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Master Thesis ǀ Tesis de Maestría submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc at/en

Interfaculty Department of Geoinformatics- Z_GIS Departamento de Geomática – Z_GIS University of Salzburg ǀ Universidad de Salzburg

Análisis Comparativo de Software SIG Móvil Análisis enmarcado en el diseño de un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia

Comparative Analysis of Mobile GIS Software Analysis framed in the design of an Intelligent Mobility System for Colombia by/por

Ángela María Beltrán Sánchez 1223188 A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science (Geographical Information Science & Systems) – MSc (GIS)

Múnich - Alemania, 30 de noviembre de 2015

Compromiso de Ciencia Por medio del presente documento, incluyendo mi firma personal certifico y aseguro que mi tesis es completamente el resultado de mi propio trabajo. He citado todas las fuentes que he usado en mi tesis y en todos los casos he indicado su origen.

MĂşnich, Alemania noviembre 2015 (Lugar, Fecha)

(Firma)

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DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS Infinitamente a mi esposo Daniel Londoño por su increíble paciencia, por su especial y efectiva manera de darme ánimo en todo este proceso, por aceptar sin quejas las mil y una cancelaciones de invitaciones con nuestros amigos mientras yo trabajaba en casa sobre mi tesis.

Gracias por confiar en mí, por hacerme ver las cosas de diferentes maneras, pero sobre todo por brindarme alegría y tranquilidad cuando más lo necesité.

A mi madre porque a pesar de la distancia siempre sentí su preocupación y apoyo.

Porque solo las madres hacen posible que las barreras de la distancia no importen cuando se trata de alentar y apoyar a sus hijos, aunque otras veces le escuche palabras no tan alentadoras como: “Mija pero cuando salga de esta ya no estudie más que ya ha estudiado mucho”.

Lograban hacerme reír; y entendía que uno para ellas todo lo sabe y todo lo puede.

También dedico esta tesis a mis mejores amigas porque anhelaban más que yo que la terminara para que tuviera más fines de semana libres que en casa estudiando.

Por preguntar mil veces si ya acabe y otras tantas cuánto me faltaba y al mismo tiempo por darme ánimos.

En general agradezco a todos los que me ayudaron resolviéndome dudas, dándome ideas, aportando sugerencias, en especial a Laure Collet por su dedicación y compromiso desde el primer momento.

Finalmente a mi gran amigo Marlon, que aunque no pudo ver el resultado final de mi trabajo, siempre estuvo ahí para resolverme dudas y darme ideas.

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RESUMEN Los Sistemas Inteligentes de Transporte y Movilidad han encontrado una nueva manera de expandirse y evolucionar aún más al combinar los avances en términos de información y visualización geográfica con tecnologías móviles. Esto ha abierto paso a un nuevo mercado como es el desarrollo de herramientas, software y demás plataformas para la creación de aplicaciones SIG para dispositivos móviles.

El cómo combinar dichas tecnologías para dar solución a un problema latente de movilidad en Colombia, que sea coherente con el nivel de desarrollo tecnológico de dicha región es el principal interrogante que surge, y a su vez se convierte en la motivación del presente trabajo de investigación.

Es por ello que el desarrollo de un análisis comparativo de las plataformas de desarrollo SIG móvil disponibles hoy día, se convierte en el objetivo principal de la presente investigación, ya que permite identificar cuál de ellas tiene un mejor desempeño para el escenario propuesto en dicha región.

Si bien el análisis se desarrolló para un Sistema Inteligente de Movilidad, la metodología aquí utilizada puede ser empleada para otros estudios. La estrategia parte de la definición de los requerimientos y las características del SIMC. Esto permitió seleccionar un modelo de Computación en Nube para la propuesta de la arquitectura del sistema. Y además en función de dichas características se lograron obtener los parámetros para la evaluación del software SIG para móviles y así seleccionar el que mejor desempeño presente para el desarrollo del escenario de aplicación.

Dicha evaluación permitió la obtención de resultados cualitativos y cuantitativos, los cuales indican el desempeño de cada una de las plataformas de desarrollo evaluadas para el escenario propuesto. Los porcentajes resultantes fueron: ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android y W Phone) con un 90%, gvSIG Mobile con un 57% y ArcPad con el 54%; lo cual deja claro que ArcGIS Runtime SDK muestra mejor comportamiento frente a las otras dos.

La arquitectura propuesta para el escenario de aplicación, junto con el resultado del análisis comparativo se puede considerar como la base para el desarrollo e implementación del prototipo real del Sistema Inteligente de Movilidad.

Palabras Claves: SIG Móvil, Sistemas Inteligentes de Transporte, Tipos de Aplicaciones SIG, ArcPad, gvSIG Mobile, SDKs de ArcGIS.

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ABSTRACT By combining the advances of geographical information systems, with mobile technologies, the Intelligence Transportation Systems for Urban Mobility have found a new way to expand and evolve further. This has opened the way to a new market for supplying technologies, software and platforms for the development of Mobile GIS. The main question, and also the motivation of this research that arises is, how to combine these technologies to solve a latent mobility problem in Colombia and make them coherent with the level of technological development of the region.

For this reason, the development of a comparative analysis of the available GIS Mobile platforms is the main objective of this research, because it allows the identification of the tool with the best performance for the proposed scenario.

Even though this analysis was designed for an Intelligent Mobility System, it can also be used in other studies. The strategy starts by defining requirements and characteristics of the IMSC (Intelligent Mobility System for Colombia). This enables the selection of a Cloud Computing paradigm as proposal of the system architecture.

Furthermore, based on the identified characteristics was possible to select the parameters to evaluate the software platforms chosen, in order to select the best one for developing the application scenario.

The evaluation allowed for the obtainment of quantitative and qualitative results, which measure the performance of each software for this scenario. The resulting percentages were: ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android y W Phone) with 90%, gvSIG Mobile with 57% and ArcPad with 54%. This shows that ArcGIS Runtime SDK performs better in comparison the other two.

The architecture proposed for this application scenario along with the comparative analysis result, can be considered as the input to develop and implement a real prototype of an Intelligence Mobility System.

Keywords: Mobile GIS, Intelligent System of Mobility Traffic, Types of GIS Applications, ArcPad, gvSIG Mobile, ArcGIS Runtime SDKs.

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Tabla de Contenido Dedicatoria y Agradecimientos .................................................................................... 3 Resumen ................................................................................................................... 4 Abstract .................................................................................................................... 5 Lista de figuras .......................................................................................................... 9 Lista de Tablas......................................................................................................... 10 Acrónimos ............................................................................................................... 12 1

2

Introducción...................................................................................................... 13 1.1

Descripción del Area Problematica ................................................................ 15

1.2

Antecedentes .............................................................................................. 16

1.3

Objetivos.................................................................................................... 19

1.3.1

Objetivo general ................................................................................... 19

1.3.2

Objetivos Específicos ............................................................................ 19

1.4

Preguntas de Investigación .......................................................................... 20

1.5

Hipótesis .................................................................................................... 20

1.6

Justificación ................................................................................................ 20

1.7

Alcances y Límites ....................................................................................... 23

Revisión de Literatura ........................................................................................ 25 2.1

2.1.1

Desarrollos de los SIG + Tecnologías Móviles .......................................... 25

2.1.2

Desarrollo de SIG + Sistemas Distribuidos .............................................. 27

2.1.3

Aplicación de SIG en Sistemas Inteligentes de Transporte y Movilidad....... 29

2.2

Marco Teórico ............................................................................................. 31

2.2.1

Sistema de Información Geográfica Móvil – SIG Móvil ............................. 31

2.2.2

Componentes de un SIG Móvil ............................................................... 32

2.2.3

Dispositivos Móviles para Desarrollo SIG ................................................. 32

2.2.4

Tipos de Aplicaciones SIG Móviles .......................................................... 35

2.2.5

Plataformas y Sistemas Operativos Móviles. ............................................ 38

