Tabla 9. Aplicación test NSSDA para los puntos tomados en terreno. ....................................................... 92

Tabla 10. Puntos muestrales tomados en el municipio de Chía. ................................................................ 94

Tabla 11. Tabla comparativa-geocodificador del mercado y la herramienta desarrollada. ....................... 97

Listado de Mapas

Mapa 1. Localización, municipio de Chía en el departamento de Cundinamarca. ....................................... 7

Mapa 2. División territorial municipio de Chía -Cundinamarca .................................................................... 9

Mapa 3. Estructura de cuadrantes en el municipio de Chía. ...................................................................... 52

Mapa 4. Localización puntos muestrales seleccionados aleatoriamente dentro de la zona de estudio. .. 69

Listado de Ilustraciones

Ilustración 1. Proceso de Geocodificación .................................................................................................. 22

Ilustración 2. Funcionamiento básico de un WebService ........................................................................... 28

Ilustración 3. Arquitectura de un WebService. ........................................................................................... 29

Ilustración 4.Vecindad de IDW del punto seleccionado ............................................................................. 33

Ilustración 5. Proceso de Geocodificación práctico. ................................................................................... 36

Ilustración 6. Aplicación de los Polígonos de Thiessen. .............................................................................. 39

Ilustración 7.Centros poblados en Chía (2009). .......................................................................................... 48

Ilustración 8. Lotes no urbanizados en el área urbana. .............................................................................. 49

Ilustración 9. Localización de nuevas áreas de expansión urbana según Plan Parcial- Decreto 037 de 2006

“Propuesta urbanística” .............................................................................................................................. 50

Ilustración 10. Conformación predial año 2005. ........................................................................................ 51

Ilustración 11. Diseño Base de Datos para digitalización de la información. ............................................. 55

Ilustración 12. Obtención de información cartográfica del Municipio de Chía. ......................................... 57

Ilustración 13. Creación de cliente servidor en la interfaz. ........................................................................ 63

Ilustración 14. Respuesta entregada por el WebService DirNal con dirección real del municipio de Chía.

.................................................................................................................................................................... 74

Ilustración 15. Funcionamiento exitoso del WebService ............................................................................ 81

Ilustración 16. Proceso de compilación con DirNal. ................................................................................... 83

Ilustración 17. Descarga de SQL Server 2014; Express ............................................................................. 108

Ilustración 18. Descarga del instalador SQL Server 2014 Express, comprimida en el equipo de cómputo.

.................................................................................................................................................................. 108

Ilustración 19. Diligenciamiento de información necesaria para la descarga y elección de la versión que

más se ajuste a los objetivos del usuario. ................................................................................................. 109

Ilustración 20. Instalación del software en el equipo de cómputo como administrador. ........................ 110

Ilustración 21. Selección de directorio para instalación de archivos SQL ................................................. 110

Ilustración 22. Descarga exitosa del software en el equipo de cómputo como administrador ............... 111

Ilustración 23. Opciones de instalación para el usuario ........................................................................... 111

Ilustración 24. Inicio del programa Microsoft SQL Server 2014 para la ceración de la base de datos, datos

de usuario y administrador de la base de datos. ...................................................................................... 112

Ilustración 25. Inicio del programa Microsoft SQL Server 2014 para el ingreso de la base de datos ...... 113

Ilustración 26. Base de datos cargada y lista para ser utilizada por Microsoft Visual Developer ............ 114

Ilustración 27. Pasos para la instalación de Microsoft Visual Web Developer 2008 en el sistema operativo

del PC. ....................................................................................................................................................... 116

Ilustración 28. Espacio requerido y cantidad de archivos que se descargaran para su correcto

funcionamiento. ........................................................................................................................................ 117

Ilustración 29. Correcta instalación “Visual Web Developer 2008”. ........................................................ 117

Ilustración 30. Carga del archivo con el Código fuente para la Ejecución del Servidor Web ................... 119

Ilustración 31. Sentencia de conexión que conecta con la base de datos para ejecutar el algoritmo. .... 120

Listado de Ecuaciones

Ecuación 1. Ecuación para calcular el valor estimado en el punto no muestral. ........................................ 40

Ecuación 2. Formulación general método IDW para el cálculo de un punto. ............................................ 44

Ecuación 3. Formulación para cálculo de los valores de peso en cada punto de muestra. ....................... 44

Ecuación 4. Ecuación para calcular el RNSE posicional. .............................................................................. 78

Listado de Gráficas

Gráfica 1. Comparación Exactitud posicional de las dos herramientas geocodificadoras. ........................ 90

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ELABORACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN GEOCODIFICADOR PREDIAL – WEB BASADO EN EL MÉTODO INVERSO DE LA DISTANCIA PONDERADA PARA LA APROXIMACIÓN DE COORDENADAS. PLAN PILOTO MUNICIPIO DE

CHÍA”.

1. INTRODUCCIÓN

Para el hombre siempre ha sido de gran importancia el determinar en qué parte del espacio geográfico se encuentra ubicado. No solo por la idea de una adecuada utilización de los recursos que en éste se encuentre, sino por las diferentes relaciones y situaciones (sociales, económicas, humanas, entre otras) que se presentan en el día a día, donde surge una necesidad de hacer un adecuado uso o distribución del espacio ya sea geográfico, catastral, entre otros, donde se habite. Para lograr obtener un registro de todos los entornos que se puedan presentar y poder analizarlos para su utilización, se hace necesario disponer de un sistema de información geográfico (SIG), en donde se centralice dicha información y se analice la misma dependiendo de nuestra ubicación relativa en el espacio. Es por eso, que los procesos de geocodificación se hacen necesarios en el análisis espacial de información ya que existe una variedad de disciplinas y aplicaciones en las que se tienen gran aplicabilidad; como es el caso del sector salud, aplicaciones en seguridad, aplicación en ciencias políticas y con mayor relevancia en la planeación territorial, entre otras. De la misma manera, en el mundo existen diferentes procesos de geocodificación que ofrecen una solución a la ubicación de direcciones, pero todos estos procesos se cualifican de acuerdo al nivel de acierto que ofrecen dichos procesos en encontrar una posición determinada. Los geocodificadores que se encuentran actualmente disponibles en el mercado en su gran mayoría, son de tipo comercial los cuales ofrecen estos procesos como funcionalidad de sus productos, es el caso de ESRI, GeoMedia y MapInfo con sus productos de escritorio y/o servidor que permiten análisis de información espacial, con las últimas tendencias de servicios en la nube y grandes proveedores de servicios geoespaciales que se dedicaron a desarrollar plataformas en la web que permitieran el acceso masivo a estas tecnologías. Es el caso de empresas como NavTech1 y TeleAtlas2, que ofrecen tecnologías avanzadas de geocodificación de acceso restringido de tipo comercial; al igual que Google Maps, MapQuest, Bing y Yahoo! Maps, las cuales lo ofrecen de forma libre y gratuita, dejando algún tipo de incertidumbre en cuanto a la

1 Navtech, es un proveedor líder mundial de soluciones de operaciones de vuelo, dando servicio a más de 400 compañías aéreas y los clientes de servicios de aviación. Página web https://www.navblue.aero/en/products-and-services/n-software-services#introduction 2 Tele Atlas es una empresa Holandesa fundada en 1984 que ofrece mapas digitales y otros contenidos dinámicos para la navegación

y los servicios basados en la localización , incluyendo personales y sistemas de navegación en el automóvil, y proporciona datos que se utilizan en una amplia gama de teléfonos y mapas de Internet aplicaciones. Página web http://www.mapsharetool.com/external-iframe/external.jsp

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CHÍA”.

obtención de un adecuado nivel de precisión en su ubicación espacial predial, para los registros que no están contemplados en sus bases de datos, ya que estos funcionan únicamente de forma vectorial. Si bien existen algunos geocodificadores que ofrecen una aproximación (nivel de error o tolerancia según el propósito del mismo) sobre los mismos, esta aproximación en algunas ocasiones genera un error no aceptable para las necesidades del usuario(s). Actualmente, el municipio de Chía no cuenta con un servicio de geocodificación determinístico a través de algún WebService (consultado hasta el mes de junio del 2016). Es un gran aporte para la alcaldía del municipio de Chía, siendo esta una entidad pública del estado donde sus organismos internos dentro de sus procesos de gestión se enfrentan a la necesidad de georreferenciar espacialmente los distintos tipos de información que manejan en sus dependencias, ya que este plan piloto podría proporcionar una rápida, económica y confiable aproximación de la información espacial; y porque no, la obtención de una innovadora base de datos que consolide toda la información georreferenciada que proporciona la herramienta, descrita en el desarrollo del presente proyecto por sus autores. Cabe anotar que la georreferenciación de direcciones es un proceso que las

empresas tanto del sector público como privado, requieren para referenciar

espacialmente variables de su negocio o necesidades sociales, entre otras. Por

ende, lo que busca este proyecto es brindarle al usuario una aproximación de la

ubicación geográfica con la mayor precisión posible en relación a las

coordenadas entregadas por la herramienta desarrollada a lo largo del presente

documento y las reales en terreno, mostrando una sistematización de un proceso

de ubicación mediante direcciones prediales que toma como base la información

proporcionada por la alcaldía de Chía, dependiendo del comportamiento de las

direcciones de cada predio en el municipio, a su vez, el proceso de ubicación de

direcciones desde el modelo de datos y el algoritmo de predicción de

coordenadas. Por último, la obtención de resultados comparativos con otros

modelos o proyectos en cuanto a ubicación de direcciones tanto en completitud

(utilización de la totalidad de los datos implementados) y exactitud en la ubicación

espacial, así mismo, como en el rendimiento de procesamiento de la solución.

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CHÍA”.

2. RESUMEN

“Elaboración e implementación de un geocodificador predial – web basado en el

método inverso de la distancia ponderada para la aproximación de

coordenadas. Plan piloto municipio de Chía”.

El propósito de este proyecto es la determinación de la ubicación geográfica con la mayor precisión posible del predio o predios de interés en relación con su ubicación en terreno y su equivalente calculado por el geocodificador, indagando por esta, bien sea por su dirección catastral o por su identificación común, desde cualquier punto donde se tenga una conexión a internet. De la misma manera brindar la posibilidad que con base a esta ubicación, se obtenga información precisa sobre las variables económicas, sociales, naturales, entre otras; que sean del interés para el consultante.

Para ello, se busca en primera instancia la generación de una herramienta de fácil y libre acceso, en la cual no solo se proporcione información de su ubicación geográfica con calidad, gracias a la utilización de modelos geoestadísticos, sino que esta sea estructurada en un ambiente amigable con el usuario y que permita su personalización dependiendo de los intereses que el usuario tenga.

El municipio de Chía - Cundinamarca, tiene una gran importancia no solo dentro del concepto de Bogotá - Región, sino a nivel nacional, debido a que este municipio tiene un catastro urbano pequeño y estructurado, a su vez posee un POT constituido vigente, próximo a revisión por parte de la alcaldía y Consejo Municipal de Chía. Por este motivo, se tomó como zona de estudio este municipio siendo una prueba piloto para la implementación del sistema, el cual se podría generalizar más adelante para cualquier municipio o ciudad del país.

Para este proyecto, se optó por la utilización del método de interpolación general IDW (Inverse Distance Weighting) que en español traduce “Inverso de la Distancia Ponderada”, para el cálculo de las coordenadas, ya que según sus definiciones y características, es el que más se ajusta a las necesidades y funcionalidades de la herramienta desarrollada.

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CHÍA”.

3. ABSTRACT

“Develop and implementation of a web-farm geocoder with geostatistical

analysis to approximate coordinates. Plan pilot municipality of Chia”

We developed in this project a desing and implementation to determine the geographic location with the highest possible accuracy of the property or propertyies of interest, you just need to have internet connection and know cadastre address. Similarly this implementation will provide the possibility that based on this location, you shall get accurate information about variables such as economics, socials, natural, among others; that are of interest to the usuary.

So, you're looking at first is the generation of a user-friendly and free access where not only information on their geographical location is provided with quality thanks to the use of geostatistical models, but this is structured a friendly environment with the user and is provided for customization depending on the interest this has.

The municipality of Chía - Cundinamarca, is of great importance not only in the concept of Bogota - State, but nationally, because this town has one of the best consolidated cadastre department level, has a very structured and next Plan of Territorial Arranging (POT) reviewed by the mayor and city council Chia. For this reason this village as a pilot project for the implementation of the system, which can be generalized later to any town or city in the country is taken.

For this project we chose to use the general method of interpolation: IDW (Inverse Distance Weighting) that in Spanish translate “Inverso de la Distancia Ponderada”, for the calculation of the coordinates, since according comparison made with other geostatistical methods is most suited to the needs of the tool developed.

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CHÍA”.

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La expansión urbana del municipio de Chía no ha obedecido a un patrón

unificado en términos históricos. El crecimiento constante, la ocupación de zonas

de alto valor ecológico y la marginalidad de vastos sectores de la población, son

factores que según (DISTRITAL E. T.-2., 2011) han configurado un modelo de

municipio sumamente difícil tanto para la administración como para los

habitantes del mismo, sumado a lo anterior el crecimiento propio del municipio y

mutación de los predios existentes, hace que las bases de datos existentes en el

municipio se desactualicen constantemente.

El principal problema es que el municipio de Chía presenta la necesidad de

disponer de una base de datos geográfica que permita la consulta inmediata

desde cualquier lugar del territorio nacional con un buen nivel de precisión en

cuanto su ubicación geográfica en terreno y en tiempo real, debido a que la

ubicación de las coordenadas geográficas del predio juegan un papel muy

importante en la optimización de los procesos y mecanismos de servicios propios

del municipio como los son: salud, servicios públicos, seguridad, valorización

predial, vías, entre otros.

Actualmente al geocodificar una dirección, por lo general herramientas en versión

demo o gratuitas en la Web (como por ejemplo Servinformación), ofrece una

aproximación muy cercana a la real en terreno pero no en la mayoría de casos

como se pudo constatar al momento de hacer algunas pruebas en terreno, pero

el cliente de georreferenciación ¿sabrá a ciencia cierta a que nivel de precisión

o exactitud fueron calculadas dichas coordenadas?; por lo general no siempre se

informa al cliente de geocodificación con qué tipo de precisión o qué tipo de

método o modelo geoestadístico se utilizó para determinar el cálculo de dicha

aproximación, que en algunos casos es importante conocer, ya sea para

comparación de los datos con otro tipo de herramientas a las que si requiera de

una licencia paga o por simple solicitud del contratante o empresa que requiera

de la información para tomar decisiones de ajuste si es necesario; a su vez,

tampoco se evidencia en algunos casos que test utilizaron para la calidad de los

datos que entrega la herramienta, ya que dicha geocodificación, se realiza con

base a la malla o estructura vial y no a los predios del municipio. Tener como

tolerancia más de 10 metros en esta precisión de ubicación hace que los

procesos en que se requiere mayor precisión tengan que incurrir en un ajuste

durante su proceso, ya que la mayoría de información tomada en terreno las

6


CHÍA”.

personas utilizan herramientas de muy fácil acceso como GPS de teléfonos

celulares o navegadores GPS de bolsillo, que por lo general manejan un error de

ubicación en terreno de 8 a 10 metros. Ejemplo de esto es la determinación de

la zona de cobertura de servicios públicos o en la adjudicación de predios al área

de cubrimiento de una estación de policía, entre otros casos. La falta de precisión

hace que se asignen recursos diferentes a los que serían destinados y que se

pierda tiempo y recursos en reprocesos. Estos errores desafortunadamente se

evidencian ya cuando el proceso se ha terminado o cuando en los procesos para

los cuales se necesitó geocodificar las direcciones fallan.

Si bien, estas bases pueden tener una precisión aceptable a nivel de malla vial,

al ingresar la información a nivel de predio o simplemente un predio atípico en

relación al comportamiento de la malla vial el sistema no puede asignarle una

ubicación precisa, o la que asigna no tiene la precisión deseada.

Lo que se busca con este proyecto, es brindar una solución a esta problemática

con una herramienta que permite la geocodificación de las direcciones a nivel

predial y por medio de un modelo geoestadístico que se describirá en el cuerpo

del documento, se pueda realizar una interpolación de la información existente

para elevar en gran medida los niveles de precisión.

A su vez, se busca que el acceso a esta herramienta sea por medio de clientes

ligeros (vía Web) para que de esta forma, al tener un acceso desde cualquier

punto geográfico del municipio de Chía o del país y puedan contar con una

conexión remota3 o fija a internet, disminuir tiempos de consulta y actualización

en tiempo real de la base de datos del geocodificador web diseñado y dejar

abierta la puerta para la realización de otros procesos y actualizaciones que

quizás en un futuro decida un desarrollador web o un estudiante(s) de ingeniería

Catastral y Geodesia, mejorar o incluir en la herramienta para optar por su título

de ingeniero.

3 En la actualidad, ya se cuenta con tecnología de vanguardia en Colombia, la cual permite tener acceso a datos o internet, desde

simplemente un celular que cuente con la opción de compartir internet vía WiFi o simplemente un Reuter portátil.

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CHÍA”.

5. DELIMITACIÓN ESPACIAL Y CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA PILOTO

5.1 Delimitación

El municipio de Chía según (Secretaria de Planeación de Chía, 2010) cuenta con una extensión territorial de 79 kilómetros cuadrados (7.923 hectáreas), de los cuales 608.28 hectáreas corresponden al área urbana y 7314.72 hectáreas al área rural.

Mapa 1. Localización, municipio de Chía en el departamento de Cundinamarca.

Fuente: POT; Chía-Cundinamarca (2000).

Nota: Para observar ampliado el Mapa 1, ver Anexo 3;

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CHÍA”.

El área de trabajo que comprende el presente proyecto, corresponde al área urbana del municipio de Chía la cual equivale aproximadamente a mil seiscientas veintidós hectáreas (1622,29 Hectáreas). 5.2 Características generales.

Conforme a la (Secretaria de Planeación de Chía, 2010) Chía se encuentra localizado en el Departamento de Cundinamarca (zona agroecológica del altiplano cundiboyacense), en la región - Sabana centro, a 27 kilómetros de Bogotá, Distrito Capital, a una altura de 2.562 metros sobre el nivel medio del mar. El municipio está ubicado entre las cordilleras del Zaque en el oriente y la cordillera de los Monos en el occidente. La mayor parte de su territorio es plano, destacándose algunas elevaciones como el cerro de la Cruz, el Santuario y las cordilleras del Zanjón y el Zaque. El Municipio se encuentra en la latitud Norte 4º43’00” y longitud Oeste 74º10’00”; limitando al occidente con los municipios de Cota, Tabio y Tenjo, al oriente con los municipios de Sopó, al sur con las localidades de Usaquén y Suba y finalmente al norte con los municipios de Cajicá y Sopó.

5.2.1 División política del municipio.

El Municipio de Chía según datos del POT, cuenta con 7.923 hectáreas de las cuales 7.314 están destinadas al uso rural y 608.28 al área urbana. Por lo anterior, Chía se clasifica como un municipio urbanizado, resultado inevitable de los cambios sociales, económicos y políticos que viene viviendo el país pero sobre todo por la permanente migración de población de Bogotá y otros municipios hacia Chía, buscando tener acceso oportuno a centros sociales de entretenimiento, educación, vías de acceso a la capital y contar con espacios verdes, los cuales no se pueden acceder de forma eficiente en la ciudad.

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CHÍA”.

Mapa 2. División territorial municipio de Chía -Cundinamarca

Fuente: POT; Chía-Cundinamarca (2000).

Nota: Para observar ampliado el Mapa 2, ver Anexo 4.

Administrativamente, el municipio de Chía se divide en nueve (9) veredas: Fagua,

Fusca, Fonqueta, Cerca de Piedra, Samaria, Tiquiza, Yerbabuena, La Balsa y

Bojaca. Existen actualmente 35 juntas de Acción Comunal.

5.2.2 Geomorfología.

El municipio de Chía según (Secretaria de Planeación de Chía, 2010) se ubica en el altiplano de Bogotá, sobre la Cordillera Oriental, conformada por los sedimentos depositados durante el cretáceo y terciario inferior; depósitos que posteriormente fueron plegados y fallados por tectónica descompresión.

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CHÍA”.

5.2.3 Clima

Según datos obtenidos de la (Secretaria de Planeación de Chía, 2010) se tiene

que:

Temperatura

La temperatura mínima promedio durante el año es de 12°C y la máxima se encuentra alrededor de los 13.6°C. Durante el transcurso del año, se encuentran dos temporadas de heladas correspondientes a los meses de enero a febrero y junio a julio, donde las temperaturas bajan a menos de 0°C, afectando la producción agrícola, e incidiendo en la morbilidad de los habitantes por enfermedades de tipo respiratorio. La precipitación promedio anual en el municipio es de 744.7 mm, existen dos temporadas de invierno correspondientes a los meses de marzo-abril y octubre-diciembre.

Precipitación

La precipitación promedio mensual es de 65.18mm, 782.16 mm anuales. El régimen de precipitación es bimodal, la primera época húmeda se inicia en marzo y va hasta mayo, la segunda va desde octubre a noviembre. Las épocas secas incluyen junio-septiembre y diciembre-marzo.

Humedad relativa La humedad relativa presenta un promedio de 76%, los periodos de mayor concentración de humedad relativa van de abril a junio y de octubre a noviembre.

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6. JUSTIFICACIÓN

La Ingeniería Catastral y Geodesia tiene como objetivo el estudio del recurso tierra con énfasis en el manejo social como fuente generadora de bienestar, utilizando las ciencias básicas, métodos de ingeniería y ciencias de la tierra en forma Integral, lo anterior mediante el apoyo en ciencias como: Geodesia, Catastro, Geomática, Economía, Planeación, técnicas especializadas en la medición y representación gráfica. Para llevar a cabo ésta tarea, el ingeniero Catastral y Geodesta es capaz de generar, analizar y administrar información de datos espaciales (Astronomía, Geodesia, Percepción Remota y Cartografía) que permitan planificar los recursos utilizando modernas tecnologías tales como GPS, SIG, y en general disciplinas relacionadas con la Geomática, dentro de los que se destacan los Sistemas de Información Geográfica - SIG -. A través de la historia, el hombre siempre ha tenido que ubicarse espacialmente en la tierra y el universo; ésta búsqueda está relacionada con la necesidad de identificarnos y de saber quiénes somos y en que partes nos encontramos. Por eso es importante y necesario inventariar lo que existe en nuestro medio ambiente para una mejor gestión de los recursos, con miras a ser eficientes y eficaces, en busca del mejoramiento de la calidad de vida de las personas que lo habitan.

A medida que se avanza la historia, se hace un llamado a generar estrategias de

planeación urbana, rural y de ordenamiento territorial, que permita establecer

cambios que hagan posible un mejoramiento en la calidad y en las condiciones

de vida en nuestro país. Usar herramientas SIG para gestionar el espacio y los

recursos, ayuda bastante en la tomar de decisiones para una mejor distribución

del espacio urbano, de expansión urbana o simplemente planes parciales, dentro

de nuestro contexto cultural y social.

Para darle solución a la geocodificación de la totalidad de sus predios urbanos y

la consulta eficaz de los mismos, es importante el desarrollo de una herramienta

que soporte una base de datos y una georreferenciación estructurada,

actualizada y segura donde se pueda consultar mediante una interfaz de usuario

tipo Web y así poder tomar la mejor decisión en cuanto aproximación de

coordenadas y precisión en la ubicación que necesite el cliente. No siendo así,

la gestión del municipio sería insuficiente ya que no se podría tener una visión

global, controlada y precisa de todos los fenómenos relacionados con el

ordenamiento del territorio y manejo de sus diferentes aspectos geográficos.

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La gestión municipal no solo cuenta con una herramienta que le ayudará a tener

una alta precisión en la ubicación geográfica de sus predios; sino que a su vez

contará con una herramienta que soportará todos los procesos en los que se

necesite un alto nivel en la precisión de datos geográficos a la cual, se pueda

acceder desde cualquier punto de conexión del país con acceso a internet.

Y porque no, involucrar a sus moradores en la forma de interactuar, aprender y

consultar la aplicación Web ya sea por medio visual cómo la geo-visualización

de sus predios en el espacio geográfico, o simplemente en una base de datos –

SIG- ya geocodificada del municipio que habitan.

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7. ALCANCE

El alcance del presente proyecto está definido a la elaboración e implementación

de un geocodificador Web Predial, con información geográfica y catastral del

municipio de Chía.

Es un proyecto que propone la implementación de un desarrollo web de acceso

gratuito y ejecución de un plan piloto a nivel municipal más concretamente para

la zona urbana de Chía, por lo que el sistema está totalmente abierto para que

se le pueda incluir información geográfica y catastral de más municipios y

ciudades de Colombia.

