Sistema de información para el seguimiento del catálogo de espacios naturales

SISTEMA DE INFORMACIÓN PARA EL SEGUIMIENTO DEL
CATÁLOGO DE ESPACIOS NATURALES PROTEGIDOS
Arnald Marcer
Investigador
Centro de Investigaciones Ecológicas y Aplicaciones Forestales
CREAF, Edificio C, Universidad Autónoma de Barcelona
08193 Bellaterra, España
Escobar, Agustí
Ayudante de Investigación
Centro de Investigaciones Ecológicas y Aplicaciones Forestales
CREAF, Edificio C, Universidad Autónoma de Barcelona
08193 Bellaterra, España
Calvo, Eduard
Ayudante de Investigación
Centro de Investigaciones Ecológicas y Aplicaciones Forestales
CREAF, Edificio C, Universidad Autónoma de Barcelona
08193 Bellaterra, España
Palabras clave: Áreas protegidas, Cartografía, Sistemas de Información
RESUMEN
La gestión de una red de áreas protegidas supone para los gestores de la administración pública un considerable
esfuerzo en la organización y el mantenimiento de la información referente a dichas áreas protegidas. Para cada
área protegida existe información de diferente índole: cartografía, normativa legal aplicable e información sobre su
tramitación, documentos, fotografías, etc. A su vez, esta información está sujeta a variaciones debidas a procesos
de tramitación para su aprobación legal. Para un correcto seguimiento de las áreas protegidas es necesario poder
disponer en cualquier momento de toda la información disponible incluidas las diferentes versiones provisionales
de la misma antes de su aprobación definitiva o final.
Cabe destacar entre toda esta información la de carácter geográfico y en concreto la que constituyen los límites del
área protegida. Estos límites son de suma importancia ya que establecen en qué zonas del territorio son de
aplicación las regulaciones de usos y actividades establecidas por el área protegida. Conocer la traza de los límites
con exactitud es, obviamente, indispensable para una correcta y eficaz aplicación de dichas regulaciones.
En este trabajo se presenta un diseño e implementación informática de un sistema de información capaz de manejar
la información relacionada con la red de áreas protegidas en el ámbito geográfico de Cataluña. El sistema permite a
los gestores de la administración acceder a toda esta información desde un simple navegador de Internet y mantener
la base de datos alfanumérica y cartográfica. La implementación de la aplicación en base al protocolo de Internet
permite el acceso desde cualquiera de los puestos de trabajo de los técnicos de cualquier sede de la administración
ambiental y permite también ofrecer la información al público en general.
1
INTRODUCCIÓN
La gestión de la información referente a las áreas protegidas representa un reto para los gestores de las agencias
gubernamentales encargadas de su custodia. Dicha información es voluminosa, compleja y de diversa índole:
cartografía digital, estudios descriptivos, fotografías, etc. A esto cabe añadirle la complejidad añadida derivada del
mantenimiento de diferentes versiones de dicha información.
Las áreas protegidas son entidades de carácter legal definidas en un contexto político, social y económico concreto.
Variaciones en este contexto pueden implicar modificaciones en las áreas protegidas (nuevas declaraciones de
áreas protegidas, cambios en la regulación existente de usos y actividades, variaciones en sus límites, etc.). Cada
una de estas modificaciones requiere de un proceso de tramitación para su aprobación. Los procesos de tramitación
constan de una serie de pasos en los que los diferentes actores sociales (público, administraciones locales, etc.)
pueden presentar alegaciones que introduzcan variaciones en la nueva regulación, límite, etc., objecto de
tramitación. Por lo tanto, para cada paso de tramitación se puede generar una nueva versión de la información
derivada de la incorporación de las alegaciones presentadas.
