Temario - UPMpdi.topografia.upm.es/m.manso/docencia/IDE_plan92... · Una imagen de satélite una matriz de elevación digital Miguel A. Bernabé +Miguel A. Manso+ Daniela Ballari

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Miguel A. Bernabé +Miguel A. Manso+ Daniela Ballari . Grupo de Trabajo MERCATOR. Dep. Ingeniería Topográfica y Cartografía. UPM


Temario

� 1. ¿Qué es un Web Coverage Service?

� 2. ¿Qué es una Cobertura?

� 3. Diferencia con otros servicios OGC: WMS y WFS

� 4. Operaciones� 4.1. GetCapabilities

� 4.2. DescribeCoverage

� 4.3. GetCovergare

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¿Qué es WCS?

� Es otro de los servicios OGC

� Objetivo: obtener e intercambiar información geoespacial en forma de coberturas.

¿Qué es una cobertura?


Definición de dataSet

� Un dataset (conjunto de observaciones) es una función simple o multi-evaluada de una o más variables independientes.

D = [y1, y2, ... , yi] = [f1(x1, x2, ... , xj),

f2(x1, x2, ... , xj),

…,

fi(x1, x2, ... , xj)]

� Una observación puede tener más de un valor.

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� Es un objeto o fenómeno (feature)� que asocia posiciones

� a valores de atributo

� dentro de un espacio y tiempo limitado (espacio-temporal)

Ejemplos

� una imagen ráster,

� Una imagen de satélite

� una matriz de elevación digital


Definición cobertura

� Una cobertura es una función dependiente del espacio y tiempo cuyos valores pertenecen a un dominio o rango de valores (observaciones).D = [y1, y2, ... , yi] = [f1(x,y,z,t, x1,x2 ... , xj),

f2(x,y,z,t, x1,x2... , xj),

…,

fi(x,y,z,t, x1,x2 ... , xj)]

D = [y1, y2, ... , yi] = [ f1x,y,z,t(x1 ... , xj),

f2x,y,z,t(x1 ... , xj),

Función espacial ...

fix,y,z,t(x1 ... , xj)]

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Conceptos clave

� Función

� Función espacial

� Dominio

� Rangos

� Observaciones

++

++

+

****

*Dominio Rango

20

40

60 80100

120

140

1600

0

10

20

30

40

50

60

70

80

J F M A M J J A S O N D



� Imágenes de satélite

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� Modelo digital de elevaciones


Tipos de coberturas

� Coberturas Matriciales (2D, 3D, 4D)

� Red de triángulos irregulares (TIN)

� Coberturas multipunto

� Mapas temáticos (superficie de cobertura)

� Cobertura de polígonos

� Curva segmentada de un TIN

� ….

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Diferencia con otros servicios OGC: WMS

� Un WMS devuelve un mapa estático (imagen de los datos)

� representación

� WCS retorna datos con su semántica original

� datos


Diferencia con otros servicios OGC: WFS

� Un WFS devuelve features geoespaciales discretos

� WCS devuelve una representación de fenómenos de distribución continua

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Cobertura frente a Feature

� Cobertura es una especialización de Feature

� Cobertura es una función

� Feature: Vista microscópica (adquisición)

� Cobertura: vista macroscópica (análisis)

� Una Cobertura puede interpolarse


Servicio Web de coberturas

Un WCS proporciona un servicio Web sobre coberturas de datos:

� Consultas espaciales (especializadas en datos matriciales)� Consultas temporales (independientes de las espaciales)� Transformación o conversión de coordenadas (opcionalmente)� Selección de rangos de datos y subrangos� Posibilitar múltiples interpolaciones� Soportar y ofrecer múltiples formatos de salida

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Descripción de Cobertura.

� Descripción del dominio matricial


Descripción del dominio

� Descripción de coberturas TIN

� Etc.

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Descripción de la dimensión (range)

� Descripción del conjunto de dimensiones (RangeSet) es similar para los 5 tipos de coberturas

� Cada cobertura tiene un rango con uno o más componentes:� por ejemplo: la temperatura, presión, humedad ( por cada

posición en una región)

� Cada componente del rango tiene una observable � Cada componente del rango puede ofrecer distintos

métodos de interpolación espacial


� Cada observable tiene un nombre, una descripción y un sistema de referencia espacial (uom, lista de categorías,..)

� Pueden ser nominales, ordinales, intervalos, relación de observaciones

• Por ejemplo: tipo de bosque, densidad de población (máxima, media o baja), temperatura del océano, velocidad del viento

� Valores escalares frente a componentes de observables

Observables: Descripción de la dimensión

0

10

20

30

40

50

60

70

80


10


Ejes de los dimensiones

� La componente observable son semánticamente idénticas, excepto en que dependen de los valores de algunos parámetros de las medidas (por ejemplo: mes, frecuencia, edad, especies)� Por ejemplo: precipitación por mes, radianza por longitud de onda, etc.