2.2.6

Ambiente de Trabajo de las Aplicaciones SIG Móviles .............................. 40

2.2.7

Tipos de Desarrollo para Aplicaciones Móviles ......................................... 40

2.2.8

Sistemas Inteligentes de Transporte y Movilidad ..................................... 44

2.3 3

Marco Histórcio ........................................................................................... 25

Marco Metodológico .................................................................................... 48

Metodología ...................................................................................................... 51

6

3.1 Definición del Escenario de Aplicación: Sistema Inteligente de Movilidad Para Colombia (SIMC)................................................................................................... 53 3.1.1

Identificación de la Propuesta ................................................................ 54

3.1.2

Fundamentación del Proyecto ................................................................ 54

3.1.3

Fundamentación de Mercado ................................................................. 55

3.1.4

Fundamentación Tecnológica ................................................................. 57

3.1.5

Desarrollo ............................................................................................ 58

3.1.6

Diagrama de Proceso SIMC ................................................................... 58

3.1.7

Requerimientos Funcionales del SIMC .................................................... 61

3.1.8 Arquitectura Propuesta para un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia (SIMC) ............................................................................................... 70 3.2

Selección y Descripción de plataformas SIG Móvil para el Análisis Comparativo 78

3.2.1 3.3

4

Descripción del proceso ........................................................................ 78

Definición de los Parámetros de Evaluación ................................................... 81

3.3.1

Selección de los Parámetros de Evaluación ............................................. 81

3.3.2

Valoración de los Parámetros de Evaluación ............................................ 85

Resultados y Discusión ....................................................................................... 95 4.1

Selección de las plataformas para el Análisis Comparativo .............................. 95

4.1.1

Depuración de la información ................................................................ 95

4.1.2

Selección ............................................................................................. 95

4.2 Descripción de las Plataformas SIG Móvil: gvSIG, Arcpad, ArcGIS Runtime SDK (Android, iOS, Windows. Phone) ............................................................................ 97 4.2.1

ArcPad................................................................................................. 97

4.2.2

GvSIG Mobile 1.0................................................................................ 102

4.2.3

ArcGIS Runtime SDK para Android, iOS y Windows Phone...................... 106

4.2.4 Resumen Comparativo de las Características y Funcionalidades de las Plataformas SIG Móviles ................................................................................... 112 4.3 Resultados del Análisis Comparativo de las Plataformas gvSIG Mobile, ArcPad, ArcGIS Runtime SDK para Android, iOS y W. Phone ............................................... 114

5

4.3.1

Adecuación ........................................................................................ 114

4.3.2

Interoperabilidad ................................................................................ 116

4.3.3

Portabilidad........................................................................................ 119

4.3.4

Facilidad para el Desarrollo.................................................................. 122

4.3.5

Producto ............................................................................................ 126

4.3.6

Resumen Comparativo ........................................................................ 129

4.3.7

Selección de la Plataforma de Desarrollo .............................................. 130

Análisis de Resultados ...................................................................................... 131

7

6

Conclusiones y Recomendaciones ..................................................................... 136

Bibliografía ............................................................................................................ 139 Anexos .................................................................................................................. 146 Anexo I: Estadísticas ........................................................................................... 146 Sección 1: Estadísticas Acceso a la Información y tecnologías de comunicación Móvil ...................................................................................................................... 146 A)

Desarrollo de las TICs, 2000-2015 .............................................................. 146

B)

Desarrollo del mercado de los smartphones en Latinoamérica ....................... 146

Sección 2: Cifras de Ventas y Penetración de Smartphones en el Mercado ........... 147 A)

Ventas de smartphones a usuarios finales por sistema operativo en 2013 ...... 147

C) Penetración en Colombia de los Sistemas Operativos iOS, Android y Windows Phone ............................................................................................................. 148 Anexo II: Computación en la Nube ....................................................................... 149 Anexo III: Comparación entre Dispositivos Móviles iOS, Android Windows Phone según el Tipo de Aplicación que Soportan ....................................................................... 150 Anexo IV: Descomposición Carácterisitcas de Calidad del Estándar ISO 9126-1 ........ 152 Anexo V: Formatos para el Almacenamiento de Información Geográfica .................. 153

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LISTA DE FIGURAS Figura 1: Componentes de un SIG Móvil..................................................................... 32 Figura 2: Diferentes dispositivos móviles y sistemas operativos. ................................... 33 Figura 3: Smartphone como hibrido entre un teléfono móvil y una PDA. ....................... 35 Figura 4: Dispositivos móviles para una aplicación SIG móvil........................................ 36 Figura 5: Tipos de Aplicaciones móviles vs Soporte de dispositivos móviles ................... 37 Figura 6: Sistemas operativos para smartphones ........................................................ 39 Figura 7: Tipos de desarrollos para aplicaciones móviles .............................................. 41 Figura 8: Anatomía de una aplicación nativa ............................................................... 42 Figura 9: Anatomía de una aplicación web.................................................................. 43 Figura 10: Anatomía de una aplicación hibrida ............................................................ 44 Figura 11: Principales áreas de los Sistemas Inteligentes de Transporte STI .................. 45 Figura 12: Ventas de automóviles por ciudades en porcentaje...................................... 56 Figura 13: Diagrama de proceso del SIMC. ................................................................. 59 Figura 14: Centro de monitoreo de tránsito ................................................................ 60 Figura 15: Identificación de los actores del sistema SIMC ............................................ 63 Figura 16: Diagrama de caso de uso SIMC ................................................................. 66 Figura 17: Dimensiones/Áreas de acción de la Computación en Nube. .......................... 71 Figura 18: Arquitectura Sistema Inteligente de Movilidad ............................................. 76 Figura 19: Arquitectura de la base de datos distribuida................................................ 77 Figura 20: Descripción del proceso para la selección de plataformas SIG Móvil .............. 79 Figura 21: Diagrama de flujo de personalización de ArcPad ......................................... 98 Figura 22: Flujo de trabajo en ArcPad ...................................................................... 100 Figura 23: Sincronización de datos desde gvSIG desktop ........................................... 105 Figura 24: Flujo de trabajo ArcGIS Runtime SDK para Android, iOS, W. Phone. ........... 109 Figura 25: Gráfico análisis del parámetro Adecuación ................................................ 115 Figura 26: Gráfico con el análisis del parámetro Interoperabilidad .............................. 119 Figura 27: Gráfico con el análisis del parámetro Portabilidad ...................................... 121 Figura 28: Gráfico con el análisis del parámetro Facilidad para el Desarrollo ................ 126 Figura 29: Gráfico del análisis del parámetro Producto .............................................. 129 Figura 30: Gráfico de la valoración final ................................................................... 130 Figura 31: Desarrollo de las TICs, 2000-2015 ........................................................... 146 Figura 32: Tasas de adopción de smartphones por región en Latinoamérica ................ 147 Figura 33: Cifras de la penetración de smartphones en Colombia ............................... 148