El uso de sistemas de información geográfica y demás tecnologías de la información es indispensable para poder
tratar con toda esta información. Estas tecnologías pueden ofrecer eficaces herramientas para el manejo
(almacenamiento, consulta, análisis, publicación, etc.) de dicha información. En el contexto de Cataluña, y por
parte del Departamento de Medio Ambiente y Vivienda, se está llevando a cabo el desarrollo del Sistema de
Información sobre el Patrimonio Natural de Cataluña el cual incluye un módulo de gestión del catálogo de áreas
protegidas.
El módulo de gestión del catálogo de áreas protegidas está compuesto por una base de datos relacional, una
aplicación web y un sistema de información geográfica (incluyendo un servidor de mapas por Internet). La
información alfanumérica referente a las áreas protegidas se almacena en una base de datos relacional y la
información documental y cartográfica se almacenan en el sistema de archivos del servidor. La aplicación web
permite la entrada, edición y explotación de datos, el almacenamiento y recuperación de documentos y fotografías,
y el almacenamiento, recuperación y generación automática de cartografía de límites. La arquitectura del sistema
permite la gestión de la información a través de Internet desde las diferentes sedes de la administración ambiental
(servicios centrales, parques, delegaciones territoriales, etc.). Asimismo, la misma aplicación puede dar respuesta a
la difusión pública de la información.
2
REQUERIMIENTOS
Para el diseño y desarrollo de esta aplicación se han considerado una serie de requerimientos que la aplicación
debía satisfacer para poder dar respuesta a las necesidades de gestión de la información referente a áreas
protegidas. Estos requerimientos son los siguientes:
•
La aplicación ha de poder ser utilizada desde cualquier sede de la administración ambiental a través de Internet
•
La aplicación debe dar respuesta a las necesidades de consulta, edición y explotación de la información por
parte de los gestores de la administración y a las necesidades generales de consulta por parte del público
La aplicación debe poder almacenar información histórica incluyendo las variaciones debidas al proceso de
•
tramitación
La aplicación ha de gestionar toda la información actual e histórica referente a límites geográficos y ha de poder
•
generar automáticamente cartografía de áreas protegidas en base a diferentes criterios de selección
•
La cartografía se ha de poder descargar y ser utilitzada de forma desconectada
•
Los límites de las áreas protegidas se han de poder visualizar y consultar directamente a través de un navegador
de Internet.
La aplicación debe estar enmarcada e integrarse en el Sistema de Información sobre el Patrimonio Natural de
•
Cataluña
3
HERRAMIENTAS
Provisionalmente y previo a una posterior migración a un gestor de bases de datos corporativo la base de datos
relacional utilizada es Microsoft Access®. El sistema de información geográfica utilizado es MiraMon® [3]. Las
aplicaciones web se han desarrollado mediante la tecnología ASP.NET de Microsoft® en lenguaje de programación
C# de Microsoft®. El servidor de aplicaciones es el Internet Information Server de Microsoft®.
4
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN INFORMÁTICA
4.1
Esquema general de funcionamiento
El SI reside en un servidor al cual se accede mediante un navegador de Internet a través del protocolo HTTP1. El
usuario accede a la información, ya sea en modo consulta o edición de datos, mediante el uso de simples páginas
web. Estas páginas web son páginas interactivas que trasladan peticiones del usuario al servidor (consultas y
actualizaciones a la base de datos y consultas y actualizaciones de documentos y cartografía digital). El servidor
interacciona con la base de datos mediante ODBC2 y SQL3 y realiza peticiones de proceso a distintas aplicaciones
del SIG. Los resultados de dicha interacción se ofrecen a través de páginas web que son devueltas al usuario. Existe
una versión de la cartografía digital en forma de servidor OGC – WMS4 [2] sincronizada con la cartografía en
forma de capas gráficas vectoriales estructuradas.
Este esquema de funcionamiento permite un mantenimiento distribuido de la base de datos y de la cartografía
digital referente a las áreas protegidas. De esta forma, la administración ambiental puede responsabilizar del
correcto mantenimiento actualizado de los datos a técnicos trabajando en distintas sedes territoriales y, por lo tanto,
distribuir la carga de trabajo.