El desarrollo cuenta con un WebService para ser consumido de forma abierta y

directa.

Se dará principal énfasis en la exactitud de las coordenadas entregadas por la

herramienta de Geocodificación desarrollada y para esto se utilizará un modelo

geoestadístico que entregará un nivel de exactitud permisible para que los datos

sean de calidad y se pueda a su vez, comprobar la efectividad de la herramienta

al geocodificar direcciones urbanas a nivel predial.

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8. ANTECEDENTES

Procesos de Geocodificación a nivel Nacional.

Se encontró que a nivel Colombia hay diversos proyectos relacionados con el tema de la geocodificación pero; uno de ellos, y el que más se asimila al desarrollo de este proyecto en modalidad de tesis se encuentra en la ciudad de Medellín - Colombia y trata el siguiente tema de investigación: “PROCESO DE GEOCODIFICACIÓN DE DIRECCIONES EN LA CIUDAD DE MEDELLÍN, UNA TÉCNICA DETERMINISTICA DE GEORREFERENCIACIÓN DE DIRECCIONES”, elaborado por: Jaime Andrés Vargas Benjumea, Ingeniero Civil de la Gobernación de Antioquia y Daniel Horfan Álvarez, Magister en Ingeniería de Sistemas, HyG Consultores S.A.S. en el año 2013.

Donde realizan un estudio empírico comparativo de los diferentes procesos de geocodificación que se realiza en la Alcaldía de Medellín para la georreferenciación de información primaria en todos sus procesos de gobernabilidad y desarrollo territorial, los cuales son el soporte para la toma de decisiones y la planeación de los recursos públicos. Dentro de los procesos a analizar se encuentran los métodos determinísticos y probabilísticos que permiten por medio de la estandarización y normalización de las direcciones un resultado enmarcado en un entorno espacial que cumpla con criterios de calidad tanto en el porcentaje de acierto de las direcciones encontradas como en la exactitud posicional del resultado, el cual es utilizado para los diferentes tipos de análisis espaciales en temas de seguridad, planeación territorial, asistencia social, infraestructura de vías, salud, catastro, medio ambiente, educación, atención a víctimas del conflicto y pqrs (peticiones, quejas, reclamos y solicitudes).

Para llegar a los resultados de la investigación según (Vargas Benjumea & Horfan Alvares, 2013) utilizan 3 modelos:

El primer modelo se basa en la malla vial de Nomenclatura; La localización de direcciones en este modelo se realiza por medio de la interpolación con base a las distancias acumuladas de los arcos que conforman el segmento, los parámetros utilizados para el algoritmo de interpolación δ y Ѳ determinan la ubicación del punto por medio de geometría ángulo-distancia, que es la distancia de la intersección de las vías al paramento de manzana, y V es la interpolación de la distancia con base a la nomenclatura domiciliaria.

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El segundo Modelo se basa en Predios: El modelo de predios catastrales es el dato con mayor calidad que el primer modelo, ya que es la unidad mínima para el planeamiento territorial de una ciudad o de un territorio. Ubicar direcciones sobre predios permite la representación espacial con base al centroide del polígono diferente a la interpolación de distancias del modelo de malla vial. La principal diferencia de la localización de direcciones entre el modelo de malla vial y el modelo de predios es que la ubicación el modelo de predios es exacto a la dirección, a diferencias del modelo de malla vial el cual se puede localizar una dirección siempre y cuando se encuentre en el rango de distancia correspondiente a la longitud del segmento. El modelo de malla vial no garantiza la existencia de una dirección en la ciudad, en cambio el modelo de predios garantiza que la dirección que se pretende ubicar existe y está registrada en el catastro de la ciudad.

Y finalmente el tercer modelo titulado: Bases de datos de direcciones; El modelo de bases de datos de direcciones, se deriva de tablas maestras donde son conocidas las direcciones y los atributos de espacialización (x, y o latitud, longitud), estas tablas maestras, para el caso de la ciudad de Medellín, provienen de entidades externas como Empresas Públicas de Medellín, la cual tiene localizada todas las direcciones de las instalaciones donde se ofrece el servicio de energía. El proceso de geocodificación se realiza con estas fuentes de información el cual determina las coordenadas x, y por medio de una búsqueda al campo de dirección estandarizado y normalizado.

El proceso de geocodificación se realiza con dos herramientas que permiten la geocodificación de direcciones y su calidad de geocodificación tanto de completitud como de exactitud espacial; las herramientas a utilizar son: Geocoding de ArcGIS configurado para la versión 10.1 y el Geocoding desarrollado para la ciudad de Medellín (GEOCOD) el cual dentro de su proceso involucra a diferentes fuentes de información definidas. El geocoding de la ciudad de Medellín (GEOCOD) es una aplicación transversal desarrollada en Oracle (PL/SQL) y Python al lado del servidor que permite la ubicación de direcciones de una forma determinística utilizando la capacidad de procesamiento de los RDBMS. El geocoding de ArcGIS permite la ubicación de direcciones en un modelo probabilístico.

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MEMORIAS DE LAS PRUEBAS REALIZADAS PARA GEOCODIFICACIÓN Y GEORREFERENCIACIÓN DE ESTABLECIMIENTOS Y EQUIPAMIENTOS DEL MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL - SIG_MEN; Versión 1.0; Bogotá, D.C., Abril de 2009

Lo realizó la Oficina Centro de Investigación y Desarrollo en Información Geográfica – CIAF y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC; es un diseño e implementación del SIG_MEN que menciona el titulo anterior. El diseño de este proyecto consta de lo siguiente:

El proyecto SIG_MEN enmarcado en el convenio 269 de 2008 suscrito entre el Instituto Geográfico Agustín Codazzi y el Ministerio de Educación Nacional, tiene como objeto el diseño e implementación del Sistema de Información Geográfico del Sector Educativo, para lo cual en sus primeras etapas presenta una propuesta para la captura de información georreferenciada. Dicha propuesta incluye la aplicación de tecnología GPS y del proceso de geocodificación. Con el fin de consolidar la aplicación de estas alternativas, realizan el ejercicio práctico a modo de prueba, determinando de este modo la conveniencia de uso en términos de cobertura y precisión.

De acuerdo con las alternativas disponibles para la captura de información georreferenciada concluyeron que la manera más viable de georreferenciar información para el caso urbano es la geocodificación y para el área rural se ha sugerido la aplicación de dispositivos móviles (Captura GPS).

El documento inicialmente muestra una descripción general de los procesos de geocodificación y captura de GPS; Posteriormente relacionan los parámetros que definieron para el levantamiento de información en campo en lo referente al uso de dispositivos móviles. Presentan el procedimiento de cada uno de los procesos realizados tanto para geocodificación como para la captura por GPS y finalmente muestran los resultados obtenidos de las pruebas efectuadas.

Para la realización de las pruebas de geocodificación consideraron 4 ciudades: Bogotá, Cali, Medellín y Cúcuta, las cuales según su investigación concentran el mayor número de sedes educativas, adicionalmente la ciudad de Cúcuta posee la particularidad de subdividir las direcciones viales en cuatro núcleos principales, esto con el fin según ellos de evaluar la conveniencia de geocodificar casos especiales. La información insumo de las pruebas incluyeron: Identificador del registro, nombre de departamento, nombre de municipio y dirección. De la misma manera, tuvieron en cuenta tres empresas de soporte que son: Procálculo Prosis, Servinformación S.A. y Geobis International. Con las que previamente adquirieron contacto, y obtuvieron la información acerca de productos, costos y cobertura espacial que cada una ofrece.

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Las pruebas de geocodificación realizadas por el CIAF e IGAC tuvieron como principal objetivo evaluar las opciones funcionales que ofrece cada producto, donde evaluaron las siguientes temáticas dentro del proceso.

‒ Tiempo de Respuesta. ‒ Registros Geocodificados. ‒ Geocodificación de casos especiales. ‒ Opciones en sistemas de coordenadas. ‒ Reporte y manipulación de la información no geocodificada. ‒ Cargue de Información. ‒ Exportación de resultados. ‒ Información adicional obtenida en los resultados. ‒ Generación de estadísticas y reportes. ‒ Requerimientos de Hardware y Software.

La prueba la realizaron sobre una versión demo-monousuario suministrada por Servinformación, esta versión contiene toda la funcionalidad en un solo programa ejecutable y trabaja de acuerdo a la siguiente secuencia:

1. Carga de la información de direcciones. 2. Estandarización de direcciones. 3. Búsqueda de candidatos potenciales mediante comparación con los datos

de referencia. Una vez encuentran a los candidatos potenciales, les asigna una ponderación proporcional a su semejanza con la malla vial, de tal manera que al candidato que obtuvo el mejor puntaje se le asignará una ubicación mediante coordenadas.

Geo Bis International

La prueba la realizaron sobre el sistema Estandarizado, Zonificador y Ubicador automático de direcciones EZU 9.0 Enterprise, toda la información necesaria (Malla Vial, Software geocodificador) para el proceso la cargaron y ejecutaron sobre una sola máquina (computador o servidor), dicha prueba la desarrollaron en las instalaciones de Geo Bis International. La información suministrada por parte del proyecto según CIAF e IGAG contuvo los datos de: nombre de departamento, municipio, dirección y un identificador para cada registro; la información se las suministraron en formato Excel 97-2003 (.xls) con cuatro mil quinientos (4500) registros. Además de que obtuvieron coordenadas, en el proceso involucraron la visualización sobre un mapa digital a modo GIS de los resultados obtenidos, permitiéndoles generar análisis espaciales.

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‒ Procesos de Geocodificación a nivel Internacional.

En España existen varias alternativas de servicios de georreferenciación en el ámbito de sector público, como Cartociudad4, Geopista5, Servicios Web Catastro6 o servicios de callejeros propios de los Ayuntamientos como el del Ayuntamiento de Zaragoza.

Los Servicios Web Catastro proporcionan un servicio de datos catastrales a nivel nacional, el servidor de mapas, conversor de coordenadas y Callejero catastral.

El callejero catastral según (P.R.M., 2007, págs. 5-6) se caracteriza por alta fiabilidad y granularidad. La precisión de los datos de georreferenciación de las direcciones la tienen restringida por el tipo del servicio (alta precisión de georreferenciación de la parcela pero baja de la dirección). Además, la búsqueda no siempre es cómoda, porque según ellos, exige definición de la zona de búsqueda (provincia y municipio).

Otra alternativa que tienen en cuenta, es la opción web “Cartociudad” la cual les proporciona varios servicios Web, entre ellos el Servicio de Nomenclátor que en su página web lo mencionan como -WFS-NEM-. Este permite validar los ficheros de metadatos con respecto al Núcleo Español de Metadatos (NEM) para búsqueda de topónimos y el Web Feature Service (WFS) para descargas selectivas de elementos. El corazón del sistema es una base de datos cartográfica oficial de las poblaciones de España (redes de calles y carreteras topológicamente estructuradas y continuas) creada por la armonización e integración de los datos digitales oficiales producidos por varios proveedores (Dirección General del Catastro, Instituto Nacional de Estadística, Oficina de Correos, Dirección General del Instituto Geográfico Nacional, organismos estadísticos y de catastro de La Comunidad Foral de Navarra y el País Vasco).

Cada uno de los proveedores es responsable de un tipo de los datos originales, y de su mantenimiento. Los datos de dirección georreferenciados según (Medrano) ellos proceden principalmente del Catastro y son contrastados con los provenientes de las otras fuentes. La filosofía del sistema elaborado por los autores del artículo es ofrecer una representación del estado actual, lo que condiciona el modelo de datos, donde falta el soporte al historial de los datos que aporta visión histórica de los cambios que perciben continuamente los entornos urbanos. Además, falta el soporte a la información de la procedencia de los datos y su tratamiento - la información vital para los usuarios de los datos. Esto

4 CartoCiudad es un proyecto colaborativo de producción y publicación mediante servicios web de datos espaciales de cobertura nacional. Página web: http://www.cartociudad.es/portal/web/guest/que-es-cartociudad 5 GeoPista es un Sistema de Información Territorial para entidades locales en España (diputaciones, mancomunidades, ayuntamientos, etc.) que facilita realizar la gestión municipal de forma georreferenciada y ofrecer servicios de información on-line a los ciudadanos utilizando la cartografía del municipio. Página web: http://www.geopista.com/ 6 Portal de la Dirección General del Catastro. Para más información visitar http://www.catastro.meh.es/

http://www.cartociudad.es/portal/web/guest/que-es-cartociudad

http://www.geopista.com/

http://www.catastro.meh.es/

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perjudica el proceso de mantenimiento pero también el conocimiento aportado por el sistema. A lo largo del año 2016 esperan implementar una metodología de actualización para los primeros municipios. La georreferenciación de una dirección es al estilo del catastro (indicación la provincia y municipio). Además, el servicio aporta poca cobertura en termino nacional - 50% de España.

Otra propuesta es el Sistema de Información Territorial para los Ayuntamientos que les proporcionó, “Geopista”, el cual les ofrece un sistema de gestión para los municipios de pequeño o mediano tamaño, lo que les condiciona el ámbito solo a nivel local. La georreferenciación proporcionada se basó en una base de datos local dedicada. Los datos se los proporcionó el catastro de España. Los usuarios pueden también añadir sus propios datos de georreferenciación según los autores. El principal problema es la falta de acceso a los datos entre municipios.

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9. OBJETIVOS

9.1 Objetivo General

Elaborar e implementar un Geocodificador predial Web, basado en el método Inverso de la Distancia Ponderada para la aproximación de coordenadas.

9.2 Objetivos Específicos

Construir un Aplicativo WebService, que soporte una base de datos estructurada y actualizada en tiempo real.

Manejar la información espacial del municipio de Chía desde la perspectiva de la infraestructura de datos espaciales.

Compilar el modelo geoestadístico seleccionado7 (predictor de coordenadas determinístico) para el cálculo de las coordenadas geográficas de la información solicitada.

Definir las variables a utilizar, modelando y ejecutando el método de interpolación geoestadístico.

Comparar la exactitud de los resultados esperados de la herramienta, con datos tomados en terreno utilizando instrumentos de predicción de coordenadas (GPS – WGS84).

Realizar una prueba piloto sobre la zona delimitada de estudio en el municipio de Chía.

7 Método Inverso de la Distancia Ponderada –IDW-.

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10. MARCO CONCEPTUAL

El proceso de geocodificación o ubicación de direcciones, no es solo el proceso de referenciar espacialmente un punto sobre un mapa, este proceso involucra varias disciplinas como: teoría de estructuras de información, teoría de decisión, teoría de la probabilidad y la semántica de las palabras. A su vez, requiere de tres componentes básicos. Según (Vargas Benjumea & Horfan Alvares, 2013) son los siguientes: 1) datos de referencia-, 2) datos descriptivos- y 3) el -software que realiza el proceso-. Los datos de referencia están compuestos por las diferentes fuentes de información geográfica basada en archivos, en esta categoría de información se encuentran tanto archivos codificados con coordenadas como elementos más complejos, como son las estructuras de información espacial y la capa de líneas que representan las vías de la ciudad. Los datos descriptivos son la información candidata al proceso de geocodificación, generalmente es la entrada del proceso. El software es la herramienta sistémica que permite procesar la entrada y dar un resultado de acuerdo a las reglas definidas en el proceso.

10.1 Geocodificación: definición

La geocodificación según (Vargas Benjumea & Horfan Alvares, 2013) es un proceso que establece coordenadas automáticamente para un área urbana, dicho proceso tiene como base de partida la información de dirección vial. El proceso de geocodificación requiere de un software Geocodificador y de cartografía con malla vial; este proceso consiste en tomar la dirección existente en cada registro de la base de datos y compararla con la información de referencia de malla vial, una vez se ha encontrado y establecido dicho punto se realiza un cómputo de distancias que permitirá, a partir de las intersecciones de puntos con coordenadas conocidas, calcular la posición del elemento. Para llevar a cabo el proceso de geocodificación, Vargas Benjumea & Horfan Alvares mencionan que es indispensable la existencia de los siguientes componentes:

Una base de datos de ejes viales, es decir la información de la Malla Vial, compuesta de todos los segmentos o vías de las ciudades o municipios.

Un motor (programa ejecutor) de geocodificación que contenga las reglas base y en general, el algoritmo que soporte el proceso.

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Una base de datos con las direcciones, las cuales serán utilizadas como insumo en el proceso de ubicar sobre cartografía todos los puntos de interés.

En Colombia, también se conoce como la tarea o labor de asignar una coordenada (Latitud y Longitud) a un objeto determinado, el cual puede ser una ciudad, un hospital, un evento, entre otros.

Es importante tener en cuenta que para realizar un proceso de geocodificación acorde a los requisitos que parametrice el desarrollador, se deben tener en cuenta los siguientes pasos en la Ilustración 1.

Ilustración 1. Proceso de Geocodificación

Fuente: (Pineda Marín, 2010)

El esquema anterior, resume un proceso el cual inicia con la consulta de un punto cualquiera y este se encuentre dentro de la zona de estudio (predio(s)), cuando se tiene claramente identificado(s) el(los) punto(s), accede al servicio de geocodificación, se ejecuta (si es el caso) un algoritmo planteado por el usuario (para el diseño y generación de la sentencia al momento de llamar la base de datos con toda la información necesaria de los predios) el cual solicita algunas

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variables; donde se resaltaría la de mayor importancia “dirección” del predio a consultar. Los comandos en el algoritmo de geocodificación, procesan, almacenan y revelan información que por lo general, son un par de coordenadas geográficas las cuales identifican la ubicación geográfica del predio georreferenciado, a su vez, realiza el cálculo del grado o nivel de certeza que se tiene frente al predio georreferenciado ubicado con otro tipo de instrumento(s) de medición como navegadores GPS, entre otros.

En la geocodificación de una dirección, existen diferentes tipos de algoritmos, entre ellos los “directos” con suposiciones generales y normalmente no contrastadas sobre el carácter general de la superficie a interpolar, ya que establece una función matemática de interpolación; de la misma manera se encuentran los algoritmos “analíticos” que estudian en una primera fase de reconocimiento el carácter de la auto-correlación espacial de la variable mediante puntos muestrales y en una segunda fase generan una función de interpolación, entre otros; los cuales calculan las coordenadas (formato según la configuración del mismo) y generan un archivo de índices teniendo en cuenta el estilo de codificación que se desee.

10.1.1 Tipos de geocodificadores, uso, ventajas y especificaciones

técnicas.

Dependiendo de la arquitectura, los geocodificadores pueden dividirse en:

Geocodificador Monousuario; y

Cliente servidor.

Georreferenciador Monousuario.

Es un Geocodificador utilizado por un (1) solo usuario ya registrado (si aplica)

mediante un Login (usuario) y Password (contraseña), en donde la misma

maquina están instalados el servicio de georreferenciación y el cliente; solamente

se puede conectar un cliente a la vez al servicio de geocodificación, de ahí

proviene su nombre “Monousuario”.

Un Geocodificador Monousuario puede trabajar como mínimo sobre las siguientes plataformas de Windows y requerimientos de Hardware:

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Tabla 1.Especificaciones Técnicas Geocodificador Monousuario

Tipo de aplicación Ejecutable de Windows

Sistema Operativo Windows 9x/NT/2000/XP/Windows NT Server / Windows 2000 Server

Motor de Base de datos

PARADOX

Interfaces de conexión

Borland Database Engine (BDE), ODBC, TCP/IP

Funcionamiento Recibe direcciones por ODBC, importación de Dbf, Db y Txt o digitación manual.

Ejecuta las actividades de estandarización, georreferenciación y zonificación.

Exporta los resultados

Hardware Mínimo Procesador: Intel Pentium 1024 Mhz.

Espacio libre requerido en disco duro: 500MB (Depende de las ciudades adquiridas).

RAM: 512 Mb.

Unidad de CD-ROM

Fuente: SERVINFORMACION S.A. (2010)

Georreferenciador Cliente Servidor.

El desarrollo de un cliente permite digitar una dirección y solicitar el servicio de geocodificación, recibiendo como respuesta (dependiendo el caso) un mapa o punto que identifica la localización de la dirección ingresada. Este tipo de georreferenciador, puede trabajar como mínimo sobre las siguientes plataformas de Windows y requerimientos de Hardware:

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Tabla 2. Especificaciones Técnicas Geocodificador Cliente Servidor

Tipo de aplicación Servicio de Windows NT que se inicia con la cuenta local del Sistema

Sistema Operativo Windows NT Server / Windows 2000 Server

Motor de Base de datos

PARADOX (Es gratuito y se instala con el mismo instalador) DB2 SQLServer Oracle MySQL Postgresql

Interfaces de conexión

Borland Database Engine (BDE), ODBC, TCP/IP

Funcionamiento Recibe una petición de georreferenciación vía sockets TCP/IP.

Crea una nueva tarea para atender la solicitud.

Ejecuta las actividades de estandarización, georreferenciación y zonificación.

Retorna la respuesta al cliente vía sockets TCP/IP.

Hardware Mínimo Procesador: Intel Pentium 1024 Mhz.

Espacio libre requerido en disco duro: 500MB (Depende de las ciudades adquiridas).

RAM: 512 Mb.

Unidad de CD-ROM

Protocolos de red: TCP/IP.

Fuente: (SERVINFORMACION S.A. 2010)

10.2 Definición de un WebService.

Un WebService es un componente de software que puede ser accedido sobre el World Wide Web (www.) para el empleo en otras aplicaciones en ambientes distribuidos8, A continuación se describen brevemente según (Saffirio C, 2016) algunos estándares que están ocupando los WebService:

8 Se define un sistema distribuido como aquel en el que los componentes están localizados en computadores en red, y comunican y

coordinan sus acciones mediante el paso de mensajes. COLOURIS, George “Sistemas Distribuidos, Conceptos y Diseño”, Ed. Prentice Hall.

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XML: Hace referencia a una abreviación de Extensible Markup Language. El

XML es una especificación desarrollada por W3C. Permite a los desarrolladores

crear sus propios tags, que les permiten habilitar definiciones, transmisiones,

validaciones, e interpretación de los datos entre aplicaciones y entre

organizaciones.

SOAP: Es una abreviación de Simple Object Access Protocol; protocolo de

mensajería construido en XML que se usa para codificar información de los

requerimientos de los Web Services y para responder los mensajes “antes” de

enviarlos por la red. Los mensajes SOAP son independientes de los sistemas

operativos y pueden ser transportados por los protocolos que funcionan en la

Internet, como ser: SMTP, MIME y HTTP.

WSDL: Abreviación de Web Services Description Language, es un lenguaje

especificado en XML que se ocupa para definir los WebService como colecciones

de punto de comunicación capaces de intercambiar mensajes. El WSDL es parte

integral de UDDI y parte del registro global de XML, en otras palabras es un

estándar de uso público (no se requiere pagar licencias ni royalties para usarlo).

WSDIL: (WebService Inspection Language) Mantiene listas de enlaces a

direcciones donde se encuentra un WSDL. UDDI y WSDIL se pueden usar para

la publicación y localización de servicios web, la diferencia está en que UDDI

almacena un registro centralizado, y WSDIL almacena listas distribuidas. Sin

SOAP, como es el caso de uso, un cliente tiene que crear una petición de XML,

enviarlo en un mensaje POST a un URL sobre HTTP, luego analizar la petición

usando XML.

UDDI: Los WebService son publicados sobre el registro UDDI (Universal

Description Discovery and Integration) descubrimiento e integración de

descriptores universales. Es una base de datos universal de servicios web, donde

los desarrolladores pueden buscar cualquier sitio para descubrir servicios. El

servicio de interés pasa a través de una interfaz web o a llamadas SOAP. Es el

protocolo usado para la identificación del WSDL

Cliente/Servidor: La arquitectura cliente-servidor es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o

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servicios, llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza peticiones a otro programa, el servidor, quien le da respuesta.

Esta idea también se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora, aunque es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.

El WebService según (Saffirio C, 2016) describe una forma estandarizada de integrar aplicaciones Web mediante el uso de XML, SOAP, WSDL y UDDI sobre los protocolos de la Internet. XML es usado para describir los datos, SOAP se ocupa de la transferencia de los datos, WSDL9 se emplea para describir los servicios disponibles y UDDI se ocupa para conocer cuáles son los servicios disponibles. Uno de los usos principales es permitir la comunicación entre empresas y entre las empresas y sus clientes. Los WebService permiten a las organizaciones intercambiar datos sin necesidad de conocer los detalles de sus respectivos Sistemas de Información. A diferencia de los modelos Cliente/Servidor, tales como un servidor de páginas Web, los WebService no proveen al usuario una interfaz gráfica. En vez de ello, los WebService comparten la lógica del negocio, los datos y los procesos, por medio de una interfaz de programas a través de la red. Es decir conectan programas, por tanto son programas que no interactúan directamente con los usuarios. Los desarrolladores pueden por consiguiente agregar a los WebService la interfaz para usuarios, por ejemplo mediante una página Web o un programa ejecutable, tal de entregar a los usuarios una funcionalidad específica que provee un determinado WebService.

