Los sistemas de información geográfica distribuida se refieren a sistemas GI que no tienen todos los componentes del sistema en una ubicación física. Puede ser procesamiento, base de datos, renderizado o interfaz de usuario. Es un caso especial de computación distribuida con ejemplos de sistemas distribuidos, incluido un sitio web GIS y GIS móvil. La asignación de recursos proporciona modelos empresariales y basados en producción para GIS (que involucran múltiples bases de datos, varias computadoras que realizan análisis espaciales y un ecosistema diverso de dispositivos de cliente con soporte a menudo espacial). El GIS distribuido permite un modelo de servicio compartido que incluye fusión de datos (o mashups ) basado en servicios web Open Geospatial Consortium (OGC) . La tecnología GIS distribuida permite sistemas modernos de mapas en línea (como Google Maps y Bing Maps ), servicios de ubicación (LBS) , GIS web (como ArcGIS Online) y numerosas aplicaciones habilitadas para mapas. Otras aplicaciones incluyen transporte, logística, servicios públicos, sistemas de información agrícola/granja, sistemas de información ambiental en tiempo real y análisis de movimiento de personas. En términos de datos, el concepto se ha ampliado para incluir información geográfica voluntaria. El procesamiento distribuido mejora el rendimiento del análisis espacial mediante el uso de técnicas como el procesamiento paralelo.
El término SIG Distribuido fue acuñado por Bruce Gittings en la Universidad de Edimburgo . Fue responsable de uno de los primeros SIG distribuidos basados en la web. En 1994, desarrolló e implementó el Localizador Mundial de Terremotos, que proporcionaba mapas de terremotos recientes a un usuario independiente de la ubicación que usaba el Sistema de Mapeo Xerox PARC , una interfaz administrada con sede en Edimburgo , que recibía datos en tiempo real de la Información Nacional de Terremotos . Center (USGS).) en Colorado , Estados Unidos . Gittings enseñó por primera vez un curso sobre este tema en 2005 como parte de un programa de maestría en SIG en la institución. Debido a que no había ninguna entrada en Wikipedia sobre SIG distribuido en ese momento, desafió a sus alumnos a crear una en 2007 como ejercicio de clase.
Un GIS empresarial se refiere a un sistema de información geográfica que agrega datos geográficos a través de múltiples departamentos y sirve a toda la organización. La idea principal del GIS corporativo es resolver los problemas del departamento de manera colectiva, no individual. Cuando las organizaciones comenzaron a usar GIS en las décadas de 1960 y 1970, la atención se centró en proyectos individuales, en los que los usuarios individuales creaban y mantenían conjuntos de datos en sus computadoras de escritorio. Con la colaboración y el flujo de trabajo generalizados entre departamentos, muchas organizaciones en los últimos años han pasado de sistemas GIS independientes y autónomos a enfoques más integrados que comparten recursos y aplicaciones.
Algunos de los beneficios potenciales que puede proporcionar un GIS empresarial incluyen una reducción significativa en la redundancia de datos en el sistema, mayor precisión e integridad de la información geográfica y un uso y uso compartido más eficiente de los datos. Debido a que los datos son una de las inversiones más importantes en cualquier software GIS, es importante cualquier enfoque que reduzca los costos de adquisición mientras mantiene la calidad de los datos. La adopción de un SIG empresarial también puede reducir el costo total de mantenimiento y mantenimiento de un SIG, lo que permite un uso más eficiente de los recursos SIG empresariales. Los datos se pueden integrar y utilizar en los procesos de toma de decisiones en toda la organización.