9

LISTA DE TABLAS Tabla 1: Comportamiento de cada dispositivo segรบn el tipo de aplicaciรณn que soporta ... 37 Tabla 2: Comparaciรณn entre los dispositivos iOS, Android y Windows Mobile - Phone ..... 39 Tabla 3: Caso de uso: Aplicaciรณn mรณvil....................................................................... 63 Tabla 4: Caso de uso: Sistema de monitoreo de trรกfico ............................................... 64 Tabla 5: Caso de uso: Reportador de incidentes ......................................................... 64 Tabla 6: Caso de uso: Administrador ......................................................................... 65 Tabla 7: Mรฉtodos de recolecciรณn de informaciรณn ......................................................... 79 Tabla 8: Parรกmetros de evaluaciรณn de las plataformas de desarrollo SIG Mรณviles ........... 82 Tabla 9: Valoraciรณn cualitativa de los parรกmetros de evaluaciรณn ................................... 86 Tabla 10: Formatos para almacenamiento geogrรกfico .................................................. 87 Tabla 11: Valoraciรณn del parรกmetro Adecuaciรณn en ambientes de trabajo...................... 87 Tabla 12: Valoraciรณn del parรกmetro Interoperabilidad.................................................. 88 Tabla 13: Valoraciรณn del parรกmetro Portabilidad ......................................................... 89 Tabla 14: Correspondencia entre el valor que puede tomar el parรกmetro de Documentaciรณn de acuerdo a la serie de datos agrupados obtenidos ................................................... 90 Tabla 15: Valoraciรณn del parรกmetro Facilidad para el desarrollo .................................... 92 Tabla 16: Valoraciรณn del parรกmetro Producto ............................................................ 93 Tabla 17: Ejemplos de software de navegaciรณn y SIG para la gestiรณn del territorio por sistema operativo ..................................................................................................... 96 Tabla 18: Desarrollo con ArcPad - Librerias y APIs .................................................... 101 Tabla 19: Librerรญas de la API de ArcGIS para Windows Phone .................................... 112 Tabla 20: Comparaciรณn caracterรญsticas y funcionalidades entre gvSIG Mobile, ArcPad, ArcGIS Runtime SDK .............................................................................................. 113 Tabla 21: Anรกlisis del parรกmetro Adecuaciรณn ............................................................ 114 Tabla 22: Resultados evaluaciรณn del parรกmetro Adecuaciรณn ....................................... 115 Tabla 23: Anรกlisis del parรกmetro Interoperabilidad .................................................... 117 Tabla 24: Resultados evaluaciรณn del parรกmetro Interoperabilidad ............................... 118 Tabla 25: Anรกlisis del parรกmetro Portabilidad............................................................ 120 Tabla 26: Resultados evaluaciรณn del parรกmetro Portabilidad ...................................... 121 Tabla 27: Anรกlisis del parรกmetro Facilidad para el Desarrollo...................................... 122 Tabla 28: Cantidad de documentos obtenidos por los buscadores por cada plataforma SIG Mรณvil ..................................................................................................................... 123

10

Tabla 29: Cuartiles de la serie de datos de obtenida por los buscadores para el criterio Documentación ...................................................................................................... 124 Tabla 30: Cantidad de comunidades obtenida por los buscadores ............................... 124 Tabla 31: Cuartiles de la serie de datos de obtenida por los buscadores para el criterio Comunidad ............................................................................................................ 125 Tabla 32: Distribución de los grupos para los criterios Documentación y Comunidad .... 125 Tabla 33: Evaluación del parámetro de Facilidad para el Desarrollo ............................ 125 Tabla 34: Análisis del parámetro Producto ................................................................ 127 Tabla 35: Evaluación del parámetro de Producto....................................................... 128 Tabla 36: Valoración Final Análisis Comparativo de las Plataformas de desarrollo SIG móvil ............................................................................................................................ 129 Tabla 37: Valoración e interpretación final ............................................................... 130 Tabla 38: Ventas de smartphones a usuarios finales por sistema operativo en 2013 .... 147 Tabla 39: Comparación Smartphones vs Hand GPS en aplicaciones de navegación ...... 150 Tabla 40: Comparación entre los smartphones vs dispositivos profesionales en aplicaciones SIG y gestión ......................................................................................................... 151 Tabla 41: Descomposición de las características de calidad del software por ISO 9126-1 ............................................................................................................................ 152 Tabla 42: Soporte conectado y desconectado de los tipos de formatos de almacenamiento de datos geográficos .............................................................................................. 153

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ACRÓNIMOS

Ad-hoc

Alocución latina que significa “para esto”

API

Interfaz de Programación de Aplicaciones

CC

Computación en Nube

CMT

Centro de Monitoreo de Tránsito

GNU

GNU no es Unix

GPL

Licencia Pública General

GPS

Sistema de Posicionamiento Global

GUI

Interfaz Gráfica de Usuario

LBS

Servicios Basados en la Localización

LSG

Local Street Gazzeter

OGC

Open Geospatial Consortium

OMD

Diagrama del Modelo de Objetos

PC

Computador Personal

PDA

Asistente Digital Personal

SDK

Kit de Desarrollo de Software

SIG

Sistemas de Información Geográfica

SIM

Sistema Inteligente de Movilidad

SIT

Sistema Inteligente de Transporte

TI

Tecnologías de Información

TIC

Tecnologías de Información y Comunicación

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1

INTRODUCCIÓN

El uso de Tecnologías de la Información (TI) y Sistemas de Información Geográfica (SIG) ha ido incrementado considerablemente en los últimos años, debido en gran parte a los avances tecnológicos tanto de hardware como de software y a su vez por ese mismo afán del ser humano de innovar y mejorar sobre lo que se tiene.

Esto ha permitido dar soluciones a diferentes problemas tecnológicos en muchas áreas entre ellas el área a la que hace referencia el presente trabajo como son los Sistemas de Transporte y Movilidad. A su vez genera un valor agregado aun mayor al hacer posible que estas tecnologías sean expandidas a más usuarios, dejando de ser uso exclusivo de organizaciones científicas, militares o aquellas con capacidad de inversión.

El afán y necesidad de llevar los Sistemas de Información Geográfica - junto con los beneficios que esto acarrea - a todos los niveles y escenarios de la vida humana ha llevado a que inevitablemente se intersecte con otras tecnologías que han ido tomando fuerza como son las tecnologías móviles, las cuales centralizan toda su capacidad de servicios en un dispositivo bastante portable y el cual se ha favorecido por los avances en las redes inalámbricas de comunicación.

El soporte de SIG en móviles se había centrado en dispositivos muy específicos como Handhelds GPS (del inglés Global Positioning System, Sistema de Posicionamiento Global) y PDAs1 (del inglés Personal Digital Assistant, Asistente Digital Personal) profesionales las cuales son herramientas que aunque poderosas

1

Los dispositivos móviles Handhelds y PDAs son terminales de mano o computadores de mano portátiles con

tamaño que como su nombre lo dicen caben en la mano y con capacidades de computo un poco menor a un computador de escritorio. Permiten sin embargo realizar operaciones avanzadas. Estos dispositivos no son de uso común, sino que es más usado a nivel industrial para labores de campo.

Una variación de las Handhelds es la Handheld GPS los cuales tienen un receptor de GPS para permitir la localización actual del dispositivo (Wikipedia, s.f.-b).

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son diseñados para el usuario final y no permiten el desarrollo sobre dichos dispositivos. El objetivo del presente trabajo se centra más en dispositivos móviles como smartphones2 ya que son los que hoy día tienen mayor penetración incluso en países en vía de desarrollado. Tal como lo dice el informe The Mobile Economy

Latin America 2014 (GSM Association, 2014), América Latina entre el 2010 y 2013 ha registrado uno de los mayores crecimientos de conexiones de smartphones, aumentando a una tasa compuesta anual de 77%. A Septiembre de 2014 se tiene que la penetración de los smartphones ha alcanzado el 30% del total de conexiones dejando a América Latina en la tercera posición en todo el mundo (GSM Association, 2014).

Esto aflora un interés, cada vez mayor, en proveer

tecnologías, plataformas,

aplicaciones y/o servicios en materia de información geográfica dirigida especialmente a smartphones debido a sus características de portabilidad y como su nombre lo dice de movilidad. Esto le da un mayor valor agregado a los sistemas de información geográfica.

Es así como nace la motivación del presente trabajo de investigación, el cual pretende realizar un análisis comparativo de algunos software SIG para móviles que permitan el desarrollo de un sistema inteligente de movilidad para Colombia. Las características tecnológicas resultantes a partir de la definición del escenario de aplicación aquí propuesto son el principal insumo para definir los parámetros que harán posible la comparación de dichas herramientas de software.