9 Abreviación de Web Services Description Language, es un lenguaje especificado en XML que se ocupa para definir los Web Service

como colecciones de punto de comunicación capaces de intercambiar mensajes. Página web: (¿Que son los WebService?, 2016)

https://es.wikipedia.org/wiki/Servidor

https://es.wikipedia.org/wiki/Cliente_(inform%C3%A1tica)

https://es.wikipedia.org/wiki/Multiusuario

https://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_computadoras

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Ilustración 2. Funcionamiento básico de un WebService

Fuente: ¿Que es un WebService? - Benjamín Zepeda, 2009

Como se puede observar en la ilustración 2, los WebService permiten a distintas

aplicaciones de diferentes orígenes, comunicarse entre ellos sin necesidad de

escribir programas costosos, esto porque la comunicación se hace con

Extensible Markup Language –XML-. Los WebService no están ligados a ningún

Sistema Operativo o Lenguaje de Programación. Por ejemplo, un programa

escrito en Java puede interactuar con otro escrito en Pearl; Aplicaciones de

Windows pueden ejecutarse con aplicaciones Unix. Por otra parte los

WebService no necesitan usar browsers (Explorer) ni el lenguaje de

especificación HyperText Markup Language -HTML-.

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Modelo de Arquitectura de un WebService.

Ilustración 3. Arquitectura de un WebService.

Fuente: (Modelo de Arquitectura de un web services, 2003)

En este modelo (ilustración 3) se identifican las acciones que intervienen en el funcionamiento de un WebService:

1. Una vez desarrollado el WebService se registra implementando UDDI (Benjamín González C, 2004) -Universal Description, Discovery de Integración- el cual, es un registro público diseñado para almacenar de forma estructurada información sobre empresas o cualquier tipo de entidad de los servicios que éstas ofrecen. A través de UDDI, se puede publicar y descubrir información de una empresa y de sus servicios o WSDIL.

2. Un cliente, que desarrolle una aplicación web, lanza una solicitud para conseguir una lista de los WebService que satisfagan las condiciones de búsqueda.

3. El cliente recibe información a partir de la cual puede determinar la petición que más se ajuste a su necesidad.

4. El cliente lanza la petición al WebService y recibe la respuesta. Los WebService como sistemas abiertos según (Colouris, 2005), logran su

funcionamiento adoptando tecnologías basadas en XML como:

‒ Al describir un WebService el cliente sabe qué servicio realiza, define que métodos están disponibles, los tipos de parámetros y que sus parámetros estén acordes al tipo de servicio que necesita.

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‒ Un programador debe saber cómo está constituido un WebService para

poder codificar un cliente capaz de invocarlo, debe conocer su API10, que

servicios ofrece y que tipo de protocolo de codificación se usará. Si un

WebService se encuentra disponible al público, su WSDL también estará

a la vista de cualquiera. Estos documentos XML pueden ser encontrados

en registros UDDI o en Webs especializadas que funcionan como un

buscador normal de Internet, como por ejemplo: www.xmethods.net.

EL WSDL no es obligatorio, sin embargo su uso permite ventajas como:

Reducir el costo de mantenimiento en clientes.

Facilitar la estructuración y construcción de objetos.

Automatizar la construcción de clientes volviendo atractivo el uso de WebService.

La generación del WSDL también puede automatizarse, con herramientas que existen para ello.

10.2.1 Ventajas en el desarrollo de un WebService

Las ventajas de desarrollar WebService según (Pereira, 2003) se miden en los ahorros significativos en tiempo de desarrollo, en el costo, y en recursos de ordenador, ya que el tratamiento de la información se realiza en los ordenadores donde el Servicio Web es localizado y devuelve los resultados al uso local. Para el caso de los Sistemas de Información Geográfica un usuario no necesita mantener herramientas de aplicación SIG o los datos geográficos asociados sobre su sistema local. Los WebService ayudan a la computación de sistemas heterogéneos, logrando

compartir información y código; es decir, logran la interoperatividad11 y

proporcionan herramientas que ayudan al desarrollo y mantenimiento de

aplicaciones.

10 Application Programming Interface, es el conjunto de subrutinas, funciones y procedimientos (o métodos, en la

programación orientada a objetos) que ofrece cierta biblioteca para ser utilizado por otro software como una capa de abstracción. Página web: https://logtrust.atlassian.net/wiki/pages/viewpage.action?pageId=49676311 11 La interoperatividad según (Pereira, 2003) significa que los sistemas pueden trabajar entre sí con interfaces bien definidas para el intercambio de información. Por ejemplo, una aplicación desarrollada sobre un computador Unix puede interactuar con aplicaciones sobre OS/2 y mainframes IBM.

http://www.xmethods.net/

https://logtrust.atlassian.net/wiki/pages/viewpage.action?pageId=49676311

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10.2.2 Tecnologías de desarrollo de los WebService

XML (Extensible Markup Language) que en español traduce Lenguaje de Marca Extensible, ha permitido la evolución de otras tecnologías. Las herramientas que brinda XML no son muy útiles sin lenguajes de programación como Java, que fijan el estándar de cómo utilizar XML en las aplicaciones. “Primero se analizan los datos y después se manipulan” (Brett, 2001). Una vez el documento XML es analizado, (Pereira, 2003) manifiesta que la

información está disponible para ser utilizada por un cliente. Dado que XML es

usado para la presentación, la comunicación y la configuración; un cliente de un

servicio web puede ser una aplicación, un WebService o un humano.

10.3 ¿Por qué es necesario WPS en un WebService?

¿Qué es WPS?

El Servicio de Procesamiento Web (WPS) según (Service, 2010) ofrece un método simple de hallazgo basado en web el cual permite acceder y utilizar todo tipo de cálculos y modelos.

WPS es un estándar OGC que define la forma de aplicar los cálculos o modelos

geográficos (es decir, "procesos") como un servicio web. A su vez, WPS también

se define como una interfaz estandarizada que facilita la publicación de los

procesos geoespaciales, descubrimiento y la unión a esos procesos por los

clientes o usuarios de la Web.

Los procesos pueden incluir cualquier algoritmo, cálculo o modelo que funciona

con datos espacialmente referenciados.

Publishing significa poner a disposición información legible por máquina de

unión, así como metadatos legibles que permiten la interacción de servicios y

usos del mismo.

La interfaz de WPS estandariza los procesos de manera que sus entradas y

salidas se describan; de cómo un cliente puede solicitar la ejecución de un

proceso y cómo se maneja la salida de dicho proceso.

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De la misma manera WPS utiliza HTTP y XML (Extensible Markup Language) como un mecanismo para la descripción de los procesos y los datos que se intercambian.

¿Qué tipo de cálculos se pueden hacer en una WPS?

Un WPS no especifica el tipo de procesos que se podrían implementar como un

servicio web. En su lugar, se especifica un mecanismo genérico que se puede

utilizar para describir y publicar en web cualquier tipo de proceso geoespacial.

WPS se puede configurar para ofrecer cualquier tipo de funcionalidad GIS a los

clientes a través de una red, incluido el acceso modelos cálculos y/o computación

para pre-programadores que operan en datos referenciados espacialmente. El

cálculo puede ser muy simple o muy complejo, con cualquier número de entradas

y salidas de datos.

Un WPS según (Service, 2010) puede ofrecer cálculos tan simples como restar

un conjunto de números de referencia espacial de otro.

10.4 Método - Inverso de la Distancia Ponderada IDW

La interpolación mediante distancia inversa ponderada determina los valores de

celda a través de una combinación ponderada linealmente de un conjunto de

puntos de muestra. La ponderación es una función de la distancia inversa.

La superficie que se interpola debe ser la de una variable dependiente de la

ubicación.

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Ilustración 4.Vecindad de IDW del punto seleccionado

Fuente: (ESRI, Cómo funciona IDW, 2016)

Según (ESRI, Cómo funciona IDW, 2016) este método presupone que la variable

que se representa cartográficamente disminuye su influencia a mayor distancia

desde su ubicación de muestra. Por ejemplo: al interpolar una superficie de poder

adquisitivo de los consumidores para analizar las ventas minoristas de un sitio,

el poder adquisitivo de una ubicación más distante tendrá menos influencia

porque es más probable que las personas compren cerca de sus casas.

En resumen, según (Murillo, Ortega, Carrillo, Pardo, & Rendón, 2012) el método IDW es un método matemático de interpolación que usa una función inversa de la distancia, parte del supuesto que las cosas que están más cerca son más parecidas, por lo tanto tienen más peso e influencia sobre el punto a estimar.

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10.5 Proceso de geocodificación.

La geocodificación es el proceso de asignar un par de coordenadas X y Y, ya sea en sistema de coordenadas planas o geográficas de la descripción de referencia de un sitio localizado en un entorno espacial. En general la geocodificación inicia con la entrada de una descripción (ej. Dirección), se identifica la semántica de la descripción para descomponerla por componentes definidos en el algoritmo de normalización que disponga el usuario, se estandariza estos componentes para unificar y homologar las estructura de los componentes y posteriormente se realiza la búsqueda en una fuente de datos (comúnmente base de datos) para realizar la comparación por componentes y entrega el mejor candidato de la búsqueda para mostrarlo sobre un mapa, plano, grafica, interfaz de usuario o según sea el caso. El proceso de geocodificación según (Vargas Benjumea & Horfan Alvares, 2013) se basa en el concepto de relacionamiento o vinculación de registros. Existen dos métodos principales de relacionamiento de datos: 1) el determinístico y 2) el probabilístico. El modelo de relacionamiento determinístico utiliza un identificador único que permite distinguir inequívocamente a la entidad (persona, familia, empresa, dirección, etc.), ordenando los registros y comparándolos con sus pares o no pares. Este modelo es simple de comprender e implementar, aunque en algunos casos, la solución de decisiones subjetivas, puede ser compleja en su solución. El relacionamiento probabilístico se basa en la teoría estadística desarrollada por Fellegi y Sunter, y es apropiado cuando las bases de datos a relacionar no tiene ningún identificador único en común.

Condiciones necesarias para la implementación de la geocodificación.

Para realizar un proceso de geocodificación con un elevado nivel de acierto, son necesarias tres condiciones según (Pérez Machado & Departamento de Geografía, 2008) que son:

1. Lista de direcciones la cual se refiere a la disposición de un conjunto de direcciones organizadas, siguiendo o no algún criterio temático, la dirección y la vialidad;

2. Un SIG con función de geocodificación el cual mediante la búsqueda indexada en una base de datos y una función de interpolación lineal permite localizar direcciones, considerando que el sistema vial varía entre países y en zonas de un mismo país, el software debe estar adaptado al sistema vial del lugar en que se desea geocodificar las direcciones;

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3. La base de datos cartográfica digital de ejes viales y predios la cual, es el

soporte sobre el que se ubican las direcciones, debe estar constituida por una estructura vectorial que se organiza en forma de red interconectada, donde cada segmento o link representa el eje de una vía desde su inicio hasta la siguiente.

Cada uno de los ejes viales tiene asociados unos atributos descriptivos de carácter alfanumérico que constituyen las partes de la nomenclatura vial, la correcta estandarización de estos atributos tales como tipo de vía, nombre de la vía y cuadrante, el cual es fundamental para que el Geocodificador cumpla con su objetivo.

De acuerdo a (Catastro de Bogotá D.C., 2016) la nomenclatura está diseñada para:

Orientación espacial por parte de sus habitantes.

Registro de predios por parte de las autoridades públicas.

Debe cumplir las siguientes características.

Universalidad, unicidad y no repetición.

Flexible y expandible.

Clara y auto contenida.

La Nomenclatura Vial es un conjunto de caracteres alfanuméricos que se emplean para identificar una vía en la mayoría de los casos vehicular; se compone de la nomenclatura de la vía principal y el nombre común para aquellas vías que lo requieran según acuerdos expedidos por los consejos municipales, distritales o según sea el caso.

Vía Principal: hace referencia a la vía sobre la cual está ubicado el acceso principal del predio.

Vía Generadora: Eje vial de menor denominación numérica que tiene intersección con la vía principal.

La Nomenclatura domiciliaria o predial, es el identificador alfanumérico único asignado a un bien inmueble y se encuentra clasificada en las siguientes categorías: Principal (acceso principal al predio), Secundaria (accesos secundarios localizados en sobre la vía de acceso principal).

El número de identificación, es aquel que representa la distancia aproximada en metros desde el eje generador o de referencia hasta el acceso al predio, ajustándola al número par o impar según corresponda. En caso de requerirse,

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tiene un tercer componente al interior del lote e identifica interior, mejora o unidades en propiedad horizontal.

Cuando se cuenta con los anteriores elementos descritos, el proceso es relativamente sencillo y sigue los pasos descritos en la ilustración 5.

Ilustración 5. Proceso de Geocodificación práctico.

Fuente: (Patrones espaciales sobre ideología y comportamiento electoral en Bogotá, 2011)

Inicialmente se introducen las direcciones mediante una tabla ya diseñada y diligenciada por el desarrollador, las cuales son divididas en sus componentes por el software, estandarizadas y comparadas con la base de datos cartográfica. El Geocodificador se basa en un método probabilístico por medio del cual se

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asigna un puntaje a cada una de las direcciones candidatas, en caso de que las haya. Cada coincidencia o match pasa por un filtro determinado por el usuario en el que se compara con un valor mínimo para ser considerado un campo válido. Durante el proceso de geocodificación, se pueden presentar dos posibilidades según (Jácome Molina, 2011); 1) Que la dirección no sea geocodificada, caso en el cual el usuario debe revisar si se trata de un error en la tabla de direcciones o de la base de datos cartográfica. Si logra solucionarlo puede intentar nuevamente su proceso de geocodificación y 2) Que la dirección sea geocodificada, en cuyo caso puede haber varias direcciones candidatas debido a que en algunos casos se presenta modificación de direcciones como por ejemplo; ciudades principales y municipios urbanos de Colombia, donde se maneja dirección antigua y dirección nueva, donde, el analista o usuario de geocodificación tiene dos opciones: establecer un criterio automático de selección o revisar la dirección manualmente.

10.6 Algunos métodos de interpolación espacial a partir de puntos.

Según (Universidad de Murcia - Campus Mare Nostrum, 2014) la interpolación espacial es un proceso que consiste en determinar el valor de una variable especifica en puntos discontinuos a partir de conocer algunos valores de dicha variable en ciertos puntos. Los puntos conocidos, también se denominan puntos muestrales, es decir puntos con valores reales de la variable objeto de estudio. Los puntos desconocidos o incógnitas, se denominan también puntos no muestrales, es decir, puntos con un valor estimado de la variable objeto de estudio. . Existen diversos métodos de interpolación según (Universidad de Murcia - Campus Mare Nostrum, 2014) desarrollados, los cuales pueden dividirse en dos tipos:

1. Métodos globales, utilizan toda la muestra para estimar el valor en cada nuevo punto.

2. Métodos locales, utilizan solo los puntos de muestreo más cercanos.

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MÉTODOS GLOBALES:

De acuerdo con la (Universidad de Murcia - Campus Mare Nostrum, 2014) menciona que los métodos globales asumen la dependencia de la variable a interpolar de otras variables de apoyo. Pueden darse dos situaciones en función del tipo de variable de apoyo que se utilice. A continuación se mencionan algunas de ellas:

‒ Método de regresión: Implica como su nombre lo indica, un análisis de regresión previo a partir del cual se genera un modelo de interpolación de tipo polinómico. Generalmente se utilizan X y Y (longitud y latitud) como variables de apoyo ya que no necesitan de ninguna medición, y también alguna variable cuantitativa V espacialmente distribuida, un ejemplo habitual es la altitud, y otras variables topográficas derivadas, por su facilidad de medida, su evidente relación con casi todos los procesos ambientales y por las posibilidades que un SIG ofrece en cuanto al tratamiento de la elevación e información derivada.

‒ Métodos analíticos: Son métodos que estudian en una primera fase de reconocimiento, el carácter de la autocorrelación espacial de la variable a interpolar mediante los puntos muestrales y así en la segunda fase (de cálculo) generan una función de interpolación que tiene en cuenta el grado y tipo de autocorrelación existente en esa variable. También son conocidos como métodos probabilísticos o métodos estocásticos .Dentro de estos métodos se encuentran: el método de interpolación Kriging (Kriging simple, Kriging Ordinario, Kriging de bloques, Kriging Log-normal, entre otros).

MÉTODOS LOCALES:

En este tipo de métodos, de acuerdo con (Fracisco José de Caldas & Espinoza, 2007) se tienen en cuenta solo los puntos muéstrales que están en la vecindad de cada punto no muestral. Entiéndase por vecindad, el área o zona o localidad más próxima al punto a interpolar. Algunos de los métodos locales se derivan en:

‒ Métodos directos: Son métodos con suposiciones generales y normalmente no contrastadas sobre el carácter general de la superficie a interpolar y así se establece una función matemática de

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interpolación. En este tipo de métodos no se realiza análisis de correlación espacial.

También son conocidos como métodos deterministas o métodos matemáticos. Dentro de estos métodos se encuentran: la generación de Polígonos de Thiessen y el método IDW (Inverse Distance Weighthed).

‒ Polígonos de Thiessen: según (SIG, 2011) consiste en delimitar áreas de influencia (unidades discretas) a partir de un conjunto de puntos. El tamaño y la configuración de los polígonos depende de la distribución de los puntos originales. Una limitante que tiene el método es que no se puede estimar el error asociado, pues el valor para cada polígono se obtiene a partir de un solo punto. Este método a su vez, se caracteriza porque los puntos de cada polígono están a menos distancia del punto a partir del cual se forman que del resto de los puntos de partida (es decir, que del resto de los puntos muéstrales), así cada polígono constituye una zona de influencia del punto a partir del cual se origina (una zona de influencia del punto muestral).

Ilustración 6. Aplicación de los Polígonos de Thiessen.

Fuente: (Fracisco José de Caldas & Espinoza, 2007)

‒ Método IDW (Inverse Distance Weighted): También conocido como: “Inverso de la Distancia Ponderada” o Método de “Medias móviles con ponderación por la distancia”. Corresponde a un método directo en el que se toma el supuesto de que en cada punto son los puntos muéstrales más próximos o cercanos los que tienen alturas más parecidas y, que esta semejanza disminuye con la distancia entre el punto calculado y el punto muestral. Por esto, es necesario seleccionar

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en torno a cada punto una serie de tipo muestral (un conjunto de puntos muestrales) y realizar la media aritmética de sus alturas, ponderando sus valores por un factor que es proporcional a la distancia entre cada punto muestral considerado y el punto no muestral del cual se está hallando el valor de la variable (por ejemplo: altura). Lo anterior se expresa de la siguiente manera:

Ecuación 1. Ecuación para calcular el valor estimado en el punto no muestral.

𝒁𝒊 = ∑ (𝒁𝒋 . 𝑾𝒊𝒋)𝒋

∑ 𝑾𝒊𝒋𝒋

Fuente: (Comparación de métodos de interpolación para la generación de mapas de ruido en entornos urbanos, 2012)

Dónde:

Zi = Variable estimada en el punto no muestral.

Zj = Variable real en el punto muestral.

Wij = Es el factor de ponderación, en función de la inversa de la distancia (entre el punto i y el j), que actúa sobre el valor de la variable en cada punto muestral j.

- Método de splines: El método de los splines según (Universidad de Murcia - Campus Mare Nostrum, 2014) ajusta funciones polinómicas en las que las variables independientes son X - Y. Es similar a una interpolación global mediante regresión, pero ahora esta interpolación se lleva a cabo localmente. En general producen resultados muy buenos con la ventaja de poder modificar una serie de parámetros en función del tipo de distribución espacial de la variable. La técnica de splines consiste en el ajuste local de ecuaciones polinómicas en las que las variables independientes son X - Y. La forma de la superficie final va a depender de un parámetro de tensión que hace que el comportamiento de la superficie interpolada tienda a asemejarse a una membrana más o menos tensa o aflojada que pasa por los puntos de observación.

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‒ Método de interpolación local mediante TIN: En este método de interpolación de acuerdo a la (Universidad de Murcia - Campus Mare Nostrum, 2014) menciona que las Redes Irregulares de Triángulos (TIN son las iniciales en inglés) se generan a partir de valores puntuales tratando de conseguir triángulos que maximicen la relación área/perímetro, el conjunto de todos los triángulos forma un objeto geométrico denominado conjunto convexo. Suelen utilizarse como método para representar modelos de elevaciones (y producen resultados visualmente muy buenos) sin embargo a la hora de integrarlos con el resto de la información raster es necesario interpolar una capa raster a partir de los triángulos. Esta interpolación se basa en que cada uno de los tres vértices de los triángulos tienen unos valores X, Y y Z a partir de los cuales puede obtenerse un modelo de regresión Z = AX + BY + C que permite interpolar la variable Z en cualquier punto del rectángulo. En definitiva puede asimilarse a un método de media ponderada por inverso de la distancia ya que el resultado siempre va estar acotado por los valores máximo y mínimo de Z en los vértices del triángulo y será más parecido al del vértice más cercano. En el resultado final de una interpolación TIN no aparecen artefactos circulares, como en los de inverso de la distancia puros, pero si aparecen artefactos triangulares.

MÉTODOS EXACTOS: Según (Fracisco José de Caldas & Espinoza, 2007) es el tipo de métodos en los que se produce exactamente los valores en los puntos muestrales (al finalizar la interpolación), puesto que la interpolación afecta a los propios valores muestrales cuya variable estudiada (por ejemplo altura) se recalcula en el mismo proceso.

MÉTODOS APROXIMADOS: De acuerdo a (Fracisco José de Caldas & Espinoza, 2007) es el tipo de métodos en los que se reproduce de forma aproximada los valores en los puntos muestrales al finalizar la interpolación.

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11. METODOLOGÍA

La metodología del presente proyecto, se desarrolló en cinco (5) etapas, las cuales se describen a continuación:

1. Diagnóstico de la información existente. 2. Determinación de la información requerida. 3. Análisis de la aplicación. 4. Implementación de la prueba piloto. 5. Validación.

11.1 Diagnóstico de la Información existente.

Para la realización del diagnóstico, se efectúa un análisis acerca del estado de la información existente sobre geocodificadores a nivel general, disponibles en el mercado que utilizan algunos municipios de la sabana de Bogotá para tal fin. Se realiza un sondeo en internet y algunos textos de apoyo para la zona de estudio relacionados con el municipio como lo son: Plan de Ordenamiento Territorial, Acuerdo 17 del 2000; Plan integral único de atención a población desplazada -piu-; elaborado por la alcaldía de Chía, entre otros. De la misma manera, sobre qué tipos de geocodificadores (de acceso libre y con acceso de cuentas usuario y Login) se encuentran actualmente georreferenciando la zona de estudio del presente proyecto. Al momento de la consulta, no aparecieron temas relacionados con la geocodificación o determinación de coordenadas con metodologías determinísticas para la mencionada zona de estudio, solo se cuenta con una información geográfica digitalizada proporcionada por la oficina de planeación del municipio de Chía – Cundinamarca, la cual se utiliza para generar el modelo de la base de datos. Aunque en el mercado se disponen de geocodificadores vectoriales como son el de la marca de Google (GoogleMaps) y empresas privadas como Procálculo,

Diagnóstico de la información

existente

Determinacion de la información

requerida

Análisis de la información

Implementación de la prueba

pilotoValidación

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Servinformación, entre otros; no poseen información predial y no realizan ningún tipo de análisis geoestadístico conocido en la proyección de coordenadas con relación a la ubicación geográfica de los predios.

11.2 Determinación de la información requerida.

Para la alimentación de la base de datos, se utilizó información e insumos tales como: direcciones prediales (placas de nomenclatura) de los predios urbanos disponibles actualmente, coordenadas geográficas de los predios urbanos del municipio de Chía, principales avenidas o corredores viales como: calles, carreras, diagonales, transversales, rotondas o avenidas circulares, entre otras; comportamientos de la malla vial del municipio como cruces, intersecciones, bifurcaciones, entre otros. Todo esto se tuvo en cuenta al momento de ingresar la información en la base de datos, integrando a su vez en dicha base de datos, la información de la parametrización y normalización de los datos que el cliente de georreferenciación debe tener en cuenta al momento de utilizar la herramienta desde el servicio web.

De la misma manera, se utilizaron diferentes instrumentos de medición para obtención de coordenadas geográficas como: GPS (en su sistema de referencia WGS-84) para el registro de información con relación a las direcciones de los predios o puntos muestrales lo más aproximadamente posible, medidos en terreno los cuales sirvieron para el análisis de la calidad de los datos proporcionados por la herramienta.