El Sistema de información geográfica empresarial es similar al SIG empresarial y satisface de manera integral las necesidades de la organización en cuanto a información espacial en su conjunto. Un SIG empresarial consta de cuatro elementos tecnológicos, que son datos, estándares, tecnología de la información y personal calificado. Es un enfoque coordinado que se aleja del GIS de escritorio fragmentado. El diseño de un SIG corporativo incluye la construcción de una base de datos corporativa centralizada que pretende convertirse en el recurso principal para toda la organización. Una base de datos empresarial está específicamente diseñada para cumplir con los requisitos de una organización de manera eficiente y efectiva. Importante para el SIG empresarial es la gestión eficaz de la base de datos empresarial y el establecimiento de estándares como OGC para cartografía y bases de datos.
Los beneficios incluyen que todos los usuarios de una organización tienen acceso a datos compartidos, completos, precisos, de alta calidad y actualizados. Todos los usuarios de la organización también tienen acceso a tecnologías compartidas y personas con experiencia. Esto mejora la eficiencia y la eficacia de la organización en su conjunto. Una base de datos empresarial bien administrada reduce la recopilación y el almacenamiento redundantes de información en toda la organización. Al centralizar recursos y esfuerzos, reduce el costo total.
El GIS móvil moderno es una poderosa plataforma de integración de procesos comerciales geocéntricos que le permite crear empresas espaciales. El número de dispositivos móviles en circulación ha superado la población mundial (2013) con una rápida aceleración en iOS , Android y tabletas Windows 8 listas para usar. Las tabletas se están volviendo rápidamente populares para su uso en el campo. Los estuches de bajo costo con certificación MIL-STD-810 convierten las tabletas de consumo en dispositivos completamente resistentes pero livianos para uso en campo a un 10 % del costo de las computadoras portátiles reforzadas heredadas.
Si bien no todas las aplicaciones GIS móviles están limitadas a dispositivos, muchas lo están. Estas restricciones son más aplicables a dispositivos más pequeños, como teléfonos móviles y PDA . Dichos dispositivos tienen pantallas pequeñas con baja resolución, memoria y potencia de procesamiento limitadas, teclados deficientes (o inexistentes) y batería de corta duración. Se pueden encontrar limitaciones adicionales en las aplicaciones de tabletas basadas en clientes web: interfaz gráfica de usuario web e integración de dispositivos deficientes, dependencia en línea y un caché de cliente web fuera de línea muy limitado.
Los servicios de ubicación (LBS) son servicios que se distribuyen a través de una red inalámbrica y brindan información relacionada con la ubicación actual del usuario. Estos servicios incluyen cosas como "encontrar mi más cercano...", direcciones y varios sistemas de monitoreo de vehículos como el sistema GM OnStar, entre otros. Los servicios basados en la ubicación generalmente se ejecutan en teléfonos móviles y PDA y están destinados al uso del público en general en lugar de los sistemas GIS móviles destinados a las empresas. Los dispositivos pueden ser descubiertos por triangulación usando una red móvil y/o GPS.
Un servicio de mapas web es un medio para mostrar e interactuar con mapas en la web. El primer servicio de mapas web fue Xerox PARC Map Viewer, creado en 1993 y dado de baja en 2000.
Hay 3 generaciones de servicio de mapas web. La primera generación existe desde 1993 y consistía en tarjetas gráficas simples que tenían una función de un solo clic. La segunda generación existe desde 1996 y todavía se usa hoy en día con tarjetas gráficas de un solo clic. Sin embargo, también tenían capacidades de zoom y panorámica (aunque lentas) y se podían configurar mediante la API de URL. La tercera generación existe desde 1998 y fue la primera en incluir tarjetas resbaladizas. Utilizan la tecnología AJAX para proporcionar una panorámica y un zoom continuos. Se configuran usando la URL API y pueden tener funciones avanzadas programadas usando el DOM .
Los servicios de mapas web se basan en el concepto de mapas gráficos, donde se define un área de superposición de imágenes (por ejemplo, GIF). La tarjeta gráfica se puede procesar en el lado del cliente o del servidor. Debido a que la funcionalidad está integrada en el servidor web, el rendimiento es bueno. Las tarjetas gráficas pueden ser dinámicas. Cuando los mapas de imágenes se utilizan con fines geográficos, el sistema de coordenadas se debe convertir a un origen geográfico para cumplir con el estándar geográfico de tener el origen en la parte inferior izquierda. Los mapas web se utilizan para los servicios de geolocalización.