Dicho escenario aplicado a un sistema inteligente de movilidad tiene como finalidad proponer una solución que con tan solo un dispositivo móvil como un smartphone y una conexión a internet sea posible obtener información geográfica sobre eventos en la vía que hagan más eficiente y productivo la movilidad en las carreteras.

2

Smartphone o teléfonos inteligentes, es un teléfono móvil construido sobre una plataforma informática

móvil, con una mayor capacidad de cómputo y conectividad que un teléfono convencional.

14

1.1 DESCRIPCIÓN DEL AREA PROBLEMATICA Los avances tecnológicos a nivel de redes, comunicaciones inalámbricas, tecnologías web y móviles, sistemas de información geográfica, sistemas distribuidos entre otras, han generado una alta oferta de herramientas de desarrollo, plataformas, servicios y demás, tanto comerciales como Open Source3.

Con esta gran oferta y velocidad con que ofrecen actualizaciones de los productos y servicios, el desarrollador se ve en la obligación de estar al día para poder brindar soluciones acordes al mercado. Más aún cuando, en relación a software para el desarrollo de SIG, se han encontrado diferentes tipos que brindan distintas funcionalidades dependiendo del tipo de solución que se quiera desarrollar.

En relación a lo anterior se tiene que precisamente muchas veces se pierda claridad a la hora de seleccionar una herramienta y se termine utilizando una donde se subutilicen las capacidades de la misma o donde se sacrifique desarrollo por falta de soporte de la herramienta de desarrollo utilizada. En otras ocasiones es culpa del desarrollador quien no define claramente el objetivo, alcance, y/o requerimientos de la solución desde un principio. Esto a largo plazo puede ser un mayor problema para alcanzar el resultado esperado.

3

Open Source es el término usado en informática para describir los programas que tienen código abierto y

permite la modificación por parte de programadores los cuales no son necesariamente los creadores.

15

1.2 ANTECEDENTES Al surgir la posibilidad de proporcionar información geográfica al alcance de todos gracias a los recientes e importantes desarrollos en diferentes campos de las ciencias de la computación, telecomunicaciones y la misma disciplina de la Geografía, no se hace esperar la oferta de diferentes servicios y aplicaciones con el fin de dar soporte a la creación de aplicaciones para SIG. Desde ese momento se han venido desarrollando poco a poco un sin número de aplicaciones con componentes geoespaciales que tocan diferentes campos de la vida humana, empezando desde soluciones turísticas y marketing, pasando por soluciones medioambientales y atención de emergencias hasta llegar a sistemas más completos como los sistemas inteligentes de transporte, siendo éste último donde se quiere profundizar en el presente trabajo, pero sin dejar a un lado la idea de que las posibilidades de SIG móvil son cada vez mayores.

Goodchild (2000), manifiesta los retos que para esa fecha existían para el desarrollo de Sistemas Inteligentes de Transporte (SIT), tocando tres aspectos muy importantes como son: visualización de mapas, navegación y comportamiento de dicha visualización. Los retos expuestos estaban a nivel de 1) Tener estándares que mejoren interoperabilidad, 2) Mejoras en la forma de representar los datos geográficos a nivel de bases de datos, 3) La eliminación de la ambigüedad de la comunicación de la ubicación del evento generado para poder ubicarlo en un mapa y ser presentado al usuario final, 4) Sin duda la preocupación de los costos de los SIG era un tema a evaluar y finalmente 5) Integración con otras tecnologías.

Más adelante aparece Drummond, Billen, Jao y Forrest, con su libro Dynamic and

Mobile GIS (2007), precisamente dan una clara y profunda visión del pasado, presente y futuro de las aplicaciones SIG móviles describiendo cómo los avances en diferentes áreas han abierto diferentes posibilidad de aplicaciones en SIG móvil. En su capítulo 2: “Opportunities in Mobile GIS”, lista a los servicios en línea y 16

navegación para la información de tráfico como una de las aplicaciones típicas y de gran demanda en el mundo SIG para dispositivos móviles la cual se resume a continuación: Servicios en línea y navegación para información de tráfico (On-line services and navigation for traffic information), se refiere a la posibilidad de aplicar servicios en línea, como son los servicios web, para proveer información de tráfico en tiempo real por ejemplo cuando se presenta un accidente en la vía por donde miles de conductores transitan. Sugiere que cuando esto pase se active alguna alarma desde el celular para que las entidades encargadas de actuar puedan hacerlo a la brevedad posibles (Drummond et al., 2007, p. 24) .

Unos años más tarde se evidencia como las ideas antes mencionadas son ahora una realidad con aplicaciones como: UDOT Traffic, para el estado de Utah en EE.UU exclusivamente, NZ- Traffic para ciudadanos de Nueva Zelanda, USA Traffic Cameras para uso en EE.UU, INRIX Traffic el cual es uno de los más completos con soporte para 40 países localizados en Europa, Norte América y Asia entre otros, excepto para Latinoamérica, Waze es otra aplicación para tráfico que ha tenido mayor cobertura y es el más usado en diferentes regiones del mundo.

Como no todas éstas aplicaciones sirven en todos los países debido a diferentes variables tales como infraestructura de comunicaciones de cada país, disponibilidad de datos geográficos de cada ciudad, políticas e iniciativas de cada gobierno para el soporte de SIG en cada región, se hace necesario el uso de plataformas de desarrollo para construir aplicaciones de acuerdo a las necesidades de cada región.

17

Por estas razones se han ido desarrollando APIs4, SDKs5 y diversas herramientas que ayudan a los desarrolladores a abordar los requerimientos técnicos y de negocio que se requieren para la creación de SIG móviles. Organizaciones como ProDeveloper, SuperMap Software Co., ltd., y el Instituto de Investigación de Sistemas Medioambientales ESRI (del inglés Enviromental System Research Institute), han sido líderes en el desarrollo de estos proyectos SIG con licencias libres y comerciales donde se puede encontrar mayor información en las páginas web de cada organización.

Precisamente en relación a la información detallada de estas herramientas de software de SIG móvil para el desarrollo, es un poco dispendioso encontrar fácilmente información sobre las características y alcances de cada una.

Normalmente con herramientas más maduras, como las de escritorio, se encuentra mucha información, incluyendo evaluaciones comparativas entre estos.

En relación a las plataformas de desarrollo SIG móvil existe muy poca información y análisis comparativos; los hallazgos se reducen a un par de sitios web donde se publican listados con software de SIG existente en el mercado sin discriminar cuales son soluciones para usuarios finales o cuales están dirigidas para la creación de aplicaciones Uno de estos análisis, el cual sirvió de base inicial para el presente trabajo, se encuentra en la Wiki de la organización Open Source Geospatial Foundation (OSGeo) en su publicación GIS Mobile Comparison (OSGeo, 2012) el cual es uno de los más completos pero desafortunadamente muchas de los software allí mencionados hoy en día son obsoletos.

4

Interfaz de Programación de Aplicaciones (IPA) o API (del inglés Application Programming Interface) son un

conjunto de requerimientos que rigen la forma en que una aplicación puede hablar con otra. (Proffit, 2013).

5

Kit de Desarrollo de Software o SDK (del inglés Software Development Kit) Son un conjunto de herramientas

de software que le permiten al programador crear aplicaciones para un sistema en concreto (Beal, s.f., ¶. 3).

18

Un segundo listado lo tiene el portal online dedicada a la comunidad SIG. Aquí se publica, en la sección The Source for GIS and Mapping Software, un listado con una descripción de todos los software que hay de Sistemas de Información Geográfica tanto de escritorio, web y móvil (GeoComunity, 2012).

1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo general Evaluar las plataformas de desarrollo SIG móvil disponibles en el mercado, tanto open source como propietarias, con el fin de seleccionar la mejor opción para aplicarlo a un sistema inteligente de movilidad para Colombia.

1.3.2 Objetivos Específicos 

Determinar los requerimientos del sistema inteligente de movilidad y los tipos de usuarios que utilizaran la aplicación SIG móvil propuesta.