11.3 Método de interpolación seleccionado para el desarrollo e

implementación del proyecto.

Como punto de partida, para el desarrollo del servicio de geocodificación

(WebService) objetivo principal de este proyecto, se optó por utilizar el MÉTODO

IDW (Inverse Distance Weighted) también conocido como: “Inverso de la

Distancia Ponderada” o Método de “Medias móviles con ponderación por la

distancia” ya que, que el IDW asume que cada punto medido tiene una influencia

local que disminuye con la distancia. Este método le asigna una ponderación

mayor a los puntos más cercanos a la posición por predecir, que aquellos que se

encuentran más alejados, esto se asemeja mucho a la dinámica real de la

direcciones y pude explicar mejor su comportamiento; ya que las direcciones

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tienen más peso a nivel estadístico a medida que nos vamos acercando al punto

muestral (punto por geocodificar).

Se determina que el método (IDW) es el que más se ajusta a los propósitos

planteados para el desarrollo del presente proyecto ya que, permite la asignación

y definición de variables que se utilizan para la estimación espacial de las

coordenadas geográficas o puntos no muestrales solicitados, cálculos

matemáticos e interpretación de los datos que ofrece dicho proceso de

compilación algorítmica, por su práctica y fácil utilización al momento de realizar

los cálculos de uno o varios puntos dentro de la zona de estudio del presente

proyecto.

Expresión Matemática del Método IDW (Inverso de la Distancia Ponderada)

Matemáticamente se expresa como:

Ecuación 2. Formulación general método IDW para el cálculo de un punto.

En la cual; 𝒁(𝑺𝟎)es el valor o punto no muestral a predecir, N es el número de

muestras alrededor del punto a predecir, 𝜆𝑖 son los pesos asignados a cada

punto vecino y 𝒁(𝑺𝒊) son los valores medidos. Los pesos de los puntos vecinos

están dados por la ecuación 3:

Ecuación 3. Formulación para cálculo de los valores de peso en cada punto de muestra.

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Para lo cual se tiene que:

𝒅 es la distancia entre el lugar de predicción (𝑺𝟎) y el lugar muestral (𝑺𝒊); 𝒑 es

un factor de reducción de peso, cuyo valor se encuentra minimizando el error

cuadrático medio o error de predicción.

Influencia del parámetro Potencia.

El parámetro Potencia, permite controlar la significancia de puntos conocidos en los valores interpolados basándose en la distancia desde el punto de salida. Al definir un valor de potencia más alto, se puede poner más énfasis en los puntos más cercanos. Entonces, los datos cercanos tendrán más influencia y la superficie tendrá más detalles (será menos suave). A medida que aumenta la potencia, los valores interpolados comienzan a acercarse al valor del punto de muestra más cercano. Al especificar un valor más bajo de potencia, los puntos circundantes adquirirán más influencia que los que están más lejos, lo que resulta en una superficie más suave. Según (ESRI, "Controlar la influencia con el parametro potencia", 2016) la fórmula de IDW no está relacionada con ningún proceso físico real, no hay forma de determinar que un valor de potencia en particular es demasiado grande. Como guía general, una potencia de 30 se considera extremadamente grande y su uso sería cuestionable. Hay que tener en cuenta que si las distancias o el valor de potencia son grandes, los resultados pueden ser incorrectos del parámetro Potencia en la predicción de coordenadas.

11.4 Análisis de la Aplicación.

Antes de entrar de lleno a la descripción del análisis de la herramienta

WebService, queremos hacer conocer al lector, usuario y cliente de

geocodificación, que el aplicativo WebService desarrollado en el presente

proyecto, se bautizó con el nombre “Directorio Nacional de Direcciones -DirNal-

”, del cual, nos estaremos refiriendo de aquí en adelante con la sigla DirNal, del

cual su interfaz de uso para el cliente de georreferenciación posee ese mismo

nombre. En pocas palabras, es el nombre de nuestro Geocodificador predial Web

aquí desarrollado.

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El Análisis, hace referencia a la elaboración del diseño de los dos modelos:

conceptual y lógico. El modelo conceptual, permitió la especificación de los posibles usuarios, los propósitos del Servicio Web (WebService), la determinación de los problemas específicos a solucionar, el tipo de información necesaria para la elaboración del Servicio Web y los resultados o productos esperados. El modelo lógico se desarrolló teniendo en cuenta la elaboración de cada una de las siguientes etapas que se irán describiendo a lo largo del desarrollo metodológico:

‒ Catálogo o manual del usuario (resumido e introducido como anexo). ‒ Desarrollo de procesos de clasificación y codificación de la información

(Normalización o estandarización de los datos). ‒ Descripción de diagramas funcionales. ‒ Algoritmo geocodificador para la ejecución en software libre utilizado. ‒ Diseño de la interfaz para el usuario, el cual se ejecutó a su vez con

software libre.

11.5 implementación de la prueba piloto del Servicio Web.

Para la implementación del Servicio Web se desarrollaron para la práctica los siguientes sub-sistemas:

- Almacenamiento de la información necesaria. - Sistema de captura, el cual recibe la información digitalizada por el cliente

de georreferenciación ya parametrizada o estandarizada por el mismo. - Sistema de análisis y procesamiento, el cual realiza internamente el

cálculo de aproximación de coordenadas ingresando los datos necesarios por el cliente de georreferenciación.

- Sistema de salida, el cual arroja al cliente de georreferenciación una decodificación cuando se obtiene éxito en la determinación de la información solicitada y a su vez, cuando no exista.

De la misma manera, se elaboró una Interfaz gráfica para el cliente con un manual resumido en dos anexos (anexo 1 y anexo 2) al presente proyecto, donde intervendrán diferentes estados de pantalla en su equipo de cómputo para el fácil y rápido acceso a la información espacial requerida. Estas Interfaces en pantalla incluyeron opciones de consulta específicas sobre la información soportada por el Servicio Web. La programación de la misma se realizó en Visual Web

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Developer 2010, de acceso libre, rápida compilación, fácil comunicación entre un software y otro (concurrencia y compatibilidad entre ellos) utilizado para la implementación, ejecución e interacción de la herramienta tanto de usuario como para el cliente de georreferenciación.

11.6 Validación

Finalmente, para esta etapa se revisa constantemente la retroalimentación del Servicio Web. Se ejecuta una evaluación del sistema implementando los ajustes requeridos como: nombres de calles (ingreso de la vía principal y generadora), ingreso de direcciones erradamente por el usuario a propósito para diagnosticar que tipo de error arroja la herramienta en caso cuando se presente una mala digitación por parte del cliente de georreferenciación o error de software, trasformación de coordenadas geográficas como producto final y se realiza un test de calidad de los datos de la muestra tomada en terreno con un nivel de exactitud del 95% (porcentaje basado según las constantes del test realizado para la validación, como se describirá en el capítulo 13, sub-numeral 13.1TEST NSSDA). Esto comprende básicamente que los procesos, información y el funcionamiento en general del Servicio Web, logran solventar los problemas planteados al inicio del mismo y cumple los objetivos señalados del presente proyecto de investigación.

12. IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA

12.1 Etapa 1. Diagnóstico de la información existente.

En la zona urbana del municipio de Chía el crecimiento urbano que se evidenció

al momento de visitar dicha zona fue significativo. Un estudio realizado en el año

2009 por (Jaramilo, 2009) quien argumenta como los nuevos procesos de

urbanización, han incrementado el número de predios y usos del suelo, además

factores como:

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1) La ciudad crece en tamaño por agregación de nuevos suelos urbanos,

anteriormente rurales, en torno al espacio urbano precedente, y también

a lo largo de ejes de transporte que separan cada vez más el núcleo

urbano de las nuevas zonas industriales y residenciales.

Ilustración 7.Centros poblados en Chía (2009).

Fuente: (Proceso de revisión y ajustes al Plan de Ordenamiento territorial "POT", 2009)

2) Patrón de crecimiento concéntrico o radial en el que se observa una

ampliación (ver ilustración 7) de la ciudad a mayores distancias,

relacionadas con ejes de transporte; y

3) El denominado “Salto de rana”, en el que quedan espacios de ruralidad

en las inmediaciones urbanas mientras se extendía. De modo que se van

configurando pequeñas áreas urbanas alejadas del perímetro urbano en

las inmediaciones rurales, además de islas de ruralidad en las cercanías

del casco urbano consolidado.

Un estudio más reciente elaborado por (Hernández Cholo, 2015) el Departamento Administrativo de Planeación y Dirección de Sistemas de Información para la Planificación de la Arcadia Municipal de Chía en el año 2015, argumentan que Chía como centro receptor de población migrante de municipios

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de la sabana presenta uno de los crecimientos de población más altos del país. Analizando la población censada en los últimos 50 años, pudieron observar como en la década de los ochenta llega a un crecimiento del 88% y en el último censo duplica su población. De igual forma a partir de los años setenta su crecimiento en la cabecera municipal aumenta considerablemente teniendo en cuenta que en la década de los cincuenta, la población se concentraba en la zona rural en un 71,64%, con los datos del censo del año 2005 su distribución geográfica cambia totalmente a un 75,43% en el suelo urbano y disminuyendo al 24,57%en el suelo rural.

Ilustración 8. Lotes no urbanizados en el área urbana.

Fuente: (Proceso de revisión y ajustes al Plan de Ordenamiento territorial "POT", 2009)

En la visita realizada en el mes de mayo del año 2014 a la zona de estudio, hasta

donde demarcaba la cartografía actual el perímetro urbano del municipio de Chía,

se observó un crecimiento a gran escala de nuevos inmuebles que hablaba el

Departamento Administrativo de Planeación y la Alcaldía Municipal, encargadas

del concepto del uso del suelo, nomenclatura urbana, mejoras locativas,

norma(s) urbanística(s), entre otras; aún no los tenía capturados o registrados en

sus bases de datos para tal fin. Del mismo modo, no se contó en la actualidad

con una información georreferenciada y actualizada de dichos inmuebles, ya que

al momento de realizar la prueba con el geocodificador diseñado en este proyecto

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(DirNal) se encuentran direcciones que aún no han sido consignadas dentro de

una cartografía actualizada, lo que conlleva a que la herramienta WebService

proporcione resultados nulos o simplemente marque un tipo de error.

Ilustración 9. Localización de nuevas áreas de expansión urbana según Plan Parcial- Decreto 037 de

2006 “Propuesta urbanística”

Fuente: (Secretaria de Planeación Chía; 2013)

CONVENCIONES:

Límite perímetro municipal de Chía. Límite del perímetro urbano. Zona de expansión Urbana que plantea el municipio. Área de desarrollo Plan Parcial.

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En la ilustración 9 se puede apreciar demarcada con una línea en color rojo el

área superficial del municipio de Chía con una extensión de 7922 Hectáreas de

las cuales, corresponde al área urbana 608 Hectáreas donde se puede visualizar

demarcada con una línea en color blanco. El área de expansión urbana que

pretende tomar el municipio la cual corresponde a unas 15.2 Hectáreas de las

cuales, como se había mencionado anteriormente, están destinadas para realizar

diversos proyectos urbanísticos reconocidos como planes parciales (algunos

proyectos ya se encuentran terminados y otros en desarrollo) la cual, se puede

apreciar en la anterior ilustración satelital demarcada con un polígono de color

naranja.

Ilustración 10. Conformación predial año 2005.

Fuente: (Secretaria de Planeación Chía; 2013)

Finalmente, en la ilustración 10 se logra evidenciar una nueva conformación de predios (59 aproximadamente), entre viviendas, edificaciones, infraestructura vial y obras de espacio público, lo que conlleva a realizar nuevas gestiones municipales como inscripción al catastro municipal de los nuevos predios, actualizaciones catastrales, fiscales, estudios estadísticos (DANE), censos, entre

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otros; pero, para fines del presente proyecto se basó en la georreferenciación de esos nuevos predios, antiguos o antiguos que hayan sufrido alguna modificación o mutación de su construcción y es aquí cuando entra la herramienta “Directorio Nacional de Direcciones” diseñada y desarrollada principalmente por los autores del presente proyecto para el plan piloto del municipio de Chía, gestionada sobre un entorno tipo WebService con una interfaz bastante práctica y amigable para el cliente de georreferenciación sirviendo a su vez, al municipio, ya que se ejecuta sobre software libre y cartografía (información digital) proporcionada por el mismo municipio, la cual hace que los costos sean muy reducidos en la obtención de la información y actualización. En el municipio de Chía, para su área urbana existe un ordenamiento estructurado de la nomenclatura como se puede observar en el mapa 3:

Mapa 3. Estructura de cuadrantes en el municipio de Chía.

Fuente: Realización propia.


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El área de estudio para efectos de este plan piloto, se concentró en la zona urbana del Municipio de Chía, la cual está constituida por 173 barrios. En esta zona existe en su gran mayoría información que permite la geocodificación de direcciones tales como: información catastral de los predios, principales corredores viales (malla vial) que es trazada como línea central de las vías de la ciudad y que contiene información vial como de nomenclatura domiciliaria y bases de datos de terceros. Como se aprecia en el mapa 3, la superficie en color violeta, señala un ejemplo de los predios que van a ser objeto de estudio, del mismo modo, corresponde al área de los predios del área urbana donde se evidenciaron algunos inconvenientes para la geocodificación de los predios relativamente antiguos o en formación, ya que la precisión sobre las aproximaciones que se realizan para intentar geocodificar los mismos, es faltante y conlleva a realizar el proceso en situ; esto puede atribuirse a procesos de mutación, englobes o desenglobes, renovaciones estructurales (demolición parcial o total), entre otras, lo que conlleva a que el municipio gestione con una información desactualizada para lo que la herramienta propuesta DirNal, sería de gran ayuda para poder mitigar el inconveniente.

12.2 Etapa 2: Determinación de la información requerida.

En la presente etapa, se definió un proceso significativo, el cual se basó en la determinación y obtención de toda la información catastral posible (nomenclatura urbana) que sirviera como ingrediente indispensable para la ejecución del desarrollo web ya montado sobre una base de datos y este a su vez, sirviera como guía para la elaboración del modelo de geocodificación en la zona, puesto que al realizar el diagnostico, se pudo llegar a una zona de estudio la cual fue el pilar para los desarrollos posteriores. Esta zona corresponde al centro o plaza (por lo general siempre es el parque central) principal del municipio de Chía donde toda su nomenclatura catastral se reparte de una manera muy similar a la de ciudades metropolitanas como Bogotá. Su nomenclatura urbana también maneja cardinalidad de tipo Este, Sur, Diagonal, Transversal, Avenida Calle, Avenida Carrera, entre otras.

La determinación se basó en tres importantes fases: 1) La investigación del comportamiento de la nomenclatura en el municipio de Chía, 2) La investigación del modelo geoestadístico más práctico para la predicción de coordenadas y 3) El desarrollo del aplicativo en software libre.

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En la alimentación de la base de datos inicial fue necesaria la obtención de la cartografía a nivel predial la cual, se procesó y se convirtió en archivos planos para ser ingresada en las tablas de las bases de datos a utilizar.

En cuanto al componente de desarrollo, fue indispensable el uso de una herramienta de acceso rápido y fácil uso; también que tuviese las prestaciones de desempeño necesarias para cubrir las necesidades de un municipio. Es por eso, que se optó por la utilización de software con acceso libre específicamente SQLServer 2014 Management Studio como administrador o motor de la base de datos ofreciendo muy buenos resultados a muy bajo costo, pues su obtención se dio de manera gratuita, además que se redujo el tiempo de trabajo, ya que su nivel de procesamiento es alto.

Finalmente la aplicación se implementa sobre un entorno WebService para que se pueda acceder muy fácilmente desde cualquier sistema operativo y equipo de cómputo, también que la herramienta proporcione un ambiente de actualizaciones colaborativas, en la cual, el usuario indicaría cuales serían las áreas de expansión urbana o cualquier fenómeno de desarrollo urbano informando a donde se deben dirigir las escuadrillas de actualización catastral, o según sea el caso para los diferentes tipos de consultas que realicen los usuarios.

12.2.1 Modelo de la Base de Datos.

La estructura básica de datos del modelo relacional es solamente la relación

(tabla), donde la información de una determinada entidad (p. ej. "predio") se

almacena en filas, cada una con un conjunto de atributos (columnas). Las

columnas de cada tabla enumeran los distintos atributos de la entidad (el nombre

del "municipio", dirección, número de la placa, entre otros), de modo que cada

fila de la relación "predio" representa una dirección específica guardando los

datos de ese predio en específico.

Se realiza el modelo de la base de datos con sola una entidad o tabla llamada

“PREDIO”; de la misma manera, se utilizaron ocho (8) atributos que para efectos

dentro del algoritmo de geocodificación se bautizan con el mismo nombre

algunas variables indispensables para el correcto funcionamiento del desarrollo

y facilidad de reconocimiento para el desarrollador del mencionado algoritmo

geocodificador (autores del proyecto de grado).

Para la entidad o tabla “predio” se utilizaron los siguientes 8 atributos:

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CIUDAD

DIRECCION

PRINCIPAL

GENERADORA

PLACA

CX (coordenada geográfica que hace referencia a la Longitud)

CY (coordenada geográfica que hace referencia a la Latitud)

ESTADO

Ilustración 11. Diseño Base de Datos para digitalización de la información.

Como se observa en la ilustración 11, la columna “Name” muestra los 8 atributos

anteriormente mencionados asignando a CIUDAD, DIRECCION, PRINCIPAL Y

GENERADORA, una cadena de caracteres de tipo NVARCHAR que soporta

caracteres de dos bytes; en pocas palabras, representa una longitud de máxima

de 255 caracteres (si se desea pueden ser hasta 4000) para almacenamiento de

datos por si se presenta información muy robusta. Para el caso de PLACA, CX y

CY se asigna una cadena de caracteres de tipo CHAR la cual solo será para

almacenar caracteres de tipo numérico, ya sea entero o decimal. EL archivo

resultante de la mencionada tabla se llamó –TESIS- y la ubicación de la misma

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y nombre en sentencia de comando queda de la siguiente manera:

“SERGIO\SQLEXPRESS.TESIS”. No se establece ningún tipo de relación con

otra tabla, del mismo modo, se establecieron de forma práctica, nombres de

columnas y los tipos de datos dentro de la base de datos para diligenciamiento

rápido y seguro al momento de ser llamada la base de datos por el software

ejecutor de la herramienta web.

En internet, se encuentran disponibles para descarga, instalación y uso libre, algunos motores gestores de bases de datos que pueden ayudar a la creación de las mencionadas bases de datos, el uso de cada una de ellas dependerá de las necesidades del usuario. Microsoft SQL Server 2014 Management Studio en sus diversas versiones, es uno de ellos que para creación de bases de datos es muy práctico ya que no solamente funciona para la realización de geocodificadores o servicios web, sino que ofrece infinidad de alternativas para ser ejecutadas para otros fines ya sean de tipo académicos, estadísticos, empresariales, entre otros, con ayuda paso a paso y tutoriales.

Recolección de la Información.

La cartografía utilizada para la alimentación de la base de datos, es la cartografía

oficial del municipio disponible en la Secretaria de Planeación de Chía, la cual se

cotejo con los mapas de vías disponibles en Google Earth Pro y planos

disponibles en la página Web de la alcaldía de Chía.

La información se obtiene en formato .shp shape files (archivos en capas digitalizados en software reconocidos como ArcGis, QGis, GVSig, Erdas); a través de medio magnético otorgado por dicha Secretaria como se puede apreciar en la siguiente ilustración 12.

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Ilustración 12. Obtención de información cartográfica del Municipio de Chía.

Aunque en la base de datos solo se tuvo en cuenta la entidad “predios”, se cuenta

también con otras capas graficas como lo son: barrios, cabecera municipal,

veredas, localidades, entre otros; para enriquecer más la base de datos y verificar

la consistencia de la información en la misma.

Software utilizado.

En el desarrollo de la digitalización de la información cartográfica y procesamiento de la misma dentro del algoritmo que utiliza el compilador de la aplicación, fue necesaria la instalación y utilización de dos productos digitales, uno para el manejo de la base de datos como se mencionó en el capítulo anterior y otro que ejecute una interfaz gráfica con el cliente de georreferenciación, el cual permita la conexión o interacción de comandos entre ellos como son: la base de datos con toda la información ya normalizada con las líneas de código o algoritmos necesarios para la realización de los cálculos, análisis y obtención de los resultados. Para el correcto funcionamiento de la herramienta, se utiliza “Microsoft SQL Server 2014 – Management Studio” (ver Anexo 1), el cual permitió conectar la base de datos exitosamente con el segundo software que para este caso se utiliza el Microsoft Visual Web Developer 2008 Express Edition (características y funcionamiento en el Anexo 2), también de libre acceso el cual mediante una sentencia de comandos, llama la base de datos para sus respectivos cálculos y procedimientos.

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El mencionado software12 se ajusta técnicamente a las condiciones necesarias

para el desarrollo del ambiente Web (ver Anexo 2) debido a que por su

practicidad y múltiples opciones de funcionalidad con ayuda tutorial al usuario,

admite interactuar en tiempo real con el algoritmo o código fuente desarrollado;

realizando pruebas de ensayo y error (en caso de que se presentara, se pudiera

corregir de inmediato o en su defecto mitigarlo). De la misma manera, permite

realizar procedimientos matemáticos, análisis de los resultados (transformación

de las coordenadas) y exposición de los resultados obtenidos durante el proceso.

Finalmente, una de las características más representativas que originó su

elección para el desarrollo del respectivo proyecto, es que permite realizar

pruebas de compilación o ejecución para revisión de funcionamiento y prueba de

errores, lo cual permite realizar en tiempo real las respectivas correcciones en

caso de que se presenten errores de funcionamiento, a su vez permite una

conexión inmediata con la base de datos en SQL Server Management Studio

2014 ya que son compatibles estos dos programas desarrolladores; y lo mejor

de todo es que el ambiente de interacción con el cliente de georreferenciación es

sencillo y práctico, de fácil interpretación en cuanto a los resultados que este

arroja.

12.3 Etapa 3: Análisis de la Aplicación.

Para un correcto funcionamiento del aplicativo web, es importante destacar el

algoritmo de geocodificación o comúnmente llamado en el campo de la

programación “código fuente” el cual, es uno de los grandes responsables de que

el aplicativo web, proporcione un correcto funcionamiento al momento de la

predicción de las coordenadas que desee tanto el usuario, como el cliente de

georreferenciación.

El algoritmo básicamente se compone de numerosas líneas de código fuente en

lenguaje Visual Web Developer de programación, implementado en software

“FREE” (libre) Visual Web Developer 2008, donde trabajará con la totalidad de

12 Microsoft Visual Studio Express Edition es un programa de desarrollo en entorno de desarrollo integrado (IDE, por

sus siglas en inglés) para sistemas operativos Windows desarrollado y distribuido por Microsoft Corporation. Soporta varios lenguajes de programación tales como Visual C++, Visual C#, Visual J#, ASP.NET y Visual Basic .NET, aunque actualmente se han desarrollado las extensiones necesarias para muchos otros. Es de carácter gratuito y es proporcionado por la compañía Microsoft Corporation orientándose a principiantes, estudiantes y aficionados de la programación web y de aplicaciones, ofreciéndose dicha aplicación a partir de la versión 2005 de Microsoft Visual Studio. Página web: www.microsoft.com

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los predios urbanos del municipio, que a la fecha de solicitud de la información

(enero de 2014) y elaboración de la respectiva base de datos, se incorporaron

once mil ciento cuarenta (11.140) predios según información de la Secretaria de

Planeación de Chía.

De la misma manera, se asumió que a la fecha de solicitud de dicha información

los 11.140 predios corresponden al total de predios legalmente constituidos y

registrados en la zona urbana de Chía; en algunas zonas de la zona de estudio,

se encontraron aleatoriamente edificaciones o construcciones con diferentes

tipologías o que simplemente quizás no cuentan con un permiso otorgado por la

curaduría respectiva u oficina de planeación, o según sea el caso en el municipio,

de las cuales por su misma condición jurídica, no se encuentran registradas

dentro de una estadística de censo urbano, ni tampoco sirvieron para nuestra

muestra representativa en el desarrollo del presente proyecto.

Pueda que este tipo de construcciones prediales representen alguna estadística

importante para el municipio en otros fines informativos o sociales, pero se hace

la aclaración que no se tuvieron en cuenta dichos predios, ya que carecen de

una identificación predial, titulación de la propiedad o de algún tipo derecho

inmobiliario el cual afecta el desarrollo del proceso de geocodificación en cuanto

información catastral actualizada.