La búsqueda local es un enfoque reciente de la búsqueda web que incluye información geográfica en las consultas de búsqueda para que los enlaces que devuelve sean más relevantes para el lugar donde se encuentra. Se originó a partir de la creciente conciencia de que muchos usuarios de motores de búsqueda lo utilizan para encontrar un negocio o servicio en un área determinada. La búsqueda local ha estimulado el desarrollo de la cartografía web, que se utiliza como una herramienta para usar en búsquedas restringidas geográficamente (consulte Mapas de búsqueda en tiempo real) o como un recurso adicional que se devuelve junto con las listas de resultados de búsqueda (consulte Google Maps). Esto también ha llevado a un aumento en el número de pequeñas empresas que anuncian en línea.
En GIS distribuido, el término mashup se refiere a un servicio web genérico que reúne contenido y funcionalidad de diferentes fuentes; Los mashups reflejan la separación de información y presentación. Los mashups se utilizan cada vez más en aplicaciones comerciales y gubernamentales, así como en el dominio público. Cuando se usa en un SIG, refleja el concepto de conectar una aplicación a un servicio de mapas. Un ejemplo es combinar Google Maps con Chicago Crime Statistics para crear el Chicago Crime Statistics Map . Los mashups son rápidos, ofrecen una buena relación calidad-precio y asumen la responsabilidad de los datos del creador.
Los sistemas de segunda generación proporcionan mashups basados principalmente en parámetros de URL, mientras que los sistemas de tercera generación (como Google Maps) permiten la personalización a través de secuencias de comandos (como JavaScript ).
La Iniciativa para el Desarrollo en la Unión Europea de la Infraestructura para la Información Espacial en la Sociedad Europea (INSPIRE) indica que este tema está ganando cada vez más conciencia a escala nacional y de la UE. Este argumenta que existe la necesidad de crear "información de geoinformación de calidad" que sería útil para una mejor comprensión de las actividades humanas en los procesos ecológicos. Por lo tanto, este es un proyecto ambicioso que tiene como objetivo crear una base de información espacial europea.
La Estrategia GI para Escocia se introdujo en 2005 para garantizar una SDI sostenible como parte del plan de implementación One Scotland, One Geography. Esta documentación señala que debe proporcionar un enlace a los "Espacios, Personas y Lugares de Escocia". Si bien los planes para una estrategia de IG han existido durante algún tiempo, se reveló en la conferencia AGI Escocia 2007 que una revisión reciente del presupuesto del gobierno escocés indicó que no habría recursos disponibles durante el próximo período para financiar la iniciativa. . Por lo tanto, se debe presentar un plan de negocios para delinear los costos y beneficios asociados con la adopción de una estrategia.
Estándares básicos para el Consorcio Geoespacial Abierto de SIG Distribuido . OGC es un grupo internacional sin fines de lucro que tiene como objetivo llevar SIG a la web y, a su vez, traer la geo-red. Uno de los principales problemas asociados con los SIG distribuidos es la interoperabilidad de los datos, ya que los datos pueden venir en diferentes formatos utilizando diferentes sistemas de proyección. Los estándares OGC tienen como objetivo garantizar la interoperabilidad entre los datos y la integración de los datos existentes.
Desde el punto de vista de la interoperabilidad, el uso de estándares de comunicación en un SIG distribuido es especialmente importante. El Open Geospatial Consortium ha desarrollado estándares comunes para datos geoespaciales. Para el intercambio de datos geoespaciales a través de Internet, los estándares OGC más importantes son Web Map Service (WMS) y Web Function Service (WFS).