1
Hypertext Transfer Protocol (protocolo de transferencia de hipertexto)
2
Open Database Connectivity (protocolo de conexión a bases de datos)
3
Structured Query Language (lenguaje de consultas a bases de datos)
4
Open Geospatial ConsortiumTM (http://www.opengeospatial.org) - Web Map Service
El acceso a los datos está restringido en función del usuario. La base de datos lleva un registro de usuarios y de los
permisos de cada usuario en referencia al mantenimiento de la misma. Determinados usuarios tienen permiso para
entrar y editar datos, otros simplemente tienen permiso de consulta. Esto se realiza mediante el uso de
identificadores de usuario y contraseñas y la gestión de sesiones de trabajo por parte del servidor.
1.- Operaciones de actualización de la base de datos (Inserción, Edición y Borrado de registros)
2.- Operaciones de consulta de la base de datos (Selección de registros, elaboración de listados,
estadísticas e informes)
3.- Codificación, almacenamiento, estructuración topológica y generación de cartografía automática
4.- Consulta de cartografía (Vía descarga o consulta directa a través de OGC – WFS)
5.- Sincronización Base de datos – Cartografía digital (incluye servidor de mapas OGC – WMS)
(a) - Structured Query Language – Open Database Connectivity
(b) - Sistema de Información Geográfica (La aplicación se basa en el SIG MiraMon®)
(c) - HyperText Transfer Protocol – Utilización del protocolo HTTP para la comunicación usuarios-aplicaciones
Figura 1: Esquema general de funcionamiento del Sistema de Información
4.2
Diseño de la base de datos
La información referente a las áreas protegidas se ha estructurado en una base de datos relacional (véase esquema
relacional Figura 2). El diseño realizado permite la catalogación y descatalogación de áreas protegidas, el
almacenamiento de la información referente a cualquier proceso administrativo que las afecte y su tramitación y la
referencia a documentos, fotografías y cartografía. La base de datos está integrada en el esquema más general del
Sistema de Información sobre Patrimonio Natural mencionado anteriormente.
Figura 2: Esquema relacional del catálogo de áreas protegidas
La información se organiza a partir de una tabla diccionario de áreas protegidas, ENPsENPs asociadas a su figura
de protección y conjunto protegido. El listado de figuras de protección (parque nacional, parque natural, reserva
integral, etc.) reside en la tabla TesFiguresProteccio. El listado de conjuntos protegidos reside en la tabla
ENPsConjuntsProtegits. El conjunto protegido representa un grupo de áreas protegidas cuya vinculación entre ellas
es la de compartir un determinado ámbito geográfico definido. Ésto permite asociar entre ellas a un conjunto de
áreas protegidas que dan protección a una zona con entidad geográfica propia (ej. 'Cap de Creus'5 en el extremo
nororiental de Cataluña).
Cada área protegida puede tener asociados un conjunto indeterminado de documentos y fotografías los cuales
residen en la tabla GENCatalegDocuments y GENCatalegFotos y se hallan vinculados con las áreas protegidas a
través de la tabla ENPDocs y ENPFotos respectivamente. Las tablas GENCatalegDocuments y GENCatalegFotos
son tablas generales de documentos y fotografías que dan servicio a todo el Sistema de Información sobre el
Patrimonio Natural.
La tabla ENPsHistoria permite almacenar información histórica de las áreas protegidas referente a cambios en su
figura de protección a lo largo del tiempo (ej. el Paraje Natural de Interés Nacional de la Zona Volcánica de la
Garrotxa declarado en 1982 pasó a ser el Parque Natural de la Zona Volcánica de la Garrotxa en 1985).