Diseñar una propuesta de arquitectura para el Sistema Inteligente de Movilidad.



Identificar y seleccionar las plataformas de desarrollo existentes en el mercado que soporten el desarrollo de sistemas de información geográfica para dispositivos móviles.



Definir los parámetros de evaluación para evaluar y establecer la calificación.

19

1.4 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN 

¿Cuáles son los requerimientos de un sistema inteligente de movilidad?



¿Cuáles herramientas o tecnologías facilitan el desarrollo de sistemas de información geográfica en dispositivos móviles?



¿Cuáles son las diferencias o similitudes entre las plataformas de desarrollo SIG para dispositivos móviles que existen actualmente en el mercado?



¿Basado en un caso de aplicación especifico, es posible definir parámetros de evaluación de las plataformas SIG móvil que permitan seleccionar la mejor opción de acuerdo a las necesidades de dicho escenario?

1.5 HIPÓTESIS Es posible identificar la plataforma SIG móvil más adecuada para desarrollar un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia, a partir de criterios de evaluación basados en las características del sistema.

1.6 JUSTIFICACIÓN Los sistemas de información geográfica - al igual que otros sistemas de información -, se han ido expandiendo, trascendiendo de la oficina a los dispositivos móviles.

Esto se debe al gran impacto que ha tenido la tecnología móvil a nivel mundial (Ver Anexo I - Sección 1) que poco a poco ha ido generando un efecto dominó en la forma de desarrollar, ofrecer y usar servicios y aplicaciones para la vida diaria.

La aplicabilidad de los sistemas de información geográfica con el uso de dispositivos móviles ha abarcado muchos sectores, uno de ellos ha sido en el desarrollo de sistemas informáticos para mejorar la movilidad y el transporte para los ciudadanos.

20

Con el tiempo el incremento del parque automotor se ha convertido en un problema en las ciudades grandes y medianas de cualquier región, generando congestiones, mayor nivel de accidentalidad, y mayor estrés a la población. La aplicación de sistemas de información geográfica junto con otras tecnologías móviles y de comunicación abre la posibilidad de mejorar esta problemática a través de desarrollos que brinden información oportuna y en tiempo real.

Estos sistemas inteligentes de transporte no solo son una ayuda para responder a emergencias o imprevistos, sino que también sirve para proporcionar otros servicios tales como: Navegación inteligente en la vía a través de planeación de rutas, búsquedas de direcciones y puntos de interés basados en la posición del usuario entre otros, dando un valor agregado a una necesidad específica.

El desarrollo y utilización de estos sistemas ha avanzado de manera diferente dependiendo de la región. En países desarrollados, gracias tanto a su infraestructura vial como redes de comunicaciones, entre otras variables de tipo económico y político, han potenciado la demanda y oferta de este tipo de servicios y aplicaciones, llevando esta tecnología no solo al desarrollo en dispositivos móviles sino también al desarrollo SIG embebido en automóvil.

En países en vía de desarrollo el panorama es poco diferente, tal es el caso de Colombia el cual se caracteriza por poseer una infraestructura de transporte bastante deficiente, carente de una red de transporte moderna y de alta calidad como lo manifiesta FEDESARROLLO (Fundación para la Educación Superior y el Desarrollo) en su informe Infraestructura de transporte en Colombia ¿Luz al final

del túnel? (2012).

Los grandes problemas de movilidad que presentan las ciudades grandes como Bogotá, Medellín y Santiago de Cali en Colombia, al igual que otras ciudades importantes en Brasil, México entre otras, dan cuenta de la necesidad de proporcionar a los usuarios de vehículos servicios que les ayuden en cierta medida 21

a contrarrestar dicha situación y que además trabajen con información geográfica especifica de la región, y no con sistemas genéricos que funcionan bien solo en países donde cuentan con mejores bases de datos con información geográfica especifica de la región como Estados Unidos, y otros países de Europa.

Utilizando los recursos que tiene cada región a su alcance de acuerdo a su nivel de desarrollo se hace posible la creación de aplicaciones y soluciones móviles que mejoren la operación y movilidad del transporte urbano en Colombia y otros países en vía de desarrollo. Esto de alguna manera repercute positivamente en el crecimiento económico y tecnológico de dichos países.

Tomando en cuenta los recursos que una región como Colombia tiene a la mano, como son: la masificación y uso de dispositivos móviles inteligentes (Ver Anexo I – Sección 2), la infraestructura de redes inalámbricas de comunicación ya construida, los servicios gratuitos de mapas e información geográfica de Colombia y el mundo que ya están subidos en Internet, al igual que la información que presta el Instituto Geográfico Agustín Codazzi6, hacen viable el desarrollo de sistemas inteligentes de transporte y movilidad específicos para las necesidades ésta región.

En este sentido se hace pertinente una evaluación más detallada de las plataformas de desarrollo SIG para móviles más relevantes en el mercado, con el fin de proporcionar a los desarrolladores información en cuanto a los pros y los contras de cada una de éstas tecnologías y herramientas SIG móvil.

6

Instituto Agustín Codazzi (IGAC) es la entidad encargada de producir el mapa oficial y la cartografía básica

de Colombia; elaborar el catastro nacional de la propiedad inmueble; realizar el inventario de las características de los suelos y adelantar investigaciones geográficas como apoyo al desarrollo territorial (IGAC, s.f.).

22

1.7 ALCANCES Y LÍMITES Con la presente investigación se espera identificar las plataformas existentes para el desarrollo de SIG en dispositivos móviles y los tipos de aplicaciones que es posible implementar con ellas. Esto con el fin de realizar un análisis comparativo de sus características, funcionalidades y demás servicios que ellas provean.

Para llevar a cabo dicho proceso se desarrollará la definición de un escenario que busca aplicar tanto las tecnologías de información geográfica como las tecnologías móviles. La propuesta planteada se enmarca en el desarrollo de un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia, la cual proporcionará los requerimientos tecnológicos necesarios para el desarrollo de una aplicación SIG móvil que cumpla con el diseño del sistema. También se espera tener un diseño de la arquitectura como propuesta tecnológica del escenario de aplicación.

De esta manera será posible establecer los parámetros de evaluación que permitirán encontrar las diferencias o similitudes al igual que las fortalezas y deficiencias de cada plataforma de desarrollo. La evaluación se trabajara asignando valores a cada criterio de cada parámetro definido para la evaluación para que de esta manera sea posible obtener resultados tanto cuantitativos como cualitativos. Éstas salidas servirán para la selección de la plataforma o herramienta de software más conveniente para el desarrollo del sistema inteligente de movilidad.

Dado que la investigación que aquí se presenta se basa principalmente en el análisis y comparación de plataformas de desarrollo, no habrá ninguna implementación o desarrollo de un prototipo del caso de aplicación. Lo que sí se tendrá es la descripción del escenario propuesto, mostrando el problema que se pretende resolver, los recursos tecnológicos requeridos y los componentes que deberá tener el sistema.

23

Por otra parte, los criterios para la selección y evaluación de las herramientas seleccionadas no están sesgados al desarrollo solamente de sistemas de movilidad o sistemas de transporte, estos criterios bien pueden encajar o ser adaptados en otros casos de aplicación. Lo que se pretende con éste trabajo es que a partir de un caso particular, se pueda llegar a algo general, como lo es el análisis para la evaluación de software.

Adicionalmente se encuentra la incertidumbre de dejar por fuera del análisis otras herramientas de desarrollo que probablemente cumplen con las características del sistema esperado. No obstante, y entendiendo que es imposible eliminar la incertidumbre en todo proceso, la metodología realizada en el desarrollo de ésta investigación puede ser usada como base para trabajos futuros.

24

2

REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 MARCO HISTÓRCIO La integración de la información geográfica en dispositivos móviles ha sido un tema de gran investigación en los últimos 15 años aproximadamente, con un notorio avance en la aplicación de dichos conocimientos a sistemas reales recientemente.