El uso de puertas de enlace compatibles con OGC permite construir sistemas GIS distribuidos muy flexibles. A diferencia de los sistemas GI monolíticos, los sistemas compatibles con OGC se basan naturalmente en la web y no tienen definiciones estrictas de servidor y cliente. Por ejemplo, si un usuario (cliente) accede a un servidor, que a su vez puede actuar como cliente para una serie de otros servidores para recibir los datos solicitados por el usuario . Este concepto permite extraer datos de cualquier número de fuentes diferentes, siempre que se utilicen estándares de datos consistentes. Este concepto permite la transferencia de datos con sistemas que no tienen la funcionalidad GIS. Una característica clave del estándar OGC es la integración de varios sistemas existentes y, por lo tanto, la inclusión geográfica de Internet. proporcionando diferentes funcionalidades se pueden usar simultáneamente para combinar datos de diferentes fuentes (mashups). De esta forma, se pueden combinar diferentes servicios en servidores distribuidos para una "cadena de servicios" para agregar valor adicional a los servicios existentes. Con el uso generalizado de los estándares OGC por parte de varios servicios web, es posible compartir datos distribuidos entre múltiples organizaciones.
A continuación se describen algunos de los lenguajes importantes utilizados en los sistemas compatibles con OGC. XML significa lenguaje de marcado extensible y se usa ampliamente para mostrar e interpretar datos de computadoras. Por lo tanto, el desarrollo de un sistema GI web requiere varias codificaciones XML útiles que pueden describir de manera eficiente gráficos 2D, como mapas SVG , al mismo tiempo que almacenan y pasan funciones GML simples. Debido a que GML y SVG son codificaciones XML, es muy fácil convertirlas mediante la Transformación de lenguaje de estilo XML ( XSLT ). Esto le da a la aplicación un renderizador GML y, de hecho, es la forma principal en que se ha logrado entre las aplicaciones existentes en la actualidad. XML puede habilitar servicios web innovadores desde una perspectiva GIS. Facilita la traducción de información geográfica de forma gráfica y, en estos términos, Scalar Vector Graphics (SVG) puede producir resultados dinámicos de alta calidad utilizando datos extraídos de bases de datos espaciales. En el mismo aspecto, Google, uno de los pioneros de los SIG web, ha desarrollado un lenguaje propio que también utiliza la estructura XML. KML es un formato de archivo utilizado para mostrar datos geográficos en un navegador de la Tierra como Google Earth, Google Maps y Google Maps para navegadores móviles " Definición de Google KML ".
El Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) es el estándar global para teléfonos móviles en todo el mundo. Las redes que utilizan el sistema GSM proporcionan voz, datos y mensajería en forma de texto y multimedia, así como servicios de web, telenet, ftp, correo electrónico, etc. a través de la red móvil. Casi dos millones de personas ahora usan GSM. Hay cinco estándares GSM principales: GSM 400, GSM 850, GSM 900, GSM-1800 (DCS) y GSM1900 (PCS). GSM 850 y GSM 1900 se utilizan en América del Norte, partes de América Latina y partes de África. En Europa, Asia y Australia se utiliza el estándar GSM 900/1800.
GSM consta de dos componentes: un radioteléfono móvil y un módulo de identidad del suscriptor. GSM es una red celular , que es una red de radio compuesta por varias celdas. Para cada celda, un transmisor (conocido como estación base) transmite y recibe señales. La estación base se controla a través del controlador de la estación base a través del Mobile Switching Center.
Para potenciar GSM, existe el Servicio General de Radio por Paquetes (GPRS), un servicio de datos orientado a paquetes, y el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles ( UTMS) , de tercera generación ( 3G ). Ambos brindan servicios 2G similares , pero con más ancho de banda y velocidad.