� Generalmente útiles para definir

un RangeAxis y

RangeAxisExtent

0

10

20

30

40

50

60

70

80


Range Axis (month)

Obs

erva

tion

(rai

nfal

l)


Ejemplos de ejes en la dimensión (RangeAxis)

Un observable escalar, por ejemplo “temperatura” – no necesita RangeAxis

Para la respuesta espectral: “radianza“ está relacionada con el RangeAxis “número de banda” (en este caso un ordinal) y frecuentemente (relación)

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¿Cómo podemos obtener una cobertura?

� Necesitamos conocer el punto de ingreso de un servidor de coberturas� Ejemplo:

http://www.idee.es/wcs/IDEE-WCS-UTM31N/wcsServlet?

� Realizar las operaciones estandarizadas por OGC:� GetCapabilities, � DescribeCoverage� GetCoverage


Qué puede hacer un WCS?

GetCapabilities:•Metadatos del servicio y de las coberturas que ofrece

DescribeCoverage:•Descripción detallada de una o varias coberturas.

GetCoverage•Obtener una cobertura o parte de ella.

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OPERACIONES

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WCS-GetCapabilities

� Con ella obtenemos � metadatos del servicio

� Y metadatos de las coberturas que contiene.


WCS-GetCapabilities

WCS

Petición GetCapabilities

Respuesta Capacidades XML

� Documento en xmldescriptor del servicio y con una breve descripción de las coberturas

xml

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WCS-GetCapabilities

� Peticiones por métodos� Get

� Post


WCS-GetCapabilities: parámetros (GET)

UPDATESEQUENCE

/WCS_Capabilities/Service

/WCS_Capabilities/Capability

/WCS_Capabilities/ContentMetadata

SECTION

WCSSERVICE

1.0.0VERSION

GetCapabilitiesREQUEST

Ejemplo

http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?REQUEST=GetCapabilities&VERSIOn=1.0.0&SERVICE=WCS

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WCS-GetCapabilities: parámetros (GET)

� Por método POST

<GetCapabilities version="1.0.0" service="WCS">

<section>/WCS_Capabilities/Capability</section>

</GetCapabilities>


� Archivo xml

� ¿Qué nos informa el documento?

WCS-GetCapabilities: Respuesta

xml

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WCS-GetCapabities: Respuesta

WCS_GetCapabilities

Service Capability ContentMetadata

Metadatos del servicio•Descripción delservidor•Nombre del servidor•Palabras claves•Restricciones deAcceso

Contiene los puntos de acceso para cada petición, en método GET y POST

CoverageOfferingBrief

•Nombre de la cobertura•Descripción•Bounding Box de los datos disponibles en WGS84 y expresado en GML•Posición temporal•Palabras Claves


WCS_GetCapabilitiesActividad 1:

Realizar la siguiente petición GetCapabilities y analizar el documento de capacidades.

Ejemplo

http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?REQUEST=GetCapabilities&VERSIOn=1.0.0&SERVICE=WCS

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Listado de Servidores WCS

� http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?

� http://hypnos.cbs.umn.edu/cgi-bin/mapserv?map=/data/wcs/demo.map

� http://www.ionicsoft.com:8080/wcs/coverage/ASTER?

� http://www.idee.es/wcs/IDEE-WCS-UTM31N/wcsServlet?


WCS-GetCapabities: Capabilities_service

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WCS-GetCapabities: Capabilities_Capability


WCS-GetCapabities: Capabilities_ContentMetadata

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WCS_GetCapabilitiesActividad a Distancia 2:

Elegir un servidor de la lista de la diapositiva 19 y realizar una petición GetCapabilities

¿Qué coberturas ofrece el siguiente Servidor WCS? ¿En qué sistemas de referencia?


� Conocemos las coberturas que contiene el servicio

� Ahora se desea conocer más detalles sobre una de ellas.

DescribeCoverage

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WCS-Describe Coverage

� Por GetCapabilities sólo conocemos

� su nombre: <name> srtm</name>

� Una descripción: <label>Modelo Digital del Terreno en malla regular a 90m de resolución</label>

� Su BoundigBox:<lonLatEnvelope srsName="WGS84(DD)"><gml:pos>-180 -90</gml:pos> <gml:pos>180 90</gml:pos> </lonLatEnvelope>


WCS-DescribeCoverage

WCS

Petición DescribeCoverage

Respuesta Documento XML

� Documento xml con la descripción completa de una o mas coberturas.

xml

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WCS-DescribeCoverage: parámetros (GET)

Name1,name2….