Gracias a ésta investigación se ha encontrado que la idea de integrar los sistemas de información geográfica a los dispositivos ha sido tratada en muchos trabajos previos principalmente a nivel educativo o científico siendo el IEEE7 una de las fuentes que más tiene publicaciones al respecto los cuales se describen a continuación.

2.1.1 Desarrollos de los SIG + Tecnologías Móviles Desde 1984 el fundador de La compañía LatLonGO escribe el primer programa conocido de ajustamiento de mínimos cuadrados en un ensamblador Z80 para un dispositivo denominado Electronic Field Book (EF80). Éste dispositivo tenía una pantalla de LCD de 40 caracteres y 88KB de memoria. Unos años más tarde en 1997 la empresa desarrolla Itworx, el cual fue diseñado para correr bajo un ambiente Windows Win3.1 con 8 Mb de memoria. Disponía de un mapa base, visualización dependiente de la escala, un Street Gazetter8, podía leer y escribir archivos de Intergraph y usaba MS-Access como método de almacenamiento de datos. Hoy en día esta empresa es líder en soluciones geoespaciales (LatLonGo, 2015).

7

IEEE (del inglés Institute of Electrical and Electronics Engineers) es la mayor asociación profesional del

mundo dedicada al avance e innovación tecnológica (IEEE, s.f., ¶. 1) 8

Local Street Gazetter (LSG) es una base de datos con toda la información de calles.

25

En 2003, Shi, Kwan, Shea, y Jiannong Cao (2003) muestran cómo debería ser el modelo de datos para las aplicaciones móviles que usan SIG. Ésta investigación se centró en cómo resolver el problema de capacidad de almacenamiento y memoria de los dispositivos móviles para albergar aplicaciones SIG mediante un nuevo modelo de base de datos que fuera dinámico para mejorar el tiempo y precisión de la información geoespacial buscada por aplicaciones web para móviles.

En el Workshop Internacional sobre Mobile Computing realizado en Stuttgart se evaluaron las nuevas tecnologías que soportaban navegación con dispositivos móviles que permitían determinar la orientación a un usuario y se describió la implementación de una plataforma para mapas egocéntricos (egocentric maps) con la finalidad de evaluar si existía una mejora en la navegación. Éste reporte dio muestras de las limitaciones de los dispositivos móviles, en ese entonces, para el procesamiento de datos geográficos vs tiempo de respuesta dejando entrever una latente necesidad de mejorar en éste aspecto si se quería incursionar fuertemente el mundo SIG móvil (Hermann, Bieber, y Duesterhoef, 2003).

The University of Maine’s Spatial Information Science and Engineering en Orono, Maine (Estados Unidos), desarrolla un primer prototipo para crear un SIG móvil inteligente (Prototype of an Inteligente Mobile GIS) llamado OspreyNav. Ésta investigación se enfocó en el uso de tecnología Bluetooth-enabled GPS (Frank, Caduff, y Wuersch, 2004). Dados los avances en la tecnología web, ésta iniciativa no tuvo mayores alcances ni se conoce continuidad del desarrollo.

Por otro lado, Latinoamérica también ha avanzado en investigaciones de SIG. En el año 2009, durante el primer Workshop Internacional sobre Gestión de Datos con Dispositivos Móviles (The First International Workshop on Managing Data with Mobile Devices) desarrollado en Viçosa, Brasil fue presentado un desarrollo de un

26

SIG móvil capaz de gestionar información de contexto9. Aquí se propone una arquitectura en donde la aplicación móvil sirve como interfaz para los usuarios de dispositivos móviles, y es capaz de mostrar datos geográficos para su manipulación.

Y por otro lado propone el uso de servicios web (Web Services) 10 para gestionar la comunicación y prestación de servicios e información al usuario. Este desarrollo tiene como nombre UFV-GeoMobile el cual fue desarrollado usando framework de Microsoft Visual Studio 2005, en lenguaje C#.NET. Para mostrar la información geoespacial fue usado el software SharpMap (Lamas, Lisboa Filho, de Paiva Oliveira, y Júnior, 2009).

Hasta este momento los avances se habían concentrado en SIG móvil usando servicios web u otras tecnologías. A continuación se verán algunas integraciones de tecnologías móviles usando computación en nube11, la cual representan otra interesante propuesta para fortalecer más el uso de SIG a través de uso de recursos distribuidos y que pueden representar ventajas económicas y tecnológicas para los desarrolladores.

2.1.2 Desarrollo de SIG + Sistemas Distribuidos Durante el 1st Workshop realizado en San Francisco Mobile Cloud Computing and

Services: Social Networks and Beyond, fue presentado un prototipo de aplicación móvil que hacía uso de las tecnologías de computación en nube como back-up en el momento que las capacidades de memoria del dispositivo móvil fueran insuficientes. En el artículo se incluye una evaluación preliminar de algunos clientes móviles como Windows Mobile con PhoneME, MySaifu, Ipod Touch con Java VM

9

Contexto es “Cualquier información que puede ser caracterizada para definir na situación de una entidad.

Una entidad es una persona, lugar u objeto considerado relevante para la interacción entre un usuario y una aplicación, incluyendo al propio usuario y a la aplicación” (Dey, 2001, p.3).

10

El término Servicio web (en inglés web services) describe una forma estandarizada de integrar aplicaciones

web mediante el uso de XML, SOAP, WSDL y UDDI sobre los protocolos de internet (Saffirio, 2006).

11

Los conceptos de computación en nube son explicados en más detalle en el Anexo II

27

entre otras herramientas con el fin de evaluar su desempeño al acceder a los sistemas distribuidos. (Huerta-Canepa y Lee, 2010) Los beneficios de la computación en nube comenzaron a tener interés en el desarrollo de los sistemas de información geográfica y es allí cuando Aysan, Yigit, y Yilmaz (2011) exponen que dadas las necesidades computaciones que se requieren para el uso de recursos geográficos como fotos satelitales de alta calidad, las cuales necesitan ser almacenadas y distribuidas, la computación en nube surge como una solución a dicho problema. A continuación se extrae un apartado del artículo el cual es importante presentar en el presente trabajo: “El uso de la computación en nube da la posibilidad de compartir datos espaciales al mismo tiempo que aplicaciones usando la llamada nube o cloud como comúnmente se conoce. Estos recursos pueden ser fácilmente distribuidos y escalados, con todas las aplicaciones requeridas y servicios que se prestan sobre demanda, independiente de la ubicación del usuario o del dispositivo que acceda. Por lo tanto el almacenamiento masivo de datos espaciales encaja en la nube en lugar de transferir los datos por la red” (Aysan et al., 2011, p.195).

La otra gran ventaja que esto presenta es que el desarrollador se deja de preocupar por el mantenimiento y por ende los costos que genera controlar todo un sistema de información geográfica, ya que son servicios que se subcontratan. Por el lado del cliente será un uso transparente ya que no tendrá que hacer configuraciones o instalaciones adicionales para su uso.

Bhat, Shah, y Bashir (2011), plantean que los SIG en la nube han dado un enfoque diferente en la manera de actualizar las aplicaciones SIG convencionales.

Organizaciones Internacionales como ESRI, GIS Cloud Ltd., entre otras ya han dado el salto y han hecho el cambio tecnológico al pasar sus aplicaciones GIS al paradigma de Computación en Nube. Adicionalmente se agrega que los proveedores 28

de infraestructuras GIS Cloud más grandes hoy día como Amazon (con el servicio Amazon EC212 y S313), Microsoft (con Microsoft Windows Azure, Windows Server Hyper-V), e IBM (IBM Cloud), proporcionan una infraestructura tecnológica y de servicios para diferentes tipos de usuario.