El protocolo de aplicación inalámbrica (WAP) es un estándar de transmisión de datos para contenidos y servicios de Internet. Es una especificación segura que permite a los usuarios acceder instantáneamente a la información mediante teléfonos móviles, buscapersonas, radios de dos vías, teléfonos inteligentes y PDA. WAP es compatible con HTML y XML , y WML , y está diseñado específicamente para pantallas pequeñas y navegación con una sola mano sin teclado. WML escala desde pantallas de texto de dos líneas hasta pantallas gráficas de teléfonos inteligentes. Es mucho más estricto que HTML y similar a JavaScript .
Artículo principal: Geoetiquetado
El geoetiquetado es el proceso de agregar metadatos de identificación geográfica a recursos como sitios web, fuentes RSS, imágenes o videos. Los metadatos generalmente consisten en coordenadas de latitud y longitud, pero también pueden incluir altitud, dirección de retención de la cámara, información de ubicación, etc. El sitio web de Flickr es uno de los famosos servicios web que aloja fotos y proporciona funcionalidad para agregar información de latitud y longitud a una imagen. La idea principal es utilizar los metadatos asociados con las imágenes y una colección de fotos. Una etiqueta geográfica es simplemente una etiqueta XML bien formada que brinda las coordenadas geográficas de un lugar. Las coordenadas se pueden especificar en latitud y longitud o en coordenadas UTM .
El vocabulario RDFIG Geo del W3C es la base común para las recomendaciones. Proporciona los nombres globales oficiales para las propiedades de latitud, longitud y altitud. Se dan en un sistema de coordenadas conocido como "datos WGS84". Los datos geográficos definen una aproximación elipsoidal a la superficie de la Tierra; WGS84 es el tipo de datos más utilizado.
El procesamiento en paralelo utiliza múltiples CPU para ejecutar juntas diferentes secciones de un programa. Los equipos geodésicos y de teledetección proporcionan grandes cantidades de información espacial, y cómo gestionar, procesar o utilizar estos datos se ha convertido en un gran desafío en el campo de los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Para solucionar estos problemas, se ha investigado mucho en el campo del procesamiento paralelo de información GIS. Esto implica el uso de una sola computadora con múltiples procesadores o múltiples computadoras conectadas a través de una red que trabajan en la misma tarea. Hay muchos tipos diferentes de computación distribuida, de los cuales el agrupamiento y el procesamiento de malla son los más comunes.
Algunos consideran que la computación en red es la "tercera ola de la tecnología de la información" después de Internet y la Web, y formará la base de la próxima generación de servicios y aplicaciones que impulsarán la investigación y el desarrollo en SIG y campos relacionados. La computación en red permite compartir la potencia de cómputo, lo que le permite lograr un alto rendimiento en computación, administración y servicios. La computación en cuadrícula (a diferencia de una supercomputadora convencional, que realiza computación en paralelo al vincular múltiples procesadores a través de un bus de sistema) utiliza una red de computadoras para ejecutar un programa.
El problema de usar varias computadoras es la dificultad de dividir tareas entre computadoras sin tener que hacer referencia a partes del código que se ejecutan en otros procesadores. La ley de Amdahl expresa la aceleración de un programa como resultado de la paralelización. Afirma que la aceleración potencial de un programa está determinada por la fracción de código (P) que se puede paralelizar: 1/(1-P). Si el código no se puede dividir en varios procesadores, P = 0 y aceleración = 1 (sin aceleración). Si es posible dividir el código para que sea perfectamente paralelo, entonces P = 1 y la aceleración es infinita, teóricamente, aunque existen límites prácticos. Por lo tanto, existe un límite superior en la utilidad de agregar más unidades de ejecución en paralelo. La ley de Gustafson-Baris es una ley estrechamente relacionada con la ley de Amdahl , pero no hace tantas suposiciones y trata de modelar estos factores en una representación de desempeño. La ecuación se puede modelar como S(P) = P − α * (P − 1), donde P es el número de procesadores, S es la aceleración y α es la parte no paralela del proceso.
Hadoop se ha utilizado con éxito en el procesamiento SIG.