Por defecto trae todas las coberturas

COVERAGE

WCSSERVICE

1.0.0VERSION

DescribeCoverageREQUEST

Ejemplo

http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?Request=DescribeCoverage&SVersion=1.0.0&Service=WCS&coverage=srtm


WCS-DescribeCoverage: POST

� Por método POST

<DescribeCoverage service="WCS" version="1.0.0">

<Coverage>Landsat_TM_Mosaic</Coverage>

<Coverage>Census_population_tables</Coverage>

</DescribeCoverage>

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WCS_DescribreCoverage: Respuesta

WCS_CoverageDescription

CoverageOffering Describe las capas pedidas. Amplia la información del archivo de capacidades, en cuanto al dominio y rango de la cobertura

domainSet

rangeSet

SupportedCRSs

supportedFormats

supportedInterpolations

Localización espacial y/o temporal.

Define propiedades (categorías, valores, medidas) asignadas a cada localización en el dominio.

Listado de CRSs en los cuales el servidor puede entender las peticiones y generar las respuestas GetCoverage.

GeoTiff, HDF-EOS, DTED, NITF, GML

Opcional. El servidor puede interpolar valores de coberturas cuando se requieren remuestreos,

reproyecciones u otras generalizaciones.



� Sistemas de referencia en los que la cobertura es ofrecida � coordenadas extremas � Descrito en GML

domainSet Dominio Espacial

Dominio Temporal

Dominio Espacial

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� Estructura interna de la grilla, su resolución. • Descrito en GML

domainSet

Dominio Espacial



� Tiempo para los cuales los datos están disponibles.� Secuencia de tiempo instantánea o períodos de tiempo.• Descrito en GML

domainSet

Dominio Temporal

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rangeSet� Define propiedades (categorías, valores, medidas) asignadas a cada localización en el dominio.• Tales propiedades puede ser un valor escalar (numérico o texto), como densidad de población; o valores compuestos (vectores) como radiaciones de longitud de onda.



rangeSet

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SupportedCRSs•Listado de CRSs•en los cuales el servidor puede entender las peticiones •y generar las respuestas GetCoverage•También puede incluir el CRS nativo de los datos



supportedFormatsGeoTiff, HDF-EOS, DTED, NITF, GML

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supportedInterpolationsMétodos de Interpolación

•Nearest neighbor•Bilineal•Bicubic

•Lost area•Barycentric

•None: la interpolación no estádispnible


WCS_DescribeCoverageActividad 3

Realizar la siguiente petición DescribeCoverage y analizar el documento de xml devuelto

Ejemplo

http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?Request=DescribeCoverage&SVersion=1.0.0&Service=WCS&coverage=srtm

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WCS_DescribeCoverageActividad a Distancia 4:

Elegir una de las coberturas ofrecidas por alguno de los servidores: � http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?

� http://hypnos.cbs.umn.edu/cgi-bin/mapserv?map=/data/wcs/demo.map

� http://www.ionicsoft.com:8080/wcs/coverage/ASTER?

� Obtener mas información descriptiva sobre la cobertura


WCS-GetCoverage

� Una vez conocidas en profundidad las características de la cobertura estamos en condiciones de solicitarla al servidor.

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WCS-GetCoverage

WCS

Petición GetCoverage

Respuesta cobertura

� Devuelve una cobertura (valores o propiedades de un conjunto de localizaciones geográficas) en el formato solicitado.


WCS_GetCoverage: parámetros

EXCEPTIONS

FORMAT

RESX RESY

RESZ

WIDTH HEIGHT

[DEPTH]

Val1,val2,… Min,max,res,PARAMETER

Time1,time2,… Min/max/res,….TIME

Minx,miny,maxx,maxy,minz,maxz.BBOX

Sistema de Referencia en el cual se pide la respuestaRESPONSE_CRS

CRS

NombreCOVERAGE

GetCoverageREQUEST

1.0.0VERSION

WCSSERVICE

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WCS_GetCoverageActividad 5

Realizar la siguiente petición GetCoverage

Ejemplo

http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?Service=WCS&Version=1.0.0&Request=GetCoverage&CRS=EPSG:4326&Coverage=srtm&BBOX=1.544542,28.037322,14.11119,43.7088&Width=1800&Height=1800&format=image/geotiff_int16



Realizar la siguiente petición al del servidor:

http://mapas.topografia.upm.es/cgi-bin/v46/WCS?Service=WCS&Version=1.0.0&Request=GetCoverage&CRS=EPSG:4326&Coverage=srtm&BBOX=-2.544542,39.037322,1.11119,42.7088&Width=1800&Height=1800&format=image/geotiff_int16

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Modificar la petición para: � Ampliar el área descargada (BBOX)

� Solicitar la respuesta en coordenadas UTM (EPSG:23030)

� Modificar el ancho y alto (WIDTH Y HEIGHT). ¿Qué cambia en la cobertura obtenida?


Cliente Web para descargar coberturas

� http://demo.ionicsoft.com/geoviewer/

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� http://demo.ionicsoft.com/geoviewer/

• Se incluye el URL de un servidor WCS



• Coberturas que posee el servidor

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Cliente Web para descargar coberteras

• Administrador de capas



• Configuración de la cobertura:

• Elección de bandas, time, etc

Documents

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