Cabe mencionar que este gran avance ha permitido resolver uno de grandes problemas del uso de SIG como es el gran costo del uso y adquisición de software SIG. Con el uso de SIG en un paradigma de Computación en Nube se puede decir que la inversión inicial en infraestructura es casi nula ya que ya hay organizaciones como las nombradas arriba que tienen todo al servicio de los usuarios o clientes, convirtiéndose en un costo según el uso (servicio bajo demanda).

Desde el 2010, la empresa ESRI ha comenzado a ofrecer servicios en la nube para el almacenamiento, acceso, modificación de información geográfica entre otros servicios a empresas y desarrolladores, dando mayores posibilidades para la creación de aplicaciones geoespaciales.

2.1.3 Aplicación de SIG en Sistemas Inteligentes de Transporte y Movilidad

En 2012 la revista científica International Journal on Marine Navigation and Safety

of Sea Transportation (Nowacki, 2012), publica un artículo donde explica los inicios de los Sistemas Inteligentes de Transporte y donde resume las fases por las cuales ha pasado el desarrollo de Sistemas Inteligentes de Transporte (SIT) desde los años 70’s hasta la fecha de publicación del artículo.

12

Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) es un servicio web que proporciona capacidad informática

con tamaño modificable en la nube. Está diseñado para facilitar a los desarrolladores la “informática en la nube” escalable basada en web.

13

Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) ofrece a los desarrolladores y los profesionales de TI

almacenamiento de objetos duradero y altamente escalable.

29

Básicamente lo que allí se presenta es un resumen de los proyectos donde se ha presentado más avances en éste campo, al igual que los países con mayor investigación al respecto. En el documento es posible apreciar que solo a partir del año 1994 las investigaciones y prototipos desarrollados comienzan a ser realidad en proyectos para la comunidad. Japón da muestra de esto yendo un paso adelante al promover desde la investigación, desarrollo hasta la implementación de un SIT con un gran apoyo por parte de entidades gubernamentales y públicas como son: el Ministerio de Construcción, el Ministerio de Telecomunicaciones y la Agencia de la Policía Nacional.

Para complementar la anterior investigación se puede decir que actualmente la investigación y desarrollo sobre los SIT se ha enfocado en gran parte en la publicación de estándares y políticas para el diseño, implementación y mejor comunicación de dichos sistemas.

En este sentido Singapur a través de la organización Land Transport Authority14 marca la diferencia en todo lo relacionado con sistemas de transporte y movilidad inteligentes con proyectos en funcionamiento y en desarrollo que involucran desde soluciones en cuanto al transporte público a través de aplicaciones para la comunidad, hasta la implementación de proyectos ingenieriles y tecnológicos que incluyen la colocación de sensores para permitir la comunicación entre vehículos.

De igual forma los proyectos a futuro son bastantes ambiciosos, con la idea más que un transporte inteligente, es contar con una ciudad inteligente que provea todo un paquete de servicios a la comunidad (Yong y Kee, 2014).

14

Land Transport Authority (LTA) es una organización en Singapur que trabaja de la mano con el gobierno y

es responsable de la planeación, operación y mantenimiento de los sistemas e infraestructura de transporte terrestre en Singapur.

30

2.2 MARCO TEÓRICO A continuación se encuentra el fundamento básico que permitirá tener una mejor compresión del trabajo de investigación.

2.2.1 Sistema de Información Geográfica Móvil – SIG Móvil Solo para recordar a continuación se presenta algunas definiciones de un Sistema de Información Geográfica (SIG) para profundizar luego en los SIG para dispositivos móviles.

“Los sistemas de información geográfica son un conjunto de herramientas integradas, capaz de capturar, almacenar, recuperar, manipular, analizar y mostrar datos espacialmente referenciados a la Tierra” (Jaimes y Franco, s.f., p. 8) .

Otras definiciones más recientes que complementan lo anterior explican que dichos sistemas permiten ver, entender, preguntar, interpretar y visualizar datos en muchas maneras que muestran las relaciones, patrones y tendencias en forma de mapas, globos, reportes y gráficos (ESRI, s.f.).

Ahora bien teniendo claro lo anterior básicamente un SIG móvil – también conocido como Mobile GIS – se refiere al uso de información geográfica en el campo a través de dispositivos móviles como smartphones, PDAs, Tablets etc. (Drummond et al., 2007).

Una definición más completa lo define como “Un framework de software/hardware integrado, para el acceso de datos y servicios espaciales a través de dispositivos móviles gracias al uso de redes ya sean inalámbricas o no” (Solyman, 2005, ¶ 3)

31

2.2.2 Componentes de un SIG Móvil Básicamente los componentes de un sistema SIG Móvil son: Un Sistema de Posicionamiento Global (GPS), un dispositivo móvil y una red de comunicación como se aprecia en la Figura 1 (Drummond et al., 2007).

Figura 1: Componentes de un SIG Móvil

Para el presente estudio, el dispositivo móvil se convierte en un parte fundamental del estudio ya que sobre él recae el desarrollo; para ello es importante conocer más sobre sus características, tipología y sistemas operativos.

2.2.3 Dispositivos Móviles para Desarrollo SIG Se han encontrado muchas definiciones de dispositivos móviles. A continuación se presenta la que describe de manera más sencilla y entendible lo que es un dispositivo móvil: “Un dispositivo móvil (DM) se puede definir como aquel que disfruta de autonomía de movimiento y está libre de cableado. La principal característica de un DM es su gran capacidad de comunicación, la cual le permite tener acceso a información y 32

servicios independientemente del lugar y el momento en el que nos encontremos.

Es decir tiene una información fácil de transportar” (BuenasTareas.com, 2013, ¶ 2).

Debido a que existe una gran variedad de dispositivos móviles, es importante centrar el estudio en aquellos que permitan el desarrollo de aplicaciones SIG. Para eso es necesario conocer la tipología, sus características al igual que los tipos aplicaciones SIG existentes que pueden ser desarrolladas sobre ellos (Figura 2).

Figura 2: Diferentes dispositivos móviles y sistemas operativos.

Fuente: Quintanilla, 2013

CARACTERISTICAS Las características más relevantes de un dispositivo móvil orientado al desarrollo de un SIG son: capacidad de procesamiento de datos espaciales y la capacidad de comunicarse con otros sistemas o servicios que provean mayor capacidad de procesamiento y almacenamiento para intercambiar información, ya sea geográfica o no (Quintanilla, 2013).

33

CLASIFICACIÓN De acuerdo con Quintanilla (2013), los dispositivos móviles se pueden clasificar en tres (3) categorías: navegadores GPS, smartphones y dispositivos móviles profesionales.

Navegadores GPS: En esta categoría se encuentra los Handheld GPS (también conocidos como Hand GPS), los cuales están orientados a navegación y toma de datos. Son dispositivos muy básicos y generalmente no muy costosos ya que son diseñados para un propósito muy específico. No permiten introducir cartografía propia lo cual lo hace muy restrictivo y adicional tiene limitaciones para la captura y edición de datos. Un ejemplo de dichos dispositivos son: Garmin y TomTom. Dispositivos Móviles Profesionales: Son especialmente para profesionales de SIG que usan estos dispositivos en el campo y para tareas bastantes específicas donde el uso de equipos robustos es una necesidad. En esta categoría se encuentran las famosas PDAs y Pockets PC15. Están orientados a toma y gestión de datos en el campo. Son un poco más costosos, más robustos y para aplicaciones muy específicas dadas sus características técnicas, ejemplos de estos dispositivos son producidos por la empresa son Trimble a través de sus diferentes series como Trimble Juno y Trimble GeoExplorer.

Smartphones. Son orientados a voz, navegación y gestión. Soportan aplicaciones de todo tipo. Básicamente un smartphone es la fusión entre un teléfono móvil común y corriente y una PDA (Figura 3).