Se logra apreciar que dicha(s) construcción(es) sin licencias de construcción

otorgadas, poseen una dirección hipotética asignada por su mismo habitante o

poseedor, no provee suficiente certeza para poder ingresarla dentro de nuestra

base de datos ya que los cálculos y demás procesos para la predicción de

coordenadas, se basan en información real y legalmente soportada en cuanto a

propiedad inmobiliaria se refiere por la Secretaria de Planeación de Chía.

12.3.1 Diseño del geocodificador Directorio Nacional de Direcciones

“DirNal”

En primera instancia, lo que se realiza básicamente una vez seleccionado el método de interpolación (IDW), es una consulta total a la base de datos con toda la información catastral ya diligenciada, ordenada y normalizada de las direcciones catastrales13 de los predios o bienes inmuebles urbanos del

13 Dirección catastral que poseen los predios urbanos y algunos casos los rurales en sus fachadas exteriores. Por lo general se encuentran en posición centrada y superior de la puerta de ingreso al predio o esquinas del mismo. Algunas

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municipio que quizás coincidan con la misma dirección. Esto para evitar redundancia de información y posibles errores al momento de compilar la herramienta. Para el almacenamiento de la dirección se tiene una variable para almacenamiento de la información que corresponde a la vía principal; para la otra sección de la placa, una variable que se determinó como “generadora” la cual se encarga de almacenar la calle, carrera, diagonal, transversal, entre otros, según sea el caso, donde se encuentre el predio intersectado por alguna de estas, con los registros obtenidos de la consulta anterior, se organizan en dos arreglos:

‒ direcciones pares. ‒ direcciones impares.

Un vez dentro de los arreglos según corresponda, la totalidad de los registros o direcciones, se organizan de menor a mayor a su vez, se identifican los pares de datos (direcciones cercanas o vecinas al predio a consultar) donde se ubica el punto en coordenadas geográficas que se quiere geocodificar. Conocidos estos dos registros, se realiza una normalización de los mencionados datos para determinar qué peso tienen sus coordenadas asociadas a la placa que se intenta georreferenciar; con este peso y los valores de las coordenadas de los puntos seleccionados, se calculan las coordenadas del punto de interés aplicando el método - Inverso de la Distancia Ponderada - IDW . Se pueden presentar algunos casos especiales con el tipo de respuesta entregado por el aplicativo de geocodificación que serían los siguientes:

1) Si no existe ningún registro en la base de datos con la misma dirección o dato en la variable “principal” y a su vez , en la variable “generadora”, se devuelve el valor de las coordenadas en número designado que en este caso es “0” y el estado de georreferenciación corresponderá a la letra X.

2) Si existe solo un registro con la misma variable “principal” y “generadora”,

se entregaran las mismas coordenadas del registro y se muestra en la interfaz con un estado de georreferenciación N.

3) Si se ingresa la misma dirección en la variable “principal” y a su vez la variable “generadora” de un registro ya existente, se devolverán las mismas coordenadas ya determinadas del registro con un estado de georreferenciación el cual se muestra en la interfaz con la letra A.

son modificadas de posición por sus dueños, pero no se conoce reglamentación o normatividad vigente regule dicho cambio de posición.

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Cabe aclarar que como es un proyecto desarrollado desde un estado inicial de

cero (0) en cuanto a algoritmo de geocodificación y estructuración de la base de

datos, se realizó un plan piloto para un municipio que posee un área urbana

relativamente pequeña, se utilizó el parámetro de potencia predeterminado que

se menciona en la fórmula del método IDW (a nivel general) el cual es una

expresión de potencia matemática que corresponde a 2; ya que el objetivo es la

predicción de coordenadas a un nivel de precisión optimo según metodología de

calidad aplicada a los datos calculados en terreno para demostrar su

funcionamiento y efectividad del mismo en su totalidad.

En la construcción del código fuente o algoritmo de geocodificación el número de

direcciones necesarias por defecto para que pueda esta ejecutar el algoritmo son

dos (2) como mínimo. Lo anterior a que el predio podría ser georreferenciado con

simplemente dos direcciones cercanas ya sea: con predios vecinos al de consulta

(lado derecho e izquierdo del inmueble), un predio enfrente y el otro a lado ya

sea al costado norte, sur, oriente u occidente según sea el caso, entre

muchísimas opciones más. Aunque si al momento de la consulta, en la base de

datos el algoritmo asocia más de dos direcciones a interpolar, por ejemplo; más

de cinco, el algoritmo de geocodificación tiene la opción de tomar esas cinco

direcciones y realizar el respectivo cálculo de predicción de la dirección

ingresada. En caso de que una dirección posea más de cinco direcciones

asociadas, se extraen todos los predios que coincidan con la vía principal y

generadora e inicia el proceso de seleccionar los predios con dirección par e

impar desde la mínima dirección hasta la máxima más cercana a la que se está

calculando.

12.3.2 Composición del aplicativo Web.

El desarrollo de la herramienta DirNal cuenta con una estructura de directorios

tipo document root, el cual hace referencia a la ubicación física donde están

almacenados todos los archivos y componentes de la aplicación web, a su vez,

es donde se guardan las páginas JSP14, las clases y archivos del lado del cliente

de georreferenciación y recursos estáticos.

14 JSP “es un acrónimo de Java Server Pages, que en castellano vendría a decir algo como: Páginas de Servidor Java. es, pues, una tecnología orientada a crear páginas web con programación en Java. Página web: http://www.oracle.com/technetwork/java/index.html

http://www.oracle.com/technetwork/java/index.html

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El documento raíz (document root) contiene un subdirectorio llamado WEB-INF

el cual a su vez, contiene los siguientes archivos:

‒ web.xml: Corresponde al descriptor de despliegue de la aplicación

web.

‒ Librería de etiquetas: Archivo descriptor de librerías de etiqueta

para llamar algunas funciones como cálculo de fórmulas, conteo de

iteraciones, bucles o ciclo de iteraciones, entre otros.

‒ Classes: Es un el directorio el cual contiene clases del lado del

servidor Servlets, clases utilitarias y componentes JavaBeans.

‒ Lib: Directorio que contiene una librería de archivos jar (librerías de

etiqueta y librerías de utilidad llamadas del lado del servidor)

12.3.3 Requisitos mínimos para un óptimo desempeño del aplicativo

WebService.

El cliente de georreferenciación u operador que interactuará con la herramienta

DirNal, deberá contar con algunos requisitos de software y hardware de muy

práctica utilización y económica adquisición, ya que la idea es contar con una

herramienta que se pueda ejecutar en cualquier tipo de sistema operativo de

Windows (posterior a X P Service Pack 3 para eficiencia en el cálculo de procesos

de los datos) sin tener que disponer de grandes sumas de dinero para la

adquisición o pagos temporales de licencias informáticas que después deje la

herramienta inservible temporalmente.

Para que la herramienta pueda funcionar óptimamente y pueda compilar sin

ningún problema de fatiga o bloqueo de sistema computacional para la obtención

y procesamiento de datos precisos en la determinación de coordenadas, el

cliente de georreferenciación debe tener en cuenta como mínimo los siguientes

requisitos:

Sistema Operativo: Windows XP (Service Pack 3), Vista, 7 (versión no

influye) o Windows 8 en su versión básica o 8.1Update y Windows 10.

Servidor IIS7.

SQL Server 2014 Management Studio (preferiblemente o posterior).

Microsoft Visual Web Developer 2008 Express Edition.

Google Chrome, Mozilla, Explorer, entre otros.

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12.3.4 Cliente de Georreferenciación para la utilización de la herramienta

DirNal.

El desarrollo de un cliente de georreferenciación permite al usuario digitar la

dirección a consultar y solicitar el servicio de geocodificación, recibiendo como

respuesta datos coordenados (X y Y) en formato geográficos decimales e

identifica la localización de la dirección indexada.

Ilustración 13. Creación de cliente servidor en la interfaz.

Como se puede observar en la ilustración 13, el WebService posee cuatro (4) casillas o campos de texto donde el cliente de georreferenciación digita de manera manual la información catastral (direcciones prediales) que posea.

En el campo de texto llamado strCiudad: el usuario ingresará el país, departamento, municipio o ciudad donde desee realizar la consulta (para este caso se digita CHIA, ya que por el momento el WebService, está diseñado para ser implementado en este municipio); de la misma manera, en el campo de texto strPpal: solicita ingresar la Calle, Cl, Carrera, Kr, Transversal, Diagonal, Avenida, según sea el caso; teniendo en cuenta la normalización de los datos mencionados en el numeral 12.4.4, la cual corresponderá al dato principal alfanumérico donde predomine el frente del predio o inmueble según su ubicación en placa catastral que lo identifique.

Para el campo de texto llamado strGen: el cliente de georreferenciación deberá ingresar la Calle, Cl, Carrera, kr, Transversal, Diagonal, Avenida, según sea el caso el cual corresponde al segundo dato alfanumérico complemento de la dirección del predio según corresponda en su placa catastral; por ejemplo: la

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dirección ya georreferenciada con la herramienta DirNal: Calle 5 # 10 – 45 se ingresaría como lo muestra la tabla 3:

Tabla 3. Ejemplo en la estandarización de una dirección en el municipio de Chía ingresado en el

WebService.

Parámetros del Web Service

Datos del predio en terreno

strCiudad: CHIA strPpal: CL 5 strGen: KR 10

strPlaca: 45

Fuente: Elaboración propia.

La tabla 3 muestra de una manera más específica, el cómo se deberán introducir los datos en los campos de texto solicitados en el WebService o herramienta de geocodificación; nótese qué los datos ya deben estar normalizados o en su defecto estandarizados debido a que el ejemplo muestra una dirección aleatoria común y corriente del municipio de Chía, pero no muestra después del símbolo # el alias o el parámetro estandarizado de la Calle, Cll, Carrera, kr, Transversal, Diagonal o Avenida complementaria. Solamente muestra el número que para el ejemplo corresponde a 10, es decir, “con carrera 10”. De la misma manera y como parte final del proceso en ingreso de los datos, el cliente de georreferenciación debe indexar el número de identificación final de la placa, que para este caso es 45. Hay que tener en cuenta que en la mayoría de ciudades o municipios de

Colombia, este número identificador único del predio puede ser PAR o IMPAR

según corresponda la ubicación del predio. Para el ejemplo en mención, el predio

está ubicado al costado sur de la calle 5, lo que quiere decir, que el número

identificador debe coincidir con numeración impar, por lo que en terreno se

comprueba la información y es afirmativa, el número es 45.

12.3.5 Análisis del algoritmo de geocodificación o código fuente empleado.

Normalmente los códigos fuentes de cualquier tipo de aplicación informática ya

sea de tipo Web, HTML, Visual Basic, programas que muestren alguna interfaz

de interactividad con el usuario o cuales quieran que sea su objetivo, inician con

el llamado de algunas bibliotecas que también son llamadas “librerías” las cuales

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simplemente contienen el código objeto de muchos programas que permiten

hacer cosas comunes, como leer el teclado, escribir en la pantalla, manejar

números, realizar funciones matemáticas, entre otras.

En nuestro algoritmo de geocodificación se utilizaron algunas como:

using System;

using System.Data;

using System.Configuration;

using System.Web;

Como se trata de un algoritmo geocodificador, se necesitaron a su vez, de

algunas variables para almacenar los datos ingresados por el usuario o cliente

de geocodificación, estas entraran a formar parte importante dentro del proceso

de geocodificación, ya que almacenan información temporal para hacer los

respectivos cálculos matemáticos en cuanto a la predicción de coordenadas.

Las variables se definieron de clase “tipo pública” ya que todo el algoritmo de

geocodificación dependen de ellas y estas a su vez, estarán en constante

dinámica con valores acordes al número de consultas que realice el usuario; un

ejemplo de ellas:

public class Punto { public string Ciudad { get; set; } public string ViaPrincipal { get; set; } public string ViaGeneradora { get; set; } public int Placa { get; set; } En las anteriores líneas de código, se puede apreciar de forma muy resumida algunas de las variables que se necesitaron para el almacenamiento de la información ingresada por el cliente de georreferenciación al momento de interactuar con la interfaz gráfica en la herramienta “DirNal”. Algunas de tipo entero y otras de tipo alfanuméricas, esto debido a que en la mayoría de direcciones casi globalmente se manejan letras y números para la identificación de las mismas. Una de las sentencias de código más importantes dentro del desarrollo algorítmico, es el “llamado y la generación de la conexión de la base de datos” cuyos parámetros están el Web.config de la siguiente manera:

ConfigurationManager.ConnectionStrings["TESIS"].ConnectionString

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Como se mencionó en anteriores capítulos, el nombre de la base de datos que sirvió para el diligenciamiento de la información del municipio corresponde al nombre “TESIS" donde la anterior línea de código muestra cómo sería la sentencia ConnectionString donde la llama desde cualquier ubicación seleccionada por el usuario. Se realiza la consulta para traer los valores de la base de datos que coincida con la misma variable principal y generadora: Try {strSql = "SELECT PLACA,CX,CY,ESTADO,PRINCIPAL,GENERADORA FROM [TESIS].[dbo].[PREDIO] WHERE UPPER(CIUDAD) = '" + Ciudad.ToUpper() + "' AND UPPER(PRINCIPAL) = '" + Principal.ToUpper() + "' AND (UPPER(GENERADORA) = '" + Generadora.ToUpper() Como se puede observar en la anterior línea de código, se utiliza un comando de proceso Try el cual ejecuta un bucle o ciclo de iteraciones para buscar la dirección ingresada y revisar si se encuentra quizás ya diligenciada dentro de la base de datos, o si se debe realizar la respectiva predicción de geocodificación. Una vez ordenados y revisados los datos con el comando anterior, se cierra la conexión con la base de datos para que el programa Ejecutor de la herramienta inicie con el respectivo proceso predictor.

myReader.Close(); myOleDbConnection.Close();

Sí solo existe un solo registro con la misma variable principal y generadora, se devuelven las mismas coordenadas del registro encontrado con la siguiente condición:

if (i > 0) Enseguida el algoritmo entra a dividir los registros resultantes en numeración tipo par e impar para su análisis, esto como bien ya se sabe, en todas las estructuras de nomenclatura por lo menos a nivel urbano, se utiliza el último número identificador que puede ser par o impar según orientación cardinal y esquema planteado por el municipio, cuidad o según sea el caso. iPar = 0; iImp = 0; for (int j = 0; j < i; j++) {int intPlaca = Convert.ToInt32(arrPlaca[j, 0]);if (intPlaca == Convert.ToInt32(Placa))

Con la función for, se realizan los bucles o secuencias que va incrementando el valor de la variable relacionada y así determinar si el número que ingresa el

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cliente de georreferenciación es par o impar para que el algoritmo los pueda identificar y así procesar. Pasaría luego a ordenan las placas encontradas de menor a mayor y se identifica el mínimo y el máximo más cercano a la placa que necesitamos con la siguiente función:

sortArrayBidi(ref arrResultPar); Una de las líneas de código más complejas dentro del algoritmo de geocodificación, fue el cómo estructurar en lenguaje de programación Visual Web Developer y .net la fórmula matemática del método de predicción de coordenadas IDW, donde se pudo establecer de la siguiente manera: double coorX = (double.Parse(originArray[i - 1, 1]) * (1 - valIzq)) + (double.Parse(originArray[i + 1, 1]) * (1 - valDer)); double coorY = (double.Parse(originArray[i - 1, 2]) * (1 - valIzq)) + (double.Parse(originArray[i + 1, 2]) * (1 - valDer));

Como en todo proceso donde se realicen cálculos matemáticos, resultan de estos nuevos datos o valores procesados, por lo que se requiere de una función la cual permita publicar los valores resultantes, más los valores de entrada de la dirección. Dicha función que obedecería con la anterior tarea se pudo implementar de la siguiente manera: public void guardarDireccion(String strCiudad, String strPpal, String strGen, String strPlaca, String strCx, String strCy, String strEstado)

La base de datos se llama constantemente mediante una sentencia de conexión cuyos parámetros están en el web.config, tal como se mostró al inicio de la descripción del presente algoritmo de geocodificación. Esto para determinar si las coordenadas que se calcularon ya existen o no dentro de la base de datos ya estructurada desde el inicio de todos los procesos de geocodificación. Del mismo modo, se realiza el proceso para en caso de no existir la información entregada por el WebService “DirNal”, se insertará en la base de datos con un estado de georreferenciación nuevo sentenciado dentro del algoritmo de geocodificación de la siguiente manera: myOleDbCommand.CommandText = "INSERT INTO [TESIS].[dbo].[PREDIO] VALUES('" + strCiudad.ToUpper() + "','" + strPpal.ToUpper() + ' ' + strGen.ToUpper() + ' ' + strPlaca + "','" + strPpal.ToUpper() + "','" + strGen.ToUpper() + "','" + strPlaca + "'," + strCx.Replace+ "," + strCy.Replace

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Finalmente el proceso de geocodificación, termina con la desconexión a la base de datos una vez ya actualizada; mostrando simultáneamente al cliente de georreferenciación mediante una interfaz (parecida a una página web) el cálculo realizado, publicando la dirección ingresada de consulta, coordenadas calculadas, estado de la geocodificación y si se realizó la predicción de coordenadas de forma exitosa o no.

myOleDbConnection.Close()

12.4 Etapa 4: Implementación de la prueba piloto.

En la presente etapa de implementación del Geocodificador diseñado para la

predicción de coordenadas, ya sea utilizando direcciones de predios nuevos y/o

predios antiguos que tengan o hayan sufrido alguna modificación que afecten su

dirección o código catastral como mutaciones, englobes, desenglobes, entre

otros, se tuvieron en cuenta una serie de procedimientos que fueron de vital

importancia para poner en funcionamiento el Geocodificador DirNal.

Los procedimientos se mencionan a continuación:

12.4.1 Selección de las muestras en la zona piloto.

La zona de estudio se selecciona teniendo en cuenta los límites correspondientes al área urbana del municipio hasta donde se demarcaba los límites del perímetro urbano en la cartografía proporcionada por el municipio.

Dentro de la zona se seleccionan en situ veinte (20) puntos (predios) muestrales como lo establece el test NSSDA, el cual se puede observar su procedimiento de aplicación en el capítulo 13.1 Test de NSSDA; donde dicho test, permite realizar el análisis de la exactitud posicional al finalizar el proceso de geocodificación. Las mencionadas muestras se ilustran en el mapa 4 a continuación:

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Mapa 4. Localización puntos muestrales seleccionados aleatoriamente dentro de la zona de estudio.


Como se puede observar en el mapa 4, los predios se seleccionaron de forma

aleatoria teniendo en cuenta que tuvieran una distribución lejana de un predio

con respecto al otro, abarcando en lo más posible el área urbana del municipio.

Dicha distribución también permite evidenciar que la herramienta funcione en su gran mayoría para la zona de estudio, a su vez, poder observar el comportamiento en la predicción de coordenadas entre predio y predio comparando con mapas digitales de acceso gratuito como Google Maps y cartografía común.

Los predios seleccionados se presentan en la tabla 4:

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Tabla 4. Puntos o predios seleccionados para la muestra.

Punto Dirección principal del

predio

1 Calle 5 # 10 - 41

2 Carrera 13 # 6 -15

3 Carrera 1A # 19 -100

4 Transversal 12 # 5 -72

5 DG 13 # 2A -31

6 KR 10 A CL 3 17

7 KR 14 C CL 5 C 38

8 CL 5 KR 6 85

9 CL 7 KR 1 A 95

10 CL 16 KR 3 30

11 CL 11 KR 9 06

12 CL 5 A KR 10 A 32

13 CL 9 A KR 14 G 28

14 CL 9 KR 3 60

15 KR 1 B CL 5 27

16 KR 1 CL 17 50

17 KR 1 CL 33 77

18 KR 14 A CL 10 23

19 KR 5 CL 1 72

20 KR 9 CL 9 72

71


CHÍA”.

12.4.2 Geocodificación con DirNal.

En el proceso de geocodificación, se utiliza la herramienta desarrollada la cual

permitió geocodificar la mayoría de direcciones con buena calidad en cuanto a

ubicación, en completitud y en exactitud pocisional. La herramienta DirNal posee

el nombre de “Directorio Nacional de Direcciones” para el plan piloto del

municipio de Chía.

La solución comprende los siguientes servicios:

1. Sistema Georreferenciador del municipio de Chía a nivel urbano predial.

2. Actualización permanente de las direcciones aproximadas por el algoritmo ya que estas quedan almacenadas, actualizadas y marcadas en la base de datos.

3. Un WebService en el cual se puede georreferenciar de primera

mano direcciones para el plan piloto en el municipio de Chía, de la misma manera, permite la opción de repotenciación en cuanto a software donde se encuentra diseñado del mismo modo modificaciones al algoritmo (Código fuente), para futuras incorporaciones de municipios y ciudades a nivel nacional.

12.4.3 Mantenimiento de tablas.

Una de las características de la herramienta, es que permite al usuario realizar el mantenimiento de la base de conocimiento por el mismo. Este proceso se realiza mediante un comando llamado “insert” directo a la base de datos y diligenciando las nuevas direcciones. Una vez realizada dicha inserción, los datos ya quedan habilitados para ser procesados por el WebService DirNal. A su vez, permite realizar la parametrización de la información relacionada con la estandarización de direcciones; por ejemplo, las que se utilizan para normalizar información catastral en la cuidad de Bogotá D.C., las cuales, sirvieron como guía para parametrizar las direcciones del municipio de Chía y se muestran en la tabla 5 a continuación:

72


CHÍA”.

Tabla 5. Equivalencias para alimentación de las bases de datos.

Ejemplo:

CIUDAD FORMATO SALIDA NOMBRE REAL

BOGOTA AC 13 AVENIDA COLON

BOGOTA AC 127 AVENIDA RODRIGO LARA BONILLA

BOGOTA AC 170 AVENIDA SAN JUAN BOSCO

BOGOTA AC 3 AVENIDA MONTES

BOGOTA AC 100 AVENIDA CALLE 100

BOGOTA AC 116 AVENIDA PEPE SIERRA

BOGOTA AC 12 AVENIDA ALSACIA

BOGOTA AC 127 AVENIDA CALLEJAS

En la Georreferenciación de direcciones recibidas con formato de nombres

específicos como: “Avenida Circunvalación”, “Calle del Comercio”, entre otras, el

cliente de georreferenciación debe tener en cuenta al momento del ingreso en la

interfaz la parametrización que utiliza su ciudad o municipio, ya que el sistema

trabaja con las direcciones de avenidas principales de forma alfa numérica, no

con su “nombre particular” designado ya sea por algún decreto, resolución o ley

que determine realizarle algún tipo de homenaje a un prócer de la patria o

personaje importante del país y se bautice el corredor vial con su respectivo

nombre; es por eso que se debe alimentar la base de datos en un formato

previamente normalizado como lo muestra el siguiente capítulo 12.4.4 en el

ejemplo de la tabla 6 en la casilla “TIPO DE VIA”.

12.4.4 Parametrización de los tipos de vía.

En este apartado se da a conocer al cliente de georreferenciación la utilización

de los diferentes factores que se tuvieron en cuenta para poder parametrizar y

estandarizar cualquier formato de vía principal y generadora para el municipio de

Chía, a su vez como poner en conocimiento su “alias” de conversión en caso de

ingreso con errores.

73


CHÍA”.

Tabla 6. Tipos de alias para la utilización en la interfaz de la herramienta en caso de error.

Ejemplo:

EQUIVALENCIA TIPO VIA

LL CL

!CL CL

"ALLE CL

"CARRERA KR

"CRA KR

#CALLE CL

'CRA KR

(CL. CL

(CLL) CL

(CRA KR

(CRA) KR

(DIAG) DG

(NUEVA)CRA KR

(ZAPATA)CALLE CL

+CALLE CL

,AVDA AV

En la tabla 6, se mencionan algunos de los alias más utilizados en algunos

procesos de geocodificación a nivel nacional. Se pueden incluir tantos como sean

necesarios si el usuario de geocodificación lo requiere y especificando su

equivalencia de uso.

12.5 Etapa 5: Validación.

Una vez el cliente de georreferenciación conoce las características y funcionalidades de DirNal, descritos a lo largo del capítulo 12, el sistema realiza la captura de la ciudad y la dirección en formato natural y estos datos son enviados a DirNal el cual ya se debe encontrar compilando en el sitio web. DirNal se conecta inmediatamente al servicio de georreferenciación el cual se encarga de normalizar y obtener los datos geográficos en coordenadas geográficas.

74


CHÍA”.

El WebService DirNal devuelve la siguiente información:

Información del municipio Chía que viene al caso, pero al incorporar más municipios es necesario que se identifique esta información en el XML de salida.