Una área protegida desde que es declarada hasta que un día pueda ser derogada es a menudo modificada por
diferentes procedimientos administrativos que pueden afectar su regulación, organigrama de gestión, límites
geográficos, etc. Estos procedimientos administrativos se almacenan en la tabla ENPsProcediments. Cualquier
proceso administrativo para su aprobación definitiva requiere de un proceso de tramitación. La información
referente a cada paso de tramitación de este proceso se guarda en la tabla ENPsTramitacions.
Finalmente, toda la información que define cada paso de tramitación junto con los documentos y cartografía
asociados se almacenan en el submódulo de tramitación6 de la base de datos (véase Figura 2) formado por las
tablas: TRATesTramitacions (diccionario general de pasos de tramitación), TRAPassosTramitacioInterns
(información referente a los pasos de tramitación no publicados en boletín oficial), TRAPassosTramitacioPublicats
(información referente a pasos de tramitación publicados en boletín oficial), TRAAlegacions (alegaciones
presentadas por particulares y/o administraciones para cada paso de tramitación), TRAFitxersTramitacions
(información almacenada en el sistema de archivos referente a cada paso de tramitación, entre ella la cartografía de
límites geográficos). El submódulo de tramitación es compartido por diferentes aplicaciones del Sistema de
Información sobre el Patrimonio Natural.
4.3
Interfaces de usuario
La interacción con el usuario se realiza a través de páginas web dinámicas. La navegación entre las mismas se
realiza mediante el uso de hiperenlaces. Asociando los valores de las claves de los registros visualizados a cada
sesión en curso en el servidor de Internet es posible mantener siempre correctamente sincronizados los datos de
diferentes páginas cuando se navega entre ellas. Cada página, al ser cargada, extrae de la sesión los valores de las
claves que necesita para poder mostrar los datos relacionados con la página desde la cual se accede. Las interfaces
de usuario de acceso a la base de datos para su consulta y edición son las siguientes: listado de áreas protegidas
según diferentes filtros (figura de protección, vigencia / no vigencia y estado de tramitación) (Figura 3), listado de
procedimientos administrativos por área protegida (Figura 4), listado de pasos de tramitación por procedimiento
5
'Cap de Creus' es un cabo geográfico que sobresale en la costa nororiental de Cataluña
6
En el esquema de la figura por razones de espacio se han obviado las tablas auxiliares tales como el diccionario
de normativa, el diccionario de pasos de tramitación, etc.
administrativo (Figura 4), listado de ficheros asociados (incluída la cartografía) a cada paso de tramitación, listado
de fotografías y documentos por área protegida y las consiguientes interfaces de edición de datos para cada uno de
los listados (por ejemplo, Figura 5). El acceso a éstas páginas de edición depende de los privilegios asociados a
cada usuario (almacenados en la base de datos). Según qué tipo de privilegios tenga el usuario se le ofrecerá la
posibilidad de acceder a las páginas de edición de datos o sólo a las páginas de consulta.
La interfaz de usuario referente a la cartografía digital (Figura 6) permite al usuario cargar hacia el servidor este
tipo de información. Una vez finalizada la carga la aplicación de servidor gestiona automáticamente el
amacenamiento de la misma (teniendo en cuenta ubicación, denominación de ficheros y establecimiento de
atributos en objectos gráficos), su importación al formato adecuado y su estructuración topológica.
Figura 3 – Listado áreas protegidas
Figura 4 – Listado procedimientos administrativos
Figura 5 – Edición de paso de tramitación
Figura 6 – Edición / carga de documento asociado
Finalmente, cabe mencionar que las interfaces referentes a la autenticación de usuarios forman parte de una
aplicación de orden superior que controla el acceso a los diferentes módulos del Sistema de Información sobre el
Patrimonio Natural del cual forma parte esta aplicación.
