Servidores de mapas para integrar salidas de modelos

Jun 02, 2020 General

Uno de los productos básicos que se generan a partir de las salidas de modelos numéricos son los mapas. Ya sean modelos meteorológicos, modelos fotoquímicos de calidad del aire, modelos de dispersión, modelos de oleaje u otros modelos, para todos resulta útil representar sobre un mapa distintas variables como la temperatura del aire, velocidad y dirección del viento, concentración de una especie contaminante, altura significativa de las olas, o cualquier otra magnitud calculada por el modelo.

wms

Los mapas pueden ser imágenes estáticas, en los que el tamaño, extensión geográfica, paleta de colores, ejes, etiquetas, y resto de elementos gráficos están fijados, y en los que el usuario que está viendo el mapa no puede intervenir. No obstante, es más habitual que los mapas sean interactivos, donde el usuario puede escoger el nivel de zoom, el área de interés, las variables o combinación de variables representadas sobre el mapa, bases topográficas, escalas de colores, etc., de manera que pueda construirse una visualización a medida, permitiendo sacar más rendimiento de los resultados.

Para poder implementar mapas interactivos vamos a considerar una arquitectura de cliente-servidor en la que el servidor se encarga de proveer un servicio o un recurso, en este caso un mapa, y el cliente es quien va a consumir este recurso. Es aquí donde aparece el concepto de servicio de mapas (Web Map Service), un protocolo estándar desarrollado por el Open Geospatial Consortium (OGC) en el 1999 para proveer mapas georeferenciados de forma neutral a través de internet. Existen muchas aplicaciones cliente que permiten consumir este tipo de servicio, entre las cuales, por ejemplo: Google Earth, Esri ArcGIS, Autodesk, MATLAB, QGIS, GRASS GIS, OpenLayers, Leaflet, entre otras.

A nivel de integración, usar un servidor de mapas reporta ventajas. Consideremos, por ejemplo, una plataforma desarrollada por una compañía que proporciona unos determinados servicios a sus clientes, entre los cuales, la visualización de información sobre mapas. Este contenido puede generarlo la propia compañía o bien puede conseguirlo de una tercera parte. Es este último caso, si la tercera parte proporciona acceso a sus mapas con un servidor de mapas, la integración con la plataforma se podrá hacer de manera mucho más fácil, rápida y ágil, al tratarse de un protocolo estándar que define exactamente qué consultas y de qué manera pueden realizarse. Lo único que se requerirá para la integración será una URL y unas credenciales o método de autenticación si fuera necesario. El propio servicio dispone de métodos para descubrir qué información está almacenada en el servidor y en qué formatos puede consumirse.

Con tal de facilitar el acceso a la información generada por los modelos, Meteosim dispone de dos canales: un servidor de mapas que proporciona mapas y una API para consumir el resto datos (series sobre puntos de interés, perfiles verticales, rosas de viento, simulaciones bajo demanda, etc.). El servidor de mapas de Meteosim está implementado con la plataforma de código abierto Mapserver. Mapserver soporta numerosos estándares de la OGC, entre los cuales:

 

  • Web Map Service (WMS/WMTS). Este servicio produce mapas georeferenciados en formato de imagen (png, jpg, …)
  • Web Feature Service (WFS). Proporciona acceso directo a información geográfica en formato vectorial (GML, Geojson, …).
  • Web Coverage Service (WCS). Permite el intercambio de datos geoespaciales como «coberturas», permitiendo el acceso sin filtrar a la información ráster (GeoTIFF, netCDF, …).

 

Se escogerá un servicio u otro dependiendo de las características requeridas. Por ejemplo, si se desea superponer una capa con la previsión de temperatura y solo se requiere las isolíneas de contorno con una escala de colores, el servicio WMS es adecuado. Si además se quiere que estas líneas de contorno tengan asociados los valores numéricos a los que corresponden, por ejemplo, para que al pinchar la imagen aparezca este valor, entonces deberá usarse el WFS. Por último, si se desea acceder a la información bruta del modelo, a los valores correspondientes a cada punto de malla y generar a partir de ellos los mapas, el servicio WCS proporciona estos datos. Con estos tres servicios se cubren todas las necesidades posibles, y suponen más o menos intervención por parte del cliente hasta generar el mapa final, de menor a mayor: WMS, WFS y WCS.

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