Muestra de una manera sencilla, si la dirección existe o no y si ha sido calculada por el Georreferenciador (DirNal) por medio de un estado;

Coordenadas calculadas teniendo en cuenta el proceso de la interpolación mediante distancia inversa ponderada.

Es importante recordar los estados de georreferenciación que proporciona la herramienta cuando se quiere geocodificar una dirección, y estos se describen a continuación:

‒ Las direcciones no georreferenciadas se reportan en la respuesta del WebService con el estado “X” el cual corresponde a una respuesta nula o no encontrada(s) y las coordenadas X y Y = ‘0’.

‒ Para las direcciones que se aproximen por medio del algoritmo se reportan

con el estado “N” y las coordenadas X y Y calculadas se muestran en formato geográficas decimales.

‒ Para las direcciones que existan en la base de datos, se devuelve un estado “A” y las coordenadas X y Y extraídas de la cartografía directamente, en estos casos el algoritmo no realiza ningún tipo de procesamiento, sino una consulta directa a la base de datos.

En el ejemplo trabajado en el numeral 12.3.4 Cliente de Georreferenciación para la utilización de la herramienta DirNal, se valida una dirección aleatoriamente del municipio en su zona urbana de la cual, el WebService entrega la siguiente respuesta (ver ilustración 14) para la dirección mencionada (Calle 5 # 10 – 45).

Ilustración 14. Respuesta entregada por el WebService DirNal con dirección real del municipio de Chía.

75


CHÍA”.

En la ilustración 14, se puede apreciar en primera instancia un texto en la parte superior en idioma ingles que dice lo siguiente: This XML file does not appear to have any style information associated with it. The document tree is shown below; que traducido al español menciona: Este archivo XML no parece tener ninguna información de estilo asociada con él. La estructura del documento se muestra a continuación.

El anterior texto arrojado por el WebService no es un error, es un mensaje que simplemente menciona que no hay ningún archivo de estilo asociado al lenguaje utilizado, lo cual no afecta en lo más mínimo el funcionamiento de la herramienta DirNal como tal. Sale por defecto al momento de utilizar servidores web en el internet.

Enseguida se puede observar el XML con respuesta:

<Direccion>CHIA; CL5;KR10;45 -74,06220939;4,85496276;A</Direccion>


Dónde:

Se puede observar la ciudad origen de la dirección ingresada.

Exhibe la dirección categorizada e ingresada en los campos de texto al ingreso de la solicitud: CL 5; Kr 10 y número de identificación 45.

Al final arroja coordenadas geográficas en formato decimal las cuales se procedieron a transformar para realizarles un proceso de calidad y confirmar que se encuentran dentro de un rango permisible de error y puedan estas ser precisas y de calidad.

Aparece el estado “A” el cual traduce “Afirmativa” la predicción de coordenadas ha sido exitosa y está sujeta a prueba de calidad.

En línea con lo anterior, se puede apreciar que dentro de la misma línea de

código, la coordenada X para este caso, arrojó un valor de -74,06220939;

negativo, esto porque el algoritmo está diseñado para calcular la dirección del

predio en coordenadas geográficas15 y como el predio a consultar así como el

15 Según (Tarifa, 2013) Conociendo las coordenadas geográficas, es posible ubicar cualquier punto en la superficie terrestre. Basta con tomar el Ecuador, y a partir del Meridiano de Greenwich tomar un arco igual a la longitud; en caso de

Ciudad origen de la

consulta

Estado de la

geocodificación

Dirección ingresada

para consulta

Coordenadas geográficas

X y Y en formato decimal

76


CHÍA”.

municipio de Chía, se ubican al Occidente del Meridiano de Greenwich recibe la

denominación Oeste (W). La coordenada Y arrojó un valor de 4,85496276 que a

su vez, entrará a proceso de calidad.

13. ANÁLISIS, EXACTITUD POSICIONAL PUNTOS MUESTRALES EN LA

ZONA DE ESTUDIO.

La exactitud puede estar referida algún estándar metodológico o normativo ya

sea de tipo nacional o internacional, por ello no existe una única definición, sino

que por el contrario, existirán tantas definiciones utilitaristas como se quiera

hacer en cada uno de los aspectos de interés para cada aplicación.

Existen dos parámetros asociados a la exactitud posicional y que ayudan a

medirla, estos son: El desplazamiento y la precisión.

El desplazamiento según (Ariza López, Calidad en la producción Cartográfica,

2002) es una discrepancia sistemática media entre las posiciones representadas

en la base de datos geográfica y las verdaderas. La precisión se refiere a la

dispersión en los errores por lo que describe el grado de conformidad intrínseco

de unos datos.

Para el componente posición, existen varios test los cuales permiten tener un

control de la exactitud posicional.

(Ariza López, 2002) También menciona en su libro que el control de la calidad

posicional es una labor indispensable en la producción cartográfica por los

perjuicios que se pueden derivar de un mapa de mala calidad. Es por ello que

todas las instituciones generadoras de cartografía deben disponer de métodos

adecuados para estos fines.

A continuación se mencionan algunos test usualmente utilizados para realizar

calidad cartográfica a nivel internacional: NMAS, EMAS, ASPRS, NSSDA,

Formula de Koppe y test de las USGS para categorías de modelos digitales de

elevación BDG. Cada uno de ellos aporta ideas que pueden ser de importante

tener el Polo norte en la parte superior, hacia la izquierda (longitud oeste), se considera negativa; y hacia la derecha (longitud este), se considera positiva; en caso de tratarse del Polo Sur serán opuestos.

77


CHÍA”.

utilidad ya sea para usuarios comunes, empresas del sector cartográfico, entre

otras.

13.1 Test NSSDA.

El NSSDA (National Standar for Spatial Data Accuracy) según (FGDC, 1998) es

un estándar norteamericano usado por las agencias federales de los Estados

Unidos que producen datos cartográficos analógicos o digitales. Emplea fuentes

de mayor exactitud para la comparación de posiciones, pudiendo analizar las

componentes horizontal y vertical o ambas.

Consideraciones mínimas para aplicar test NSSDA

1. Aplicaciones corrientes:

Las agencias que realicen labores de producción de datos cartográficos

analógicos y/o digitales han de cumplir con los estándares del Comité

Federal de Datos Geográficos –FDGC- de acuerdo con el NSSDA.

2. Métodos de comparación:

Emplea fuentes de mayor exactitud.

3. Componente posicional:

Analiza tanto el componente X y Y de forma conjunta como la componente

vertical Z.

4. Clases de elementos:

Puntos.

5. Correspondencia con un estándar de exactitud predefinida:

Basado en el RMSE de la muestra. El propio usuario, o agencia que

solicita la cartografía, es quien decide los umbrales de aceptación.

6. Descripción:

Con la obtención del RMSE para X y Y por un lado y para Z por el otro,

calcula el error real de la muestra analizada en función de un determinado

nivel de confianza impuesto por el usuario (generalmente el 95%), este

78


CHÍA”.

test nos muestra un índice de calidad de la cartografía en unidades reales

sobre el terreno.

7. Procedimiento:

a. Seleccionar la muestra de, al menos, 20 puntos perfectamente

definidos sobre la cartografía y sobre la fuente de mayor exactitud.

b. Detectar los errores previos de inconsistencias, signos, entre otros.

c. Calcular el RMSEx para las componentes X y Y.

d. Calcular el RMSEr para la componente posicional XY según:

Ecuación 4. Ecuación para calcular el RNSE posicional.

𝑅𝑀𝑆𝐸𝑟 = √𝑅𝑀𝑆𝐸𝑋2 + 𝑅𝑀𝑆𝐸𝑌

2

e. Calcular el coeficiente de exactitud posicional a un 95% de

confianza dependiendo de dos opciones:

i. Caso que el RMSEx = RMSEy ;

Exactitudr = 1,7308 * RMSEr.

ii. Caso que el RMSEx ≠ RMSEy ; Exactitudr = 1,22385 * RMSEr

f. Calcular el RMSEz para el componente Z

g. Calcular el coeficiente de exactitud posicional a un 95% de

confianza para e componente Z.

ExactitudZ = 1,96 * RMSEz.

-Es importante aclarar que el test no rechaza o acepta la cartografía;

simplemente declara su exactitud y queda a cargo del usuario decidir el uso que

le dará a la misma-.

Del mismo modo, se declara si los errores tienen una distribución normal o si hay

correlación entre las X y las Y, pero en cualquier caso, es posible aplicar el test.

Contemplando las indicaciones del NSSDA, se eligieron zonas probables para

realizar las mediciones. Para la aplicación del test se utilizaron puntos en la

totalidad de la geografía urbana del municipio de Chía para poder de alguna

forma, medir la exactitud de la herramienta en todo el municipio.

79


CHÍA”.

14. RESULTADOS

Como resultado de este proyecto de elaboración e implementación, se destaca el desarrollo de dos (2) productos; la construcción del aplicativo WebService llamado “DirNal” para la geocodificación de la información predial del municipio de Chía empleando las direcciones urbanas; y un resumido manual de usuario adicionado como Anexo al presente proyecto, ya que posee un paso a paso del cómo instalar, configurar y ejecutar los diversos recursos en cuanto al software libre empleado y del cómo se utilizó la herramienta web en la interpretación de los resultados.

14.1 Base de datos.

La base de datos utilizada para este estudio, proviene de una sola fuente de

información, que como bien se ha mencionado a largo del presente proyecto,

está alimentada de acuerdo a la información proporcionada por la Secretaria de

planeación de Chía del año 2013, con esto a su vez se evidencia que la fuente

de información no es relevante ya que el proceso de geocodificación debe

garantizar la heterogeneidad de las estructuras de las fuentes de información y

dar un resultado que cumpla con las expectativas en la ubicación de direcciones.

En total se realizó el proceso de geocodificación con once mil ciento cuarenta

direcciones ingresadas en una (1) sola tabla de relación de base de datos,

teniendo en cuenta características y estándares de interoperabilidad de OGC-

WPS las cuales especificaron el medio para que un cliente de geocodificación

pueda solicitar la ejecución de un cálculo espacial desde el servicio web.

La base de datos que se logra obtener como resultado de este proyecto de grado

basado en desarrollo web, posee las siguientes características:

‒ Los datos se estructuraron de una manera práctica y rápida, ya que al

utilizar una sola tabla para ingreso de los mismos, se obtuvieran datos

georreferenciados en tiempo real, lo cual permitió realizar de una forma

simple los análisis espaciales requeridos como se pudo observar en el

modelo lógico de la solución.

80


CHÍA”.

‒ Al estar la base de datos administrada por un motor de compilación (software que opera y conecta la base de datos con cadena(s) de conexión) que para el caso es SQL Server, la información contenida en ella es fácilmente exportable para compartir, ejecutar, comprobar, entre otras funciones, con cualquier otro sistema de compilación; teniendo en cuenta que el motor de base de datos, se adquirió de manera gratuita por lo cual facilitó la conexión y correcto funcionamiento del Servidor Web.

Por otra parte, el manejo de la información catastral del municipio de Chía se logra incorporar dentro de una base de datos completa y actualizada con todos los diferentes componentes y tipos de direcciones del municipio de Chía para su área urbana, de la misma manera, se logra por medio del WebService DirNal conectar la base de datos en tiempo real para generar consultas y registros de las áreas urbanizadas y actualizar predios nuevos, mutaciones a los predios, entre otras, a su vez, se logra incorporar los componentes de las diferentes direcciones del municipio de Chía como: calle principal, vía generadora y placas de nomenclaturas prediales a la base de datos para disponer de ellas en el futuro.

DirNal, proporcionó una actualización de la información eficaz, ya que la base de datos de la herramienta siempre estará abierta al usuario que administra la herramienta y de la misma manera, los datos que son procesados se almacenan en la base de datos con un estado de georreferenciación diferente para su posterior verificación y actualización, de muy fácil y práctico manejo debido a que como se ha mencionado, opera solamente una tabla con información de caracteres lo cual la hace de muy fácil acceso sin ningún tipo de relación (entidad-relación) que conlleve a revisar procesos de herencia, llaves primarias o sentencias de llamado de datos.

Cabe resaltar que a nivel nacional según (IGAC & de Datos Espaciales, 2009) la Infraestructura Colombiana de Datos Especiales (ICDE), en la actualidad no existe un marco normativo específico que advierta la necesidad de implementar políticas o programas para el uso de la IG (Información Geográfica) en las diferentes entidades del Estado.

14.2 Aplicativo WebService.

En la construcción del aplicativo Web se logró obtener un WebService que cumple con todas las fases y componentes establecidos desde un principio en el diseño como son: la consulta de registros, inserción de registros no georreferenciados para su posterior revisión en terreno.

81


CHÍA”.

Ilustración 15. Funcionamiento exitoso del WebService

Una pequeña desventaja de la herramienta DirNal es que aún no cuenta con la posibilidad de procesar direcciones en batch renaming16, debido a que se planeó desde un principio realizar un modelo que se concentrara más en dar mayor importancia en la asignación de un peso a la mayor precisión de los resultados, que al procesamiento de datos en lotes. Como el código fuente o algoritmo de geocodificación de la presente herramienta se encuentra en un lenguaje sencillo y de libre acceso, cabe la posibilidad de una mejora para que sea posible la generación de una nueva interfaz con las anteriores características.

Los tiempos de respuesta al utilizar el geocodificador DirNal, trabajó a una velocidad muy similar a la de cualquier geocodificador disponible en el mercado utilizado para la comparación de resultados obtenidos en terreno y pruebas de calidad, ya que por lo general están medidos en unidades de milisegundos; por ejemplo, el geocodificador utilizado de Servinformación para la comparación de la precisión de las muestras tomadas, cuenta con un sistema de respuesta igual al de la herramienta desarrollada.

En cuanto al modelo seleccionado para el proceso matemático y cálculo de las coordenadas aproximadas, se comportó de manera efectiva ya que su práctica utilización e inserción dentro del software compilador para tal fin, realizo el proceso de manera exitosa, arrojando muy buenos resultados de aproximación a los datos tomados en terreno. El código fuente o algoritmo diseñado por los autores de este proyecto, necesario para la ejecución de la herramienta se desarrolló en lenguaje Visual Web Developer y .net, lo que permite ser editado y

16 Según (Wikipedia, 2015) Bathc Reaming; es el proceso de renombrar múltiples archivos y carpetas de computador de una manera automática.

82


CHÍA”.

exportado en su gran mayoría a programas que trabajen bajo lenguaje C, C++, librerías, entre otras.

Gracias a que Microsoft SQL Server Management Studio se puede instalar y utilizar de manera gratuita en cualquier computador, ya sea personal o de escritorio que soporte sus requerimientos para su instalación en los diversos sistemas operativos; se logró implementar el modelo matemático para dicha predicción espacial de los puntos muestrales, entregando muy buenos resultados al momento de su compilación.

El modelo fue de práctica utilización con lenguaje Visual Basic Web Developer en el cual, sus librerías, líneas de comandos, entre otras opciones, fueron compatibles para los diferentes desarrollos matemáticos que se requirieron para el correcto funcionamiento del proyecto, obteniendo como producto, un código en lenguaje Visual Web y .net bastante robusto y completo con opción de ser actualizado a otro tipo de software similar o mejoras en cuanto a su funcionamiento.

En la ilustración 16, se describe muy resumidamente con un diagrama de flujo,

los procesos que ejecuta el geocodificador predial Web “DirNal”.

83


CHÍA”.

Ilustración 16. Proceso de compilación con DirNal.


84


CHÍA”.

Como se puede observar en la anterior ilustración 16, todo el proceso inicia

desde la obtención de la respectiva base de datos digitalizada una vez por los

usuarios (autores) del servicio de Geocodificación, donde se ilustra con funciones

lógicas que registran si existe más de un registro y en caso de haberlo, inicia el

proceso de geocodificación estipulado en el código fuente del presente

desarrollo; en caso contrario la herramienta desde un inicio visualiza el resultado

de no poder continuar, lo que conllevaría a que el cliente de georreferenciación

intentara nuevamente diligenciar la información en la interfaz desarrollada en

caso de diligenciamiento erróneo, o en definitiva, que no exista la dirección dentro

de la base de datos.

El desarrollo a su vez, es capaz de analizar y desglosar las direcciones pares e impares para tener en cuenta si el predio se encuentra en lado Norte o Sur, Este u Oeste, ya que la información proporcionada por la Secretaria de planeación de Chía se entregó con esta característica y por supuesto, se desarrolla para más precisión en la entrega de resultados y análisis en el procesamiento matemático.

Finalmente cabe resaltar que el geocodificador desarrollado, funcionó de una manera correcta debido a que no genero errores al momento de su compilación final en el software destinado para para tal fin, debido a que el algoritmo es práctico y sencillo de implementar, utilización de variables prácticas y básicas descritas durante el desarrollo del presente proyecto como “Ciudad, Vía Principal, Vía Generadora y Placa” para la ejecución y predicción de información de calidad.

14.3 Pruebas de completitud (match rate).

Antes de iniciar la descripción del resultado en dicha prueba, queremos recordar al usuario de geocodificación a que hace mención una prueba de completitud en un desarrollo informático de tipo WebService como el que se ha planteado en el presente proyecto de grado, ya que es la medida de la calidad de la geocodificación en cuanto acierto de direcciones ubicadas, también se define como el porcentaje de direcciones ubicadas.

Conociendo a que hace referencia la mencionada prueba, se estima que el porcentaje de aciertos para la muestra empleada de los 20 puntos muestrales fue exitosa. Se georreferenciaron la totalidad de los puntos muestrales y nos atreveríamos a decir que cumplimos en un 99% de los aciertos para todas las direcciones proporcionadas (totalidad de la base de datos) por la entidad del municipio. DirNal supera al georreferenciador de Servinformación como lo

85


CHÍA”.

muestra la tabla 7 en la columna con nombre “Delta Servinformación”, en pocas palabras, se obtuvo para los veinte puntos muestrales un match rate del 100%.

Tabla 7. Completitud o match rate de los puntos.

Delta WebService “DirNal” Delta Servinformación

PUNTOS Dif de

Nortes y Oestes

Metros Dif de

Nortes y Oestes

Metros

1 7,189

7,242538367 1,648

3,472001996 -0,879 -3,056

2 -7,292

12,73201606 -1,328

3,655298387 10,437 3,406

3 19,978

25,01065159 -32,417

56,19401186 -15,047 -45,901

4 -4,100

4,535813047 NA NA

-1,940 NA NA

5 -1,000

1,393161871 101,035

858,4697983 -0,970 852,504

6 -0,358

5,48868773 7,333

14,25580038 5,477 -12,225

7 -0,358

5,489685601 -492,885

492,9988961 5,478 10,594

8 -0,358

5,48768986 -13,877

13,87959455 5,476 -0,267

9 -0,358

5,48868773 69,401

71,3653542 5,477 16,630

10 -0,358

5,48768986 6,686

7,75180015 5,476 3,922

11 -0,358

5,48768986 6,020

10,54559063 5,476 8,659

12 -0,358

5,48868773 NA NA

5,477 NA NA

13 -0,358

5,48868773 26,771

30,33205845 5,477 -14,261

14 -0,358

5,48768986 8,671

13,31454144 5,476 10,104

15 -0,358

5,48768986 7,458

12,04347093 5,476 9,456

16 -0,358

5,486691991 -4,584

18,11031866 5,475 17,521

17 -0,360

5,486822851 -35,578

283,3108976 5,475 281,068

18 -0,358

5,489685601 -3,846

4,425318732 5,478 2,188

19 -0,358

5,48868773 12,567

47,68452752 5,477 45,999

20 -0,358

5,48768986 -7,224

18,67135485 5,476 17,217


En la tabla 7, se puede observar como primera medida, el resultado de acierto en la ubicación de las 20 direcciones o puntos muestrales seleccionados por medio de los procesos de geocodificación con DirNal, a su vez, se toma como

86


CHÍA”.

fuente de comparación una geocodificación realizada con el de Servinformación los mismos 20 puntos, dando como resultado final la geocodificación total con el geocodificador “DirNal” como se puede observar en la columna de nombre “Dif de

Nortes y Oestes”.

Para el proceso de geocodificación con la herramienta de Servinformación, se obtuvo un porcentaje de direcciones ubicadas de un 90% en comparación al 100% del proceso de geocodificación por medio del Directorio Nacional de Direcciones “DirNal”. La herramienta DirNal resulta ser bastante útil debido a que como se mencionó

anteriormente, de los veinte puntos en la muestra, se lograron geocodificar en su

totalidad sin ninguna dificultad, ya que con la herramienta de Servinformación,

no se lograron georreferenciar 2 de ellos los cuales corresponden al No.4 y

No.12, resaltados en la tabla 7 con un estado de codificación NA (No Aplica) por

lo que se consulta con servicio al cliente de la aplicación (Servinformación) y

manifiestan dos tipos de situaciones:

1. La herramienta de Servinformación no tiene aún registradas las

direcciones de los predios faltantes y se requiere de una actualización.

2. Se podría presentar que la herramienta de Servinformación en su opción

de modo gratuito, puede estar limitada para cierto tipo de consultas o la

georreferenciación que utiliza de tipo vectorial aún no se han

geocodificado dichas direcciones, ya que la versión utilizada, es una

interfaz demo.

Las columnas que poseen por nombre “Metros” tanto para la geocodificación realizada con Delta WebService “DirNal” y Delta Servinformación, es el cálculo del resultado en metros lineales de la distancia que existe entre el punto geocodificado con respecto a la medida en terreno con los instrumentos de medición geográfica como lo fueron los GPS; en pocas palabras, esta distancia representa la diferencia que existe entre el punto de referencia donde se tomó la medida de coordenadas geográficas desde el predio el cual corresponde a la puerta o portón del predio, entre el punto determinado por la herramienta DirNal en coordenadas geográficas. En cuanto a las columnas con nombre “Dif de Nortes y Oestes”, muestra el cálculo realizado para determinar la diferencia o Deltas de las coordenadas geográficas tomadas en terreno, entre las coordenadas de las herramientas Web. Estos resultados en detalle, son la diferencia entre las coordenadas Magna-Sirgas-geográficas calculadas en terreno por los instrumentos GPS (GPS celular

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CHÍA”.

Motorola G2, GPS Garmin NUVI 3760 y GPS Tablet Samsung) donde se realiza un promedio de las tres lecturas de cada aparato y se resta con las coordenadas N y W de cada geocodificador Web utilizado (DirNal y Servinformación). Esto para determinar qué tan desfasada esta la medida uno del otro y de la misma manera, este resultado que resulta de dicha diferencia, servirá como punto de referencia final calculado.

88


CHÍA”.

14.4 Exactitud posicional.

La exactitud posicional mide el absoluto de la distancia del punto localizado por

medio de la geocodificación respecto a la ubicación real del mismo. Una

estimación dentro de los umbrales normales, determina que para un área

residencial el rango de error posicional aceptable está entre 25-168 metros

estudiados según (Locational uncertainty in georeferencing public health dataset,

2001) en su artículo de revista titulado “La incertidumbre de localización en la

georreferenciación de los conjuntos de datos de salud pública” donde la zona de

estudio que ellos toman, son zonas con tipo de suelo urbano, suburbano y por

supuesto rural.

Tabla 8. Exactitud posicional de los procesos de geocodificación.

Fuente: Elaboración propia

ServinformaciónWebServise

DirNalDISTANCIA

ABSOLUTA (m)

DISTANCIA

ABSOLUTA (m)1 Cal le 5 # 10 - 41 3,472001996 7,242538367

2 Carrera 13 # 6 -15 3,655298387 12,73201606

3 Carrera 1A # 19 -100 56,19401186 25,01065159

4 Transversa l 12 # 5 -72 NA 4,535813047

5 DG 13 # 2A -31 858,4697983 1,393161871

6 KR 10 A CL 3 17 14,25580038 5,48868773

7 KR 14 C CL 5 C 38 492,9988961 5,489685601

8 CL 5 KR 6 85 13,87959455 5,48768986

9 CL 7 KR 1 A 95 71,3653542 5,48868773

10 CL 16 KR 3 30 7,75180015 5,48768986

11 CL 11 KR 9 06 10,54559063 5,48768986

12 CL 5 A KR 10 A 32 NA 5,48868773

13 CL 9 A KR 14 G 28 30,33205845 5,48868773

14 CL 9 KR 3 60 13,31454144 5,48768986

15 KR 1 B CL 5 27 12,04347093 5,48768986

16 KR 1 CL 17 50 18,11031866 5,486691991

17 KR 1 CL 33 77 283,3108976 5,486822851

18 KR 14 A CL 10 23 4,425318732 5,489685601

19 KR 5 CL 1 72 47,68452752 5,4886877320 KR 9 CL 9 72 18,67135485 5,48768986

108,9155908 6,66183224PROMEDIO

Punto Dirección principal del predio

89


CHÍA”.