5
GESTIÓN DE LA CARTOGRAFÍA DIGITAL
La gestión de la cartografía digital en esta aplicación consiste en el manejo de los límites cartográficos de las áreas
protegidas, tanto actuales como históricos. Asimismo, para cada límite se almacena también cualquier modificación
que dicho límite sufriera antes de su aprobación definitiva y durante el proceso de tramitación. El diseño de esta
parte del sistema simplifica la generación de cartografía y permite al sistema integrar toda esta información de
forma robusta y coherente.
Los límites de las áreas protegidas se digitalizan en base a cartografía digital de referencia estandarizada para este
uso y almacenada en la red de área local de la administración ambiental. El fichero digitalizado es enviado al
servidor por medio de la página de carga (véase Figura 6). La aplicación residente en el servidor le da un nombre
único, lo almacena en el directorio correspondiente y estandarizado para tal fin, le da estructura topológica, le
asigna un atributo identificativo y genera un mapa comprimido de Internet7 consultable mediante el uso de un lector
de información geográfica8. Los nombres de los ficheros y los atributos que se asignan a las áreas protegidas deben
poder discernir entre las diferentes áreas protegidas y entre las diferentes versiones de límites de cada área
protegida. Para ello, en la construcción de nombres y atributos se utilizan cadenas de texto formadas por
combinaciones de las claves de registro correspondientes de la base de datos.
Cada versión de límites de cada área protegida se almacena en un fichero gráfico independiente. Este almacenaje
granular de la información geográfica facilita la definición de la relación entre los ficheros gráficos que la
representan y la información alfanumérica.
El acceso a la información cartográfica de límities es posible a tres niveles diferentes: en forma granular (cada
versión de límite de área protegida de forma independiente), en forma de capas gráficas de áreas protegidas
agregadas según diferentes criterios y en forma de servidor de mapas de Internet.
5.1
Generación automática de cartografía
Este esquema granular de almacenamiento de la información cartográfica permite la generación automática de
cartografía digital sobre áreas protegidas en base a diferentes criterios de selección aplicados a la base de datos
mediante simples consultas SQL ejecutadas de forma no visible para el usuario final mediante el uso de páginas
web dinámicas. Mediante este procedimiento es posible generar mapas tales como: límites de áreas protegidas para
diferentes ámbitos territoriales, límites de áreas protegidas según una determinada figura de protección, límites
históricos para conocer el estado de protección del territorio en un período de tiempo determinado, etc. La Figura 7
muestra la página que permite generar automáticamente capas gráficas de áreas protegidas para todo el territorio de
Cataluña y para diferentes figuras de protección. La página muestra al usuario el listado de áreas protegidas que
formarán parte de la capa gráfica generada, la fecha y hora de actualización de cada área protegida y la fecha y
hora de la última generación de la capa gráfica agregada correspondiente. Con esta información el usuario puede
decidir si es necesario o no volver a generar la capa gráfica agregada que desea. Las capas gráficas generadas
incluyen un hiperenlace a una página web dinámica de la aplicación del catálogo de áreas protegidas la cual ofrece
7
Formato MMZ de MiraMon
8
El visor utilizado es el Lector de mapas de MiraMon® o el propio SIG MiraMon
al usuario toda la información referente al área protegida: nombre, vigencia, marco legal, procedimientos
administrativos y su tramitación, etc.
Figura 7 – Página para la generación automática de capas gráficas de áreas protegidas
5.2
Servidor de mapas conforme con OGC
La especificación tecnológica Open Geospatial Consortium Web Map Service, también especificación ISO9 19128,
hace referencia a cómo obtener mapas desde un servidor compatible con WMS. Esta especificación permite que
desde un mismo cliente se puedan superponer datos (mapas) provenientes de diferentes servidores compatibles con
WMS.
Figura 8: Servidor de mapas compatible con OGC – WMS / WFS
La aplicación de catálogo de áreas protegidas permite el procesamiento automático de las capas gráficas
almacenadas en la base de datos y en el sistema de archivos en capas gráficas compatibles con WMS. La aplicación
permite que un usuario con los correspondientes permisos pueda actualizar automáticamente el servidor de mapas
(véase ejemplo en Figura 8) para que refleje los últimos cambios realizados en el catálogo de áreas protegidas.