15

Pocket PC (pocket personal computer) es el nombre común para denominar los dispositivos móviles PDA

basados en el sistema operativo Windows. Estos dispositivos usualmente ofrecen pequeñas versiones de aplicaciones Microsoft tales como Word y Outlook (Webopedia, s.f.).

34

Figura 3: Smartphone como hibrido entre un teléfono móvil y una PDA.

2.2.4 Tipos de Aplicaciones SIG Móviles De acuerdo a la funcionalidad que ofrecen las aplicaciones SIG móviles existen dos categorías: Navegación y SIG y gestión de territorio (Quintanilla, 2013).

Navegación: Consiste en el posicionamiento de vehículos o personas sobre una cartografía base (raster o vectorial). Aplicaciones en gestión de rutas, localización y guiado a la zona de estudio, excursionismo, guías urbanas etc. (Quintanilla, 2013).

Los dispositivos móviles que soportan este tipo de aplicaciones son: 

Hand GPS



Smartphones

SIG y Gestión de la Información o del Territorio: Sus características son el posicionamiento y recolección de entidades geográficas. Tienen capacidad de análisis y edición de la cartografía. Se pueden crear aplicaciones de todo tipo.

Soporta bases de datos cartográficas y alfanuméricas con el fin de interactuar con el sistema de información geográfica (Quintanilla, 2013).

35

Los dispositivos móviles que soportan este tipo de aplicaciones son: 

PDAs



Pocket PC



Smartphones

La Figura 4 describe en qué situaciones es más recomendado el uso de uno u otro dispositivo de acuerdo al grado de precisión de la gestión de información geográfica.

Figura 4: Dispositivos móviles para una aplicación SIG móvil

Según lo anterior se puede concluir que los smartphones se integran tanto en aplicaciones de Navegación como aplicaciones SIG y Gestión del Territorio (Figura 5).

36

Figura 5: Tipos de Aplicaciones móviles vs Soporte de dispositivos móviles Fuente: Quintanilla, 2013

A continuación se muestra un cuadro comparativo (Tabla 1) que resume el comportamiento de los dispositivos móviles dentro de cada uno de los tipos de aplicaciones descritas anteriormente. Adicionalmente en el Anexo III se presentan dos tablas comparativas de los dispositivos móviles contra los dispositivos profesionales y de navegación.

Tabla 1: Comportamiento de cada dispositivo según el tipo de aplicación que soporta

Aplicación para Navegación

Aplicación para SIG y Gestión

Los smartphones son superiores a la Los dispositivos móviles profesionales gama baja de los Hand GPS

son muy superiores por tecnologías GPS y precisión pero son muy costosos.

Los Hand GPS de gama alta son Los smartphones son buenos para ligeramente superiores

consultas SIG, pero no para creación y edición de datos

Los smartphones son buenos tanto para consulta como de creación de datos Nota. Fuente: Adaptado de Quintanilla, 2013

37

2.2.5 Plataformas y Sistemas Operativos Móviles.

Para el análisis comparativo del software para SIG móvil el tipo de plataformas móvil, es decir el sistema operativo que trae cada uno, es parte fundamental ya que el desarrollo se ve condicionado a esta variable y se debe tener en cuenta que estos sistemas suelen ser menos robustos que los diseñados para computadores de escritorio o portátiles. Una definición más exacta de lo que es un sistema operativo se presenta en el libro Sistemas Operativos Entornos Monousuario y Multiusuario el cual dice: “El sistema operativo es el encargado de gestionar los recursos del computador en este caso del dispositivo móvil, así como los programas instalados en éste. De esta manera nos permite utilizar el software de una manera cómoda y gestionar más adecuadamente los recursos del hardware.”

(Molina y Baena, 2007, p. 8).

Los dispositivos móviles, al igual que los PCs, son controlados por un sistema operativo (S.O). Hoy en día existe una gran variedad de S.O, pero para facilitar la investigación, el presente trabajo se centra en aquellos que presentan mayor penetración y usabilidad en el mercado mundial y de Colombia.

En este sentido los sistemas más representativos de acuerdo al estudio realizado por Gartner16 (2014) son: Android, Apple iOS, Windows Phone y Windows Mobile (Figura 6). En el Anexo I - Sección 2 se muestran un resumen del comportamiento de las ventas de los dispositivos móviles en Latinoamérica.

16

Gartner Inc. es una empresa consultora y de investigación de las tecnologías de la información con sede

en Stamford,Connecticut, Estados Unidos

38

Figura 6: Sistemas operativos para smartphones

La Tabla 2 muestra una comparación de las características técnicas de dichos sistemas operativos seleccionados.

Tabla 2: Comparación entre los dispositivos iOS, Android y Windows Mobile - Phone

iOS

Fabricante Lenguaje

Android

Windows

Windows

Phone

Mobile

Apple

Google

Microsoft

Microsoft

Objective C,

Java, C++

C#

C# y VB

Windows, Mac

Windows

Windows

Visual Studio

Visual

Express for

Studio +

Windows

Windows

Phone

Mobile SDK

C++ Plataforma de

Mac

desarrollo

y Linux

Principales

Xcode

Eclipse

software para el desarrollo Licencia Año

de

Propietaria

Software libre

Propietaria

Propietario

2007

2008

2010

2000

lanzamiento Nota. Fuente: Adaptado de Quintanilla, 2013

39

2.2.6 Ambiente de Trabajo de las Aplicaciones SIG Móviles Las aplicaciones móviles pueden y deben desarrollarse de manera que sean capaces de ofrecer soporte tanto en ambientes conectados como los desconectados, lo que usualmente se conoce como trabajo online u offline.

2.2.6.1 Trabajo Online Significa que requiere una conexión a una red inalámbrica que permita el acceso a Internet o servicios web para realizar cualquier tipo de labor ya sea visualización de datos geográficos, o cualquier tipo de consulta que el usuario desee.

2.2.6.2 Trabajo Offline Este ambiente por el contrario indica que no necesita ninguna conexión para trabajar y puede acceder a la información que tenga almacenada en el dispositivo.

Esto significa que si se quiere trabajar con información geográfica, previamente debe haber información espacial almacenada en la memoria caché17 del teléfono.

En muchas ocasiones y el ideal por así decirlo, es que las aplicaciones móviles soporten ambos tipos de trabajo y no limitar a que solo puedan trabajar de un tipo de ambiente.

2.2.7 Tipos de Desarrollo para Aplicaciones Móviles Existen dos tipos principales de aplicaciones móviles y una última que surge de la combinación de las dos anteriores: Web, Nativas e Hibridas (Figura 7). La

17

La memoria caché es el área de almacenamiento donde se guarda temporalmente información de un

equipo de cómputo o dispositivo móvil que ayuda a acceder más rápido a datos que son requeridos para realizar determinadas funciones o tares.

40

descripción de cada una de estas aplicaciones ha sido tomada de la comunidad en Internet GeoSpatial Training Services18 (Pimpler, 2015), la cual presenta una información completa y fiable.

Figura 7: Tipos de desarrollos para aplicaciones móviles Fuente: Pimpler, 2015

2.2.7.1 Aplicación Nativa Las aplicaciones nativas son desarrolladas específicamente para dispositivos móviles y se ejecuta directamente sobre estos. Normalmente se descargan desde tiendas online tales como Google Play o Apple’s App Store. En otras ocasiones son descargadas directamente de la página de la organización o vienen preinstaladas en algunos dispositivos. En cualquier caso son directamente instaladas en el equipo.

Este tipo de aplicaciones no requiere una conexión a internet todo el tiempo ya que trabajan con las capacidades del dispositivo móvil, ya sea soporte de GPS o uso de la memoria caché.

18

GeoSpatial Training Services es una organización dedicada a ofrecer información, noticias, cursos, y

organizar eventos relacionado con el mundo de los sistemas de información geográfica.

41

Las aplicaciones nativas se escriben en múltiples lenguajes de programación ya que son hechas específicamente para cada plataforma, es decir, dependiendo del sistema