En la tabla 8, se muestra en mayor detalle los resultados en cuanto a la exactitud

de la distancia absoluta calculada por las dos herramientas geocodificadoras

empleadas para tal fin, ya que se quiso determinar la diferencia de la distancia

posicional entre el punto en terreno y las coordenadas calculadas por dichos

geocodificadores donde asegura que esa es la posición absoluta del predio.

Cabe resaltar que el geocodificador de Servinformación emplea un método

determinístico, de igual forma Directorio Nacional de Direcciones “DirNal”,

teniendo como referencia la zona urbana del municipio de Chía.

A su vez, se puede apreciar en la tabla 8, que los puntos No.4 y No.12 para el

cálculo de dicha distancia absoluta con el geocodificador de Servinformación, no

pudieron ser calculados, debido a que como se mencionó en el capítulo anterior,

la herramienta aun no los tienen dentro de sus bases de tatos actualizados o no

han sido geocodificados o quizás la herramienta no logra geocodificar dichas

direcciones por su configuración planteada, según respuestas de soporte técnico

de la herramienta.

La fila “promedio”, muestra el resultado de realizar un promedio aritmético básico

de todas las distancias de los 20 puntos calculadas por las dos herramientas

empleadas. Una ventaja que tiene el geocodificador DirNal con este cálculo de

exactitud posicional con respecto al de Servinformación, es que como se

pudieron calcular en su totalidad las distancias de cada punto, al momento de

dividir la suma total de las distancias entre el número total de datos (20) revela al

final, un valor representativo que servirá como referencia para diferentes tipos de

cálculos o usos, ya que rebaja el exceso de valores en los datos mayores, para

incorporarlo a la falta de valor en los datos menores.

En el proceso de geocodificación por medio de Servinformación, se obtuvo una

exactitud posicional media de 108.91 metros en comparación a los 6.66 metros

por medio del geocodificador predial Web “DirNal”.

90


CHÍA”.

Gráfica 1. Comparación Exactitud posicional de las dos herramientas geocodificadoras.

Finalmente en la gráfica 1 anterior, se puede observar con barras en color rojo,

la diferencia de distancia representada en el eje de las y que posee la

herramienta DirNal contrastada con las de la herramienta de Servinformación,

relativamente es mucho menor la distancia desde el punto muestral No.4 con

dirección “Transversal 12 #5-72” donde las herramientas toman medidas

similares ya que es un punto donde no se presenta mucha diferencia o desfase.

En el punto muestral No.13 con la dirección “Kr 1 # 33 -77”, la herramienta de

Servinformación adquiere un incremento bastante significativo en la distancia de

diferencia con respecto a DirNal quizás a factores de configuración de la

herramienta precisamente en ese punto o los expuestos anteriormente por la

oficina de atención al cliente de Servinformación.

91


CHÍA”.

14.5 CALIDAD DE LOS DATOS - TEST NSSDA

En la aplicación del mencionado test, se realizó un paso a paso debido a que se

quiso revisar en una hoja de cálculo básica de Excel, cómo fue el comportamiento

de cada punto de la muestra. Como primera medida, se definen las columnas

para el respectivo calculo; se define X(terreno) la cual es la coordenada Norte

de cada punto que es fuente de información de mayor exactitud, luego se nombra

una columna X(geo) la cual representa la coordenada del punto del producto a

comparar; enseguida se realiza la diferencia entre las anteriores dos columnas,

obteniendo la diferencia que resulta de las coordenadas X (Nortes). Aplicación

una de las formulas del mencionado test y luego de ya tener la diferencia

mencionada, se eleva al cuadrado (Xterreno – Xgeo)2 = DifX para más adelante

realizar el proceso de estimación del error en cuanto a las diferencias resultantes.

De la misma manera, se realiza todo el anterior proceso para las coordenadas

Éstes que para este caso se nombraron con la letra Y; y finalmente se obtendría

la siguiente relación matemática: (Dif X)2 + (Dif Y)2 la cual, corresponde a las

sumas de las diferencias en X y en Y resultando de estas el error radial al

cuadrado.

Finalmente se aplica la fórmula del RMSE (root-mean-square error) para X y Y la

cual calcula el error real de la muestra analizada en función de un determinado

nivel de confianza impuesto por el usuario que generalmente oscila entre el 95%.

A su vez, este test muestra un índice de calidad de la cartografía en unidades

reales sobre el terreno.

A continuación en la tabla 9, se presentan los resultados de los cálculos

anteriormente mencionados, realizados con el test NSSDA sobre los datos

tomados en terreno:

92


CHÍA”.

Tabla 9. Aplicación test NSSDA para los puntos tomados en terreno.

PUNTO

X (Terreno) X (Geo) Dif X (Dif X)^2 Y (Terreno) Y (Geo) Dif Y (Dif Y)^2 (Dif X)^2 + (Dif

Y)^2

1 1001696,0

9 1001696,96

5 -

0,879 0,772641

1028614,618

1028614,429

0,189 0,03572

1 0,808362

2 1001477,2

4 1001476,79

9 0,437 0,190969

1028983,091

1028983,383

-0,292

0,085264

0,276233

3 1003379,8

7 1003379,91

3 -

0,047 0,002209

1029768,932

1029768,954

-0,022

0,000484

0,002693

4 1002583,9

7 1002584,73

0 -

0,757 0,573049

1029521,126

1029521,046

0,080 0,0064 0,579449

5 1003861,9

2 1003862,17

0 -

0,253 0,064009 1029639,97

1029639,670

0,300 0,09 0,154009

6 1001533,9

3 1001532,44

9 1,477 2,181529 1028485,2

1028484,962

0,238 0,05664

4 2,238173

7 1001383,3 1001385,82

3 -

2,522 6,360484

1028484,983

1028484,959

0,024 0,00057

6 6,36106

8 1001965,5

6 1001963,08

8 2,476 6,130576

1028412,702

1028413,170

-0,468

0,219024

6,3496

9 1002918,7

9 1002917,28

5 1,501 2,253001

1028453,987

1028454,457

-0,470

0,2209 2,473901

10 1002859,0

5 1002858,45

3 0,592 0,350464 1029365,62

1029365,915

-0,295

0,087025

0,437489

11 1002026,1

3 1002025,56

8 0,566 0,320356 1029228,74

1029228,984

-0,244

0,059536

0,379892

12 1001598,6 1001597,09

9 1,501 2,253001 1028713,42

1028713,685

-0,265

0,070225

2,323226

13 1001288,2

3 1001287,03

6 1,194 1,425636 1029359,22

1029359,773

-0,553

0,305809

1,731445

14 1002518,4

5 1002513,75

3 4,697

22,061809

1028790,93 1028791,20

1 -

0,271 0,07344

1 22,13525

15 1002753,9

6 1002748,56

4 5,392

29,073664

1028093,967

1028095,042

-1,075

1,155625

30,229289

16 1003420,1

9 1003419,33

9 0,853 0,727609

1029372,948

1029372,306

0,642 0,41216

4 1,139773

17 1004359 1004358,78

5 0,218 0,047524 1031087,69

1031087,050

0,640 0,4096 0,457124

18 1001528,1

3 1001527,43

2 0,696 0,484416

1029335,684

1029337,042

-1,358

1,844164

2,32858

19 1002038,9 1002034,09

9 4,801

23,049601

1027935,043

1027935,332

-0,289

0,083521

23,133122

20 1002009,6

7 1002007,34

2 2,328 5,419584

1029104,744

1029105,102

-0,358

0,128164

5,547748

SUMA 109,086418

PROMEDIO 5,4543209

RMSEr 2,335448758


Tras la ejecución de los anteriores cálculos, se puede incluir en el producto las

siguientes indicaciones:

Exactitud posicional horizontal: comprobado para una exactitud

horizontal de 2,33 metros, al 95% de nivel de confianza.

Exactitud posicional Vertical: NO aplica.

93


CHÍA”.

En conclusión, se tiene que para el 95% de los puntos anteriormente presentados

en la tabla 9 con las direcciones del municipio de Chía, el error que se tiene en

relación con el Georreferenciador “Directorio Nacional de Direcciones” y de las

direcciones en situ es máximo de 2,335448758 metros, lo cual significa que la

herramienta se encuentra dentro del rango de aceptación en la presión para

georreferenciación predial de las direcciones en el municipio de Chía –

Cundinamarca para el plan Piloto planteado en el presente proyecto de grado

como menciona el capítulo 13.1 TEST NSSDA en su sección Consideraciones

mínimas para aplicar test NSSDA.

Por consiguiente, se puede afirmar que la herramienta cumple con el estándar

en cuanto a la calidad de los datos en la determinación de coordenadas para la

zona urbana del municipio de Chía-Cundinamarca.

14.5.1 Trazabilidad del proceso con el test de NSSDA

En la aplicación del test, se tomaron mediciones de tres diferentes instrumentos

para la obtención de coordenadas geográficas entre ellos:

GPS de teléfono celular Motorola G2

GPS Garmin NUVI 3760

Aplicación GPS en Tablet Samsung

La precisión de las lecturas tomadas se basó en las especificaciones técnicas de

cada aparato; en el caso del celular Motorola G2, viene provisto de una

herramienta de navegación, que es la encargada de interpretar los datos

obtenidos de los satélites llamada: “GPS con soporte A-GPS, GLONASS17”

Para el GPS gamín NUVI 3760 utiliza un receptor GPS de alta sensibilidad y con

HotFix18 .

Una vez teniendo toda la información capturada en terreno y diligenciada en una

hoja de cálculo, se tomaron las coordenadas “N” Nortes y “W” Oestes de los

17 Según (Morales, 2012) GLONASS es una forma de geoposición que se vale de satélites para triangular y determinar la posición de ‘algo’ en casi cualquier rincón del planeta. GLONASS y GPS son distintos, pero trabajan en conjunto para poder conseguir posicionar al usuario de manera más rápida en el lugar donde se encuentre. 18 HotFix es una función disponible en algunos dispositivos, que disminuye dramáticamente tiempo en la adquisición de satélites. Usando los datos recogidos durante el período de unos días de uso regular, el dispositivo predecirá la posición de los satélites de hasta 3 días. Si el dispositivo GPS no ha sido utilizado por unos pocos días adquirirá los satélites normalmente.

94


CHÍA”.

instrumentos en mención, de la misma manera, se realiza un promedio aritmético

tanto de las coordenadas nortes como de las oestes para obtener una única

coordenada aproximada a la precisión de los tres instrumentos de medición para

más adelante, poder ingresarla al respectivo test.

La columna que resulto de este proceso en la ubicación de coordenada en

terreno se denominó “MAGNA-SIRGAS / Geográficas” y se muestra en la tabla

10 a continuación:

Tabla 10. Puntos muestrales tomados en el municipio de Chía.

MAGNA-SIRGAS /

Colombia Bogota

zone

N 4,8549 N 4,8551 N 4,855083333 N 4,855027778 1028621,618

W 74,06225167 W 74,0622 W 74,0622 W 74,06221722 1001696,086

N 4,8582 N 4,858233333 N 4,858266667 N 4,858233333 1028976,091

W 74,06408333 W 74,06413333 W 74,06408333 W 74,0641 1001487,236

N 4,8656 N 4,865583333 N 4,865566667 N 4,865583333 1029788,932

W 74,04713333 W 74,04718333 W 74,0472 W 74,04717222 1003364,866

N 4,863166667 N 4,863183333 N 4,863133333 N 4,863161111 1029521,046

W 74,05418333 W 74,05426667 W 74,05416667 W 74,05420556 1002584,73

N 4,86415 N 4,864183333 N 4,864366667 N 4,864233333 1029639,67

W 74,0427 W 74,04263333 W 74,04273333 W 74,04268889 1003862,17

N 4,853782312 N 4,853796874 N 4,853787166 N 4,853788784 1028484,604

W 74,06354435 W 74,06376654 W 74,06361842 W 74,0636431 1001537,926

N 4,853782312 N 4,853796874 N 4,853787166 N 4,853788784 1028484,601

W 74,06486622 W 74,06508842 W 74,06494028 W 74,06496497 1001391,301

N 4,853133004 N 4,853147563 N 4,853137857 N 4,853139475 1028412,812

W 74,05966205 W 74,05988423 W 74,05973611 W 74,0597608 1001968,564

N 4,853506083 N 4,853520644 N 4,853510936 N 4,853512554 1028454,099

W 74,05105972 W 74,05128187 W 74,05113377 W 74,05115845 1002922,762

N 4,861748446 N 4,861763032 N 4,861753308 N 4,861754929 1029365,557

W 74,0515898 W 74,05181195 W 74,05166385 W 74,05168853 1002863,929

N 4,860510419 N 4,860525001 N 4,860515279 N 4,8605169 1029228,626

W 74,05909858 W 74,05932076 W 74,05917264 W 74,05919733 1002031,044

N 4,855850648 N 4,855865216 N 4,855855504 N 4,855857123 1028713,327

W 74,06296147 W 74,06318366 W 74,06303554 W 74,06306022 1001602,576

N 4,861693297 N 4,861707882 N 4,861698158 N 4,861699779 1029359,415

W 74,06575668 W 74,06597888 W 74,06583074 W 74,06585543 1001292,513

N 4,856551397 N 4,856565967 N 4,856556253 N 4,856557872 1028790,843

W 74,05469756 W 74,05491972 W 74,05477162 W 74,0547963 1002519,229

N 4,850255939 N 4,85027049 N 4,85026079 N 4,850262406 1028094,684

W 74,0525809 W 74,05280306 W 74,05265496 W 74,05267964 1002754,04

N 4,861806026 N 4,861820612 N 4,861810888 N 4,861812509 1029371,948

W 74,04653321 W 74,04675535 W 74,04660725 W 74,04663194 1003424,814

N 4,877312045 N 4,877326677 N 4,877316923 N 4,877318548 1031086,69

W 74,03806286 W 74,03828498 W 74,0381369 W 74,03816158 1004364,26

N 4,861487697 N 4,861502281 N 4,861492559 N 4,861494179 1029336,684

W 74,06358942 W 74,06381161 W 74,06366349 W 74,06368817 1001532,91

N 4,848811882 N 4,848826429 N 4,848816731 N 4,848818347 1027934,974

W 74,05902198 W 74,05924416 W 74,05909604 W 74,05912073 1002039,576

N 4,859390151 N 4,859404729 N 4,859395011 N 4,85939663 1029104,744

W 74,05926292 W 74,0594851 W 74,05933698 W 74,05936167 1002012,818

13 CL 9 A KR 14 G 28

14 CL 9 KR 3 60

15 KR 1 B CL 5 27

20 KR 9 CL 9 72

16 KR 1 CL 17 50

17 KR 1 CL 33 77

18 KR 14 A CL 10 23

19 KR 5 CL 1 72

CL 5 A KR 10 A 32

7 KR 14 C CL 5 C 38

8 CL 5 KR 6 85

9 CL 7 KR 1 A 95

10 CL 16 KR 3 30

11 CL 11 KR 9 06

12

5 DG 13 # 2A -31

3 Carrera 1A # 19 -100

6 KR 10 A CL 3 17

4 Transversal 12 # 5 -72

2 Carrera 13 # 6 -15

1 Calle 5 # 10 - 41

MAGNA-SIRGAS /

Geograficas

Ubicación coordenada en terreno

Dirección principal

del predioPunto

Coordenadas

tomadas con GPS

celular Motorola

G2

Coordenadas

tomadas con GPS

Garmin NUVI 3760

Coordenadas

tomadas con

aplicación GPS

Tablet Samsumg

95


CHÍA”.


Del mismo modo, se obtiene una columna denominada “MAGNA-SIRGAS /

Colombia Bogotá zone” la cual resulta de realizar la conversión de coordenadas

de la columna anterior (MAGNA-SIRGAS / Geográficas) a coordenadas planas

con una herramienta en línea (on line) de acceso gratuitito en internet para tal fin

llamada “SunEarthTools.com” la cual proporcionó una solución fácil y ágil para la

conversión de las coordenadas geográficas promediadas.

La precisión de las lecturas tomadas según las especificaciones técnicas del

software de los equipos es inferior a un metro (1m). De los resultados tomados

en terreno, se tomó el promedio aritmético de estas tres mediciones y, el

resultado de dicho promedio, se tomó para realizar la comparación con la

coordenada calculada con la herramienta desarrollada (“DirNal”).

En cuanto a la conversión de coordenadas WGS84 a Magnas Sirgas planas, se

realizaron con la herramienta online en el siguiente link

http://www.sunearthtools.com/dp/tools/conversion.php?lang=es#help_Format

una vez, teniendo las coordenadas proyectadas en el sistema de referencia

Magna Sirgas, se puede aplicar el test de NSSDA para la respectiva medición de

calidad de los datos.

Finalmente, se reitera una posición de referencia para estimar una exactitud

puntual de cada predio de la muestra, y es tomando las lecturas en terreno lo

más cerca posible a la puerta de ingreso de cada inmueble, ya que es un punto

de referencia muy factible de ubicar y así poder obtener una precisión alta en la

toma de las mediciones en todas las muestras reduciendo el error de posición

como se muestra en los resultados promediados de la tabla 9. Aplicación test

NSSDA para los puntos tomados en terreno.

http://www.sunearthtools.com/dp/tools/conversion.php?lang=es#help_Format

96


CHÍA”.

14.6 Comparación de resultados.

Una de las preocupaciones que se analizaron desde el inicio del desarrollo del

presente proyecto, era la incertidumbre en la precisión y exactitud de los cálculos

que iban a surgir durante todo el desarrollo. Factor importante a tener en cuenta,

ya que de dicho(s) dato(s) entregado(s) por la herramienta, nos da una referencia

si lo que se calculó con los diferentes instrumentos como: algoritmo de

geocodificación, base de datos digitalizada y normalizada, implementación del

método IDW, entre otros; cumplen con el propósito del presente proyecto de

elaboración e implementación.

Es por eso, que en el presente apartado, se quiere mostrar un resumido un

comparativo de la diferencia de “deltas” (diferencia de posición en las

coordenadas) que fueron entregadas por el geocodificador de Servinformación,

con respecto al desarrollado por los autores del presente proyecto “DirNal”.

La herramienta de Servinformación, es un geocodificador de malla vial de acceso

tipo “cliente servidor” con una opción de interfaz gratuita para el usuario, de la

misma manera, cuenta con un motor de base de datos con licenciamiento

privado, aunque existe un acceso en la internet de tipo gratuito, el cual sirvió para

la respectiva comparación de los puntos muestrales con la herramienta

desarrollada.

El cálculo comparativo que entregaron las mencionadas herramientas se

relacionan en la tabla 11 a continuación:

97


CHÍA”.

Tabla 11. Tabla comparativa-geocodificador del mercado y la herramienta desarrollada.


La metodología que se utilizó para la comparación de los datos, fue geocodificar

los 20 puntos muestrales tomados en terreno con el geocodificador

“Servinformación” y con la herramienta desarrollada “DirNal”; luego se calcularon

los deltas (diferencia en las coordenadas) tanto como en X como en Y de cada

punto muestral.

Con los datos obtenidos, se obtuvieron las distancias entre estos puntos y se

calculó un promedio de las diferencias en conjunto de todos los puntos

muestrales obteniendo como conclusiones lo siguiente:

En promedio, el geocodificador de Servinformación, presentó un error de

108,9155908 metros lineales y el geocodificador desarrollado por los

MAGNA-SIRGAS /

Colombia Bogota

zone

MAGNA-SIRGAS /

Colombia Bogota

zone

MAGNA-SIRGAS

/ Colombia

Bogota zone

N 4,855027778 1028621,618 N 4,85496276 1028614,429 N 4,855012874 1028619,970 7,189 1,648

W 74,06221722 1001696,086 W 74,0622093 1001696,965 W 74,06218975 1001699,142 -0,879 -3,056

N 4,858233333 1028976,091 N 4,85829927 1028983,383 N 4,858245339 1028977,419 -7,292 -1,328

W 74,0641 1001487,236 W 74,06419409 1001476,799 W 74,06413078 1001483,830 10,437 3,406

N 4,865583333 1029788,932 N 4,86540267 1029768,954 N 4,865876464 1029821,349 19,978 -32,417

W 74,04717222 1003364,866 W 74,04703658 1003379,913 W 74,04675848 1003410,767 -15,047 -45,901

N 4,863161111 1029521,046 N 4,863162 1029525,146 N NA NA -4,100 NA NA

W 74,05420556 1002584,73 W 74,05420556 1002586,670 W NA NA -1,940 NA NA

N 4,864233333 1029639,67 N 4,864233333 1029640,670 N 4,863320023 1029538,635 -1,000 101,035

W 74,04268889 1003862,17 W 74,04268889 1003863,140 W 74,05037467 1003009,666 -0,970 852,504

N 4,853788784 1028484,604 N 4,85379202 1028484,962 N 4,853722464 1028477,271 -0,358 7,333

W 74,0636431 1001537,926 W 74,06369248 1001532,449 W 74,06353298 1001550,151 5,477 -12,225

N 4,853788784 1028484,601 N 4,85379202 1028484,959 N 4,858245964 1028977,486 -0,358 -492,885

W 74,06496497 1001391,301 W 74,06501435 1001385,823 W 74,06506048 1001380,707 5,478 10,594

N 4,853139475 1028412,812 N 4,85314271 1028413,170 N 4,853264964 1028426,689 -0,358 -13,877

W 74,0597608 1001968,564 W 74,05981017 1001963,088 W 74,05975848 1001968,831 5,476 -0,267

N 4,853512554 1028454,099 N 4,85351579 1028454,457 N 4,852884964 1028384,698 -0,358 69,401

W 74,05115845 1002922,762 W 74,05120782 1002917,285 W 74,05130848 1002906,132 5,477 16,630

N 4,861754929 1029365,557 N 4,86175817 1029365,915 N 4,861694464 1029358,871 -0,358 6,686

W 74,05168853 1002863,929 W 74,0517379 1002858,453 W 74,05172398 1002860,007 5,476 3,922

N 4,8605169 1029228,626 N 4,86052014 1029228,984 N 4,860462464 1029222,606 -0,358 6,020

W 74,05919733 1002031,044 W 74,0592467 1002025,568 W -74,05927548 1002022,385 5,476 8,659

N 4,855857123 1028713,327 N 4,85586036 1028713,685 N NA NA -0,358 NA NA

W 74,06306022 1001602,576 W 74,0631096 1001597,099 W NA NA 5,477 NA NA

N 4,861699779 1029359,415 N 4,86170302 1029359,773 N 4,861457688 1029332,644 -0,358 26,771

W 74,06585543 1001292,513 W 74,06590481 1001287,036 W 74,06572695 1001306,774 5,477 -14,261

N 4,856557872 1028790,843 N 4,85656111 1028791,201 N 4,856479464 1028782,172 -0,358 8,671

W 74,0547963 1002519,229 W 74,05484567 1002513,753 W 74,05488748 1002509,125 5,476 10,104

N 4,850262406 1028094,684 N 4,85026564 1028095,042 N 4,850194964 1028087,226 -0,358 7,458

W 74,05267964 1002754,04 W 74,05272901 1002748,564 W 74,05276498 1002744,584 5,476 9,456

N 4,861812509 1029371,948 N 4,86181575 1029372,306 N 4,861853964 1029376,532 -0,358 -4,584

W 74,04663194 1003424,814 W 74,0466813 1003419,339 W 74,04678998 1003407,293 5,475 17,521

N 4,877318548 1031086,69 N 4,8773218 1031087,050 N 4,87764042 1031122,268 -0,360 -35,578

W 74,03816158 1004364,26 W 74,03821094 1004358,785 W 74,04069564 1004083,192 5,475 281,068

N 4,861494179 1029336,684 N 4,86149742 1029337,042 N 4,861528964 1029340,530 -0,358 -3,846

W 74,06368817 1001532,91 W 74,06373755 1001527,432 W 74,06370798 1001530,722 5,478 2,188

N 4,848818347 1027934,974 N 4,84882158 1027935,332 N 4,848704712 1027922,407 -0,358 12,567

W 74,05912073 1002039,576 W 74,0591701 1002034,099 W 74,0595355 1001993,577 5,477 45,999

N 4,85939663 1029104,744 N 4,85939987 1029105,102 N 4,859461964 1029111,968 -0,358 -7,224

W 74,05936167 1002012,818 W 74,05941104 1002007,342 W 74,05951698 1001995,601 5,476 17,217

PROMEDIO 6,66183224 PROMEDIO 108,9155908

4,425318732

47,68452752

18,67135485

30,33205845

13,31454144

12,04347093

18,11031866

283,3108976

492,9988961

13,87959455

71,3653542

7,75180015

10,54559063

3,472001996

3,655298387

56,19401186

858,4697983

14,25580038

5,486691991

5,486822851

5,489685601

5,48868773

5,48768986

5,48768986

5,48868773

5,48868773

5,48768986

5,48768986

5,48868773

5,489685601

5,48768986

5,48868773

5,48768986

7,242538367

12,73201606

25,01065159

4,535813047

1,393161871

Delta Web Service Delta Servinformacion

Ubicación coordenada en terrenoCoordenadas arrojadas por el

Geocodificador Web Service

Punto

Coordenadas arrojadas por el

Geocodificador Servinformacion

MAGNA-SIRGAS /

Geograficas

2

1

MAGNA-SIRGAS /

Geograficas

MAGNA-SIRGAS /

Geograficas

5

3

6

4

7

8

9

10

11

12

20

16

17

18

19

13

14

15

98


CHÍA”.

presentes autores del proyecto, presenta en promedio un error de

6,66183224 metros lineales.