9
International Organization for Standarization, http://www.iso.org
Aunque el resultado preestablecido es el de generación de tantas capas gráficas WMS como figuras de protección
figuren en el catálogo, el diseño de la aplicación permitiría fácilmente incorporar nuevas posibilidades de
generación de capas gráficas. El servidor también permite realizar consultas sobre las áreas protegidas via WFS10.
Estas consultas ofrecen al usuario un hiperenlace a la misma página dinámica de información sobre la área
protegida mencionada en el apartado 5.1.
6
CONCLUSIONES
La información referente a las áreas protegidas, en especial sus límites geográficos, se puede almacenar de forma
combinada entre una base de datos relacional y una estructura de directorios. Mediante un diseño adecuado de la
base de datos es posible manejar y almacenar para su posterior utilización información histórica referente al área
protegida que incluya información relativa a las variaciones que dicha información sufra debido a las alegaciones
de particulares y administraciones presentadas durante el proceso de tramitación de la declaración del área o de una
modificación de la misma.
El almacenaje granular de la información cartográfica, es decir, almacenar cada límite geográfico referente a cada
paso de tramitación de una versión de un área protegida en un fichero gráfico individualizado facilita el desarrollo
de bases de datos de áreas protegidas con referencias explícitas a los límites geográficos de las mismas estando
estos límites almacenados en ficheros gráficos en una estructura de directorios y no en la misma base de datos. A
partir de esta información granular es relativamente fácil construir interfaces web que permitan al usuario pedir
mapas sobre áreas protegidas que resulten de procesos de agregación de esta información granular a partir de
consultas realizadas en la base de datos.
El desarrollo de aplicaciones web presenta numerosas ventajas respecto al desarrollo de aplicaciones de escritorio
en cuanto permite ofrecer una administración distribuida de la información a los actores con responsabilidades de
mantenimiento de la información y, al mismo tiempo, ofrecer la misma información al público en general para su
consulta.
El diseño de la parte de la base de datos referente a la tramitación de declaraciones y modificaciones de áreas
protegidas y de cartografía asociada con la misma y las páginas web desarrolladas para la gestión y consulta de esta
información pueden ser exportadas y aplicadas a otros conceptos de gestión de la información ambiental (por
ejemplo, gestión de la información referente a la planificación territorial), hecho éste que ya se está llevando a cabo
en diferentes módulos del Sistema de Información sobre el Patrimonio Natural.
7
REFERENCIAS
[1]. Marcer, A., Pons, X., Vicens, J. (2000) Vulcà: Sistema d'Informació Geogràfica aplicat a la gestió del Parc
Natural de la Zona Volcànica de la Garrotxa. [CD-ROM]. Bellaterra. Barcelona: Departament de Medi
Ambient (Generalitat de Catalunya); Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals; Institut Cartogràfic de
Catalunya, Juliol 2000. ISBN 84-931323-2-2
[2]. Open Geospatial Consortium. Web Map Server Interfaces Implementation Specification. (WMS 1.3.0)
Internet: http://portal.opengis.org/files/?artifact_id=5316
10
Especificación Web Feature Service del Open Geospatial ConsortiumTM
[3]. Pons, X. (2000). MiraMon. Sistema de Información Geográfica y software de Teledetección, Centre de
Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals, CREAF. Bellaterra. ISBN: 84-931323-4-9 En Internet:
http://www.creaf.uab.es/miramon
[4]. Pons, X.; Masó, J. (2000) El lector de mapas de MiraMon, una nueva herramienta para la distribución y
exploración de información geográfica a través de Internet o en CD. Artículo presentado en la 4a semana
geomática "Cartografía y Navegación" 3-6 Abril 2000. Barcelona