El geocodificador de Servinformación, no logro georreferenciar dos

direcciones de las 20 muestras tomadas.

El geocodificador de Servinformación maneja un tipo de

georreferenciación vectorial y el georreferenciador desarrollado “DirNal”

maneja un tipo de georreferenciación a nivel predial.

El georreferenciador “DirNal”, obtuvo la mejor precisión y exactitud

posicional en la determinación de las coordenadas que el de

Servinformación; esto obedece como se mencionó anteriormente a que el

geocodificador “DirNal” trabaja a nivel predial.

15. CONCLUSIONES

El aplicativo web funcionó exitosamente teniendo en cuenta algunos estándares de industria internacional OGC, como por ejemplo: “publicar”, “encontrar” y “enlazar”; funciones clave para aplicaciones en un entorno de servicios web.

El estándar “publicar” permitió como autores del sitio web, publicar el desarrollo del geocodificador como tal, teniendo la opción de trabajar con todos los recursos que proporciona el mismo, de la misma manera el estándar “encontrar” permite a los usuarios finales descubrir recursos que necesiten en tiempo real de la ejecución y finalmente el estándar “enlazar” permite a los usuarios finales y sus aplicaciones acceder y ejecutar los recursos en tiempo de ejecución.

Dichos estándares a su vez permitieron el desarrollo de la interfaz de acceso público y aplicación de los cálculos; es decir "aplicación de procesos" como un servicio web. De igual manera, el Servicio de Procesamiento Web se desarrolló en una interfaz estandarizada la cual facilitó la publicación de los procesos geoespaciales, descubrimiento e interacción de dichos procesos por los clientes de georreferenciación en la Web.

El municipio de Chía en su área urbana, se obtuvo una buena alternativa para la normalización de las direcciones, lo que permitió generar una base de datos sencilla y normalizada de todo tipo de nomenclaturas (direcciones domiciliarias) que se encontraron dentro de la zona de

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CHÍA”.

estudio a nuestro modelo. La nomenclatura actual cumplió con los mínimos requisitos para este fin (vía principal, vía generadora y placa) ya que muy pocas direcciones prediales de las cuales se componen por carreras, calles, transversales y diagonales, poseen nombres característicos de vía como por ejemplo: Avenida Pradilla, Avenida de los Chilacos, entre otras.

El método geoestadístico Inverso de la Distancia Ponderada –IDW-, brindo un excelente nivel de precisión con respecto a las coordenadas calculadas por la herramienta del servicio web (WebService DirNal), del mismo modo, las obtenidas en terreno (un delta menor a 7 metros) valores permisibles para el fin principal del presente proyecto, las cuales toman la lógica del comportamiento de las direcciones ya que el mencionado método realiza una ponderación sobre los valores más cercanos a la dirección consultada, por lo cual permitió calcular las coordenadas más próximas de una dirección cualquiera, con el único requisito que se encuentre(n) dentro del área de estudio mencionada en el capítulo 12; subnumeral 12.4.1 del presente proyecto.

Es importante destacar que en cualquier técnica de geocodificación conocida, nunca se llega a la tasa óptima del 100% de aciertos o respuestas válidas, debido a diferentes tipos de errores conocidos como humanos, informáticos, climáticos, toma de puntos en terreno, entre otros, pueden afectar el proceso de completitud en el proceso de geocodificación. Se presenta en la zona de estudio una que otra dirección no legalizada, pero que quizás por efectos administrativos o de algún tipo de tramite no esté aun ingresada a la base de datos de la oficina de la Secretaria de planeación de Chía o en su defecto aprobada por Catastro municipal, y por tanto puede llegar a ser un punto de referencia inexistente para efectos cartográficos oficiales lo cual, no podría ser codificada geográficamente por DirNal u otra herramienta geocodificadora.

Por diversas situaciones ajenas a los componentes destinados para la predicción de coordenadas (para este caso geográficas), algunos de los artefactos destinados para realizar tal fin, poseían software con versiones anteriores al año 2014, lo cual, suponemos que esto influye un poco en la precisión al momento de tomar la información de los puntos muestrales utilizados para el respectivo análisis de calidad de los datos, del mismo modo, podemos atribuir otros factores como por ejemplo: en algunos instrumentos de GPS utilizados se enlazaron a más satélites que los otros, y uno de los inconvenientes que se consideraría como el más importante a tener en cuenta cuando se realiza el proceso de la calidad de los datos, es que en el momento de realizar las mediciones en campo de los puntos muestrales seleccionados, se capturaron los datos desde lugares muy

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CHÍA”.

cercanos a la puerta de ingreso del predio, debido a que en algunos bienes inmuebles se facilitaba el acceso total hasta el límite con el portón del predio, como en otros de muy difícil acceso, ya que se encontraron casos como el cercamiento o cerramiento de antejardines (invasión al espacio público), garajes improvisados, entre otros, lo cual perjudicó en algunos casos la exactitud de la lectura de los datos y cálculos en la precisión del de la herramienta DirNal.

La posibilidad de que cualquier persona no solo consulte, sino que por medio de la consulta también pueda indicar que direcciones les resultó con mayor aproximación a las coordenadas, permite tener una base de datos mucho más actualizada y que por medio de la misma, se pueda tener una idea estimada del crecimiento del municipio.

Una de las ventajas principales del test NSSDA es su simplicidad para realizar sus cálculos y su nivel de cumplimiento, dado que los resultados se dan en una forma de fácil interpretación por parte del usuario. Gracias a que el test de NSSDA solo se centra en el estudio de la precisión de los datos, no hubo la necesidad de realizar estudios adicionales como: regresiones lineales, series de Taylor, pruebas Chi cuadrado, entre otras; pues el test según (Ariza López, Calidad en la producción cartográfica, 2002) trabaja con una simple formula la cual es el Error Medio Cuadrático RMSE, el resto de procedimientos ya los trae por defecto y lo mejor de todo, es que se va guiando al usuario paso a paso de cómo utilizar el mencionado test.

El hecho de realizar un control de calidad posicional al final del desarrollo, nos ofrece una garantía final del producto que estamos adquiriendo y ofreciendo. En la actual sociedad de consumo, con la apertura de las fronteras comerciales, el ofrecer productos de calidad ha de ser una muestra del compromiso y seriedad ante cualquier persona, entidad o gobierno. Estos son los únicos que permiten establecer niveles de confianza

Al momento de la visita a campo, se observó que el municipio tiende a un crecimiento constante hacia la parte rural del mismo (suelo en expansión urbana), lo cual obliga al usuario de la herramienta web, mantener constantemente la base de datos disponible para su respectiva actualización, ya que de no ser así, generará que la herramienta web DirNal genere una cadena de desactualizaciones constantes y lo más seguro es que se ejecute de manera errónea al momento de solicitar predicción de coordenadas, arrojando mensajes nulos y en caso extremo, no arroje ningún tipo de mensaje.

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CHÍA”.

Los resultados de la exactitud posicional en las áreas urbanas son generalmente más exactos que en zonas rurales. Esto se puede dar a que en las zonas rurales existen por ejemplo, caminos veredales, trochas, caminos de servidumbre, entre otros, áreas de mucha mayor extensión y a menudo sin un referente catastral como tal que los identifique como vía principal o vía generadora (número de camino, vía, calle, senderos, carreras, transversales, entre otros) a su vez, dentro del área rural no se encuentra una malla vial como tal de intersecciones viales que permitan realizar una geocodificación de tipo predial, ya que la herramienta necesita de bastantes datos para comparar para poder realizar el proceso de geocodificación y asignación de los mencionados pesos que les corresponderían a cada uno. Para este caso ya se necesitaría de un modelo totalmente diferente tanto de alcance, algoritmo geocodificador, nueva información catastral y por ende, una nueva creación y configuración del geocodificador para la predicción de coordenadas.

16. RECOMENDACIONES

Una de las falencias que se encontró en la elaboración de la presente investigación, fue la falta de información con respecto al comportamiento de la nomenclatura del municipio, lo que le da más relevancia a este trabajo por que al estar en un ambiente Web de fácil acceso, podemos brindarle una herramienta a la población en general que le permita por medio de la dirección establecer su ubicación geográfica con alta precisión para optimizar recursos.

El anterior aplicativo está diseñado para la realización de un plan Piloto del municipio de Chía – Cundinamarca, geocodificando direcciones prediales solamente para su área urbana, ya que la información proporcionada por la alcaldía de Chía, tiene cobertura hasta el perímetro urbano actualizado hasta el año 2013, periodo en el cual fue solicitada dicha información. Se deja la opción al usuario, desarrollador de software o persona que posea algún conocimiento afín y que desee continuar con la investigación o mejoramiento del desarrollo de la herramienta descrita, lo pueda seguir trabajando en software libre como se ha establecido desde un principio ya sea desde su elaboración e implementación.

Como se mencionó en el capítulo 13. ANÁLISIS, EXACTITUD POSICIONAL PUNTOS MUESTRALES DE LA ZONA DE ESTUDIO, el cliente de georreferenciación del WebService puede, seleccionar el tipo de test que desee para el cálculo de la exactitud posicional o calidad en la medición de los datos obtenidos. En el capítulo mencionado, se nombran algunos de los más utilizados a nivel estadounidense y otros países que desarrollan cartografía para entidades

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CHÍA”.

estatales, por lo cual, se recomienda al desarrollador revisar algunas otras metodologías que se ajusten a sus requerimientos de proyecto ya que, las que se mencionaron, algunas a su vez ofrecen el cálculo del componente Z (altura), bandas de error, orlados de elementos lineales, entre otras.

El cliente de georreferenciación debe conocer la configuración de las direcciones a nivel municipal para poder interactuar adecuadamente con la herramienta; en pocas palabras, el cliente debe poseer un conocimiento básico de la constitución o formación de la malla vial del municipio, ya que es importante distinguir y conocer los corredores viales que se cruzan entre sí como: carreras con calles, transversales con diagonales, o viceversa en cualquiera de los casos.

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CHÍA”.

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107


CHÍA”.

ANEXO 1

Manual general, especificaciones técnicas e instalación del software

Microsoft SQL Server 2014 Express.

Microsoft SQL Server 2014 – Management Studio

Microsoft SQL Server 2014 Express19 es una edición gratuita, rica en

características de SQL Server que es ideal para el aprendizaje, el desarrollo, la

alimentación de escritorio, web y aplicaciones de servidores pequeños y para la

redistribución de los ISV. El lanzamiento de SQL Server 2014 Express incluye la

versión completa de SQL Server 2014 Management Studio en lugar de SQL

Server 2014 Management Studio Express.

‒ SQL Server Management Studio Express (SQLManagementStudio)

Esta versión de software derivada del SQL no contiene la base de datos, pero

posee sólo las herramientas necesarias para gestionar instancias de SQL Server,

incluyendo LocalDB, SQL Express, SQL Azure, la versión completa de SQL

Server 2014 Management Studio, etc.

Se utiliza esta versión derivada del software debido a que ya se cuenta con la

base de datos y sólo se necesita la gestión de herramientas.

Su descarga y utilización es de licenciamiento “libre” por lo que reduce

considerablemente los costos del desarrollo del proyecto, y de la misma manera,

se ajusta con el objetivo principal del proyecto el cual es la elaboración e

implementación en software libre.

Para la instalación del anterior software, se ejecutaron los siguientes pasos:

1. Descargar el instalador de la página oficial de Microsoft.

https://msdn.microsoft.com/en-us/sqlserver2014express.aspx

19 Descarga oficial de la página web https://msdn.microsoft.com/en-us/sqlserver2014express.aspx

https://msdn.microsoft.com/en-us/sqlserver2014express.aspx

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CHÍA”.

Ilustración 17. Descarga de SQL Server 2014; Express

2. Ejecución de la instalación desde el link de descarga

Ilustración 18. Descarga del instalador SQL Server 2014 Express, comprimida en el equipo de cómputo.

Es importante que antes de iniciar con la descarga, se cuente con una cuenta de

correo Hotmail, Microsoft debido a que el link de descarga remite al usuario a

109


CHÍA”.

dicha plataforma de correo electrónico donde; se le solicitara al usuario una

determinada información de contacto, la versión que desea descargar y algunas

opciones de comunidad SQL.

Ilustración 19. Diligenciamiento de información necesaria para la descarga y elección de la versión que

más se ajuste a los objetivos del usuario.

3. Instalación de Microsoft SQL Server 2014 Management Studio Express

Teniendo el instalador ya descargado, se procede a la instalación del software

como tal en la máquina virtual del equipo de cómputo. Lo primero que se debe

tener en cuenta al momento de ejecutar el instalador, es ubicar el archivo

y ejecutarlo como administrador, esto se realiza haciendo clic derecho del mouse

o directamente desde el icono de instalación anteriormente ilustrado.

110


CHÍA”.

Ilustración 20. Instalación del software en el equipo de cómputo como administrador.

Enseguida, se muestra una ventana de dialogo solicitando en que directorio de

archivos se desea extraer toda información necesaria para la instalación del

respectivo software:

Ilustración 21. Selección de directorio para instalación de archivos SQL

Una vez seleccionado el directorio (en este caso el escritorio del equipo) para la

extracción de los archivos, el programa SQL Server inicia con la instalación.

111


CHÍA”.

Ilustración 22. Descarga exitosa del software en el equipo de cómputo como administrador

Una vez extraídos los archivos de instalación, el software solicitara al usuario si

desea instalar una nueva copia del programa o su eliminación total, de la misma

manera, solicitará si desea actualizar alguna versión ya instalada en el equipo.

Para este caso le decimos una copia nueva.

Ilustración 23. Opciones de instalación para el usuario

‒ Ingreso de la base de datos al software Microsoft SQL Server 2014

Siguiendo en línea con una consecución de cuadros de diálogos que ira

arrojando la instalación y a elección del usuario, se inicia el programa Microsoft

SQL Server 2014 Management Studio.

112


CHÍA”.

Ilustración 24. Inicio del programa Microsoft SQL Server 2014 para la ceración de la base de datos,

datos de usuario y administrador de la base de datos.

En la ilustración anterior, podemos apreciar un cuadro de dialogo mostrando al

usuario el tipo de conexión al servidor y autenticación con el Administrador de la

base de datos (Usuario del equipo que manipula en el momento de ejecutar el

programa). Como solo deseamos ingresar una base de datos se oprime el botón

conectar y se siguen las instrucciones a continuación.

Después de seleccionar las configuraciones pertinentes, se selecciona dentro el

directorio de archivos del equipo de cómputo la base de datos que para el caso

de este proyecto, esta guardada sobre una extensión .bak20 titulada TESIS.bak

20 BAK es una extensión utilizada para significar una copia de seguridad de un archivo. Cuando un programa está listo para sobrescribir un archivo existente (ejemplo, cuando el usuario guarda el documento que están trabajando), el programa puede realizar una copia del archivo existente, con .BAK anexa al archivo-nombre. Este esquema de nomenclatura común .BAK hace posible recuperar el contenido original del archivo. Del mismo modo, el usuario también puede realizar manualmente una copia del archivo antes del cambio y añadir .BAK al nombre de archivo. Hay varias aplicaciones que producen archivos BAK como parte de su proceso de auto-guardar. Periódicamente, es posible que desee buscar archivos BAK y borrar las antiguas. Fuente: http://www.openthefile.net/es/extension/bak

http://www.openthefile.net/es/extension/bak

113


CHÍA”.

Ilustración 25. Inicio del programa Microsoft SQL Server 2014 para el ingreso de la base de datos

Finalmente aparecerá un cuadro de dialogo mostrando que la carga de la base

de datos ha sido restaurada satisfactoriamente y se encuentra lista para ser

modificada si el usuario así lo desea, de la misma manera, ya se encuentra lista

la instancia para que el compilador de la base de datos que en este caso es el

Microsoft Visual Web Developer 2008 Express Edition pueda llamar la base de

datos con la tabla lista para la compilación dentro del algoritmo.

114


CHÍA”.

Ilustración 26. Base de datos cargada y lista para ser utilizada por Microsoft Visual Developer

Como se puede apreciar en la ilustración 26, el programa que para este caso

será el administrador de la base de datos en SQL, muestra la tabla llamada

“dbo.PREDIO” con los atributos asignados para que pueda interpretarlos el

compilador del Visual Developer 2008, donde se ejecutara dicho algoritmo. Las

bases de datos utilizadas para este estudio, provienen de la cartografía

disponible en la oficina de planeación municipal de Chía como se había

mencionado anteriormente y aprovechando que se tenían en formato shape .shp

se realizó un back up de la información generada en bases de datos por el

programa donde fueron creadas por la oficina de planeación que para este caso

se cree que fue ArcGis 10; se debe tener en cuenta que la fuente de información

no es relevante ya que el proceso de geocodificación debe garantizar la

heterogeneidad de las estructuras de las fuentes de información y dar un

resultado que cumpla con las expectativas en la ubicación de direcciones.

En total se realiza un proceso de geocodificación aproximadamente de 12.433

direcciones prediales.

Teniendo instalado en su totalidad el Administrador de la base de datos como ya se había mencionado anteriormente el Microsoft SQL Server 2014 Management

115


CHÍA”.

Studio; se necesita adicionalmente, de un software necesario para que cumpla con las expectativas planteadas del proyecto; el desarrollo del WebService.

ANEXO 2

Manual general, especificaciones técnicas e instalación del software

Microsoft Visual Web Developer 2008 Express Edition.

‒ Microsoft Visual Web Developer 2008 Express Edition

Visual Web Developer es un entorno integrado de desarrollo para la creación de

sitios Web que utilicen la tecnología ASP.NET21 y que forma parte de la familia

de aplicaciones Visual Studio de Microsoft.

Más orientado a la programación que al diseño, Visual Web Developer incluye

un editor visual WYSIWYG22 y otro HTML con autocompletado de código

(IntelliSense), coloración de sintaxis y validación. Aparte de ASP.NET, otros

lenguajes también soportados por la aplicación son Visual Basic.NET y CSharp.

Visual Web Developer incluye también un servidor web local para realizar

pruebas, un depurador para localizar errores en el código fuente y una

herramienta para publicar los sitios creados.

La versión 2008 de Visual Web Developer ha incorporado algunas novedades

como la vista dividida, que permite ver al mismo tiempo el código fuente de la

página y su diseño; un gestor de hojas de estilo en cascada y una ventana de

21 ASP.NET es un framework web gratuito para la construcción de grandes sitios Web y aplicaciones Web utilizando HTML, CSS y JavaScript. También puede crear APIs Web, sitios móviles, utilizan las tecnologías en tiempo real como Web Sockets y mucho más. Fuente: http://www.asp.net/get-started 22 Un editor WYSIWYG (del inglés "What You See Is What You Get", que significa "lo que se ve es lo que se obtiene") es un tipo de editor HTML que permite editar la página web en una vista simplificada sin código que se parece al diseño de página real. Existen dos tipos habituales: Los editores de vista de código: muestran las vistas Diseño/Normal, Vista previa y HTML. La vista HTML se puede usar para editar el código. Los editores de inserción HTML: utilizan una pestaña de menú "Insertar" para ofrecer la edición HTML. Fuente: https://support.google.com/adsense/answer/181949?hl=es

http://www.asp.net/get-started

https://support.google.com/adsense/answer/181949?hl=es

116


CHÍA”.

propiedades CSS para facilitar la aplicación de estilos en cualquier página web o

el soporte mejorado para Javascript y AJAX.

‒ Microsoft Visual Web Developer 2008 Express Edition, para realizar

conexión con el administrador de la base de datos desde Microsoft SQL

Server 2014 Management Studio.

En primera instancia, se debe contar con el instalador del programa ya

descargado o en su defecto copiado desde algún tipo de almacenamiento

magnético. Para este caso se descargó del sitio Web http://visual-web-

developer.uptodown.com/ donde brinda de manera práctica al usuario una

descarga rápida y completa. El link de descarga ofrece una versión visual-web-

developer-2008-express-9.0.exe, la cual se procederá a instalar y se muestra a

continuación:

Ilustración 27. Pasos para la instalación de Microsoft Visual Web Developer 2008 en el sistema

operativo del PC.

Se aprecia en la ilustración 27, un cuadro de dialogo brindando una bienvenida

al usuario de la instalación de la cual se continuará con la instalación haciendo

clic en el icono donde se seguirán solicitando instrucciones. Enseguida

http://visual-web-developer.uptodown.com/

http://visual-web-developer.uptodown.com/

117


CHÍA”.

se aceptan los términos y condiciones de la licencia donde a continuación vuelve

a mostrarse otro cuadro de dialogo reiterando la versión y tipo de instalación que

se desea instalar.

Y finalmente, se mostrara en pantalla un cuadro de dialogo informando al usuario

la cantidad de espacio que requiere en el disco duro del equipo de cómputo y la

cantidad de archivos que se descomprimirán durante la instalación.

Ilustración 28. Espacio requerido y cantidad de archivos que se descargaran para su correcto

funcionamiento.

A medida que el programa se instala, irán apareciendo unas viñetas de color

verde indicando que la instalación se está ejecutando sin ninguna novedad

aparente y que el sistema operativo puede descargar e instalar el programa sin

ningún problema de compatibilidad debido a su versión 2008, tampoco

problemas de arquitectura con la que corre internamente el procesador del

equipo de cómputo (para este caso es de 64 bits).

Ilustración 29. Correcta instalación “Visual Web Developer 2008”.

118


CHÍA”.

Como se mencionó anteriormente, la ilustración 29 muestra que el programa se

instala de una manera satisfactoria.

Cuando el programa finalice su instalación, ya este se encuentra listo para su

primer uso; lo primero que se debe realizar es abrir el programa desde el inicio

de programas de Windows (para este caso, toda la estructura, diseño, ejecución,

y algoritmos se encuentran realizados en software diseñado para ser compatible

con sistemas operativos de Windows XP, Vista, 7 desde su versión Basic, hasta

la Enterprise, Windows 8 y su versión de actualización gratuita a Windows 10).

El desarrollo del algoritmo o código fuente está diseñado o creado desde el

compilador del respectivo Software (Microsoft Visual Web Developer), debido a

la gran variedad de herramientas que ofrece el mismo. Los archivos que resultan

de este desarrollo se guardan en un formato tipo Microsoft Visual Studio Solution,

y para el caso de este proyecto el código posee el nombre de “WSGeo” en

extensión .sln - .dsw.

119


CHÍA”.

Ilustración 30. Carga del archivo con el Código fuente para la Ejecución del Servidor Web

Una vez ingresada la base de datos la cual se menciona en anteriores numerales

llamada TESIS.bak, el programa permite al usuario trabajar directamente el

Código fuente desde un ambiente Web.Config donde permitirá la opción de llevar

la ejecución del mismo teniendo acceso a la revisión de cualquier tipo de error o

notificación que el programa emita (una de las ventajas de para la selección del

respectivo software).

De la misma manera, dentro del algoritmo, se procedió a realizar la conexión con

la base de datos “TESIS.bak”. Para lograr dicha conexión se utiliza la siguiente

línea de Código: SQLOLEDB; Data Sourse=SERGIO\SQLEXPRESS;Initial

Catalog=TESIS; Integrted Security=SSPI”\>.

Esta línea de código genera la sentencia la cual conecta la base de datos desde

SQL Server 2014 Management Studio y permite trabajar sobre un ambiente Web

sin necesidad de estar conectados directamente a internet. En la ilustración que

se muestra a continuación, se puede apreciar la línea de código resaltada dentro

del algoritmo; la sentencia de conexión con un breve resumen de todos los

parámetros de configuración con los que se ejecutara el código.

120


CHÍA”.

Ilustración 31. Sentencia de conexión que conecta con la base de datos para ejecutar el algoritmo.

121


CHÍA”.

ANEXO 3

122


CHÍA”.

ANEXO 4

123


CHÍA”.

ANEXO 5

124


CHÍA”.

ANEXO 6

Documents

ELABORACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN …repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/14694/1/LatorreDavidRozoSergio2016.pdf · elaboraciÓn e implementaciÓn de un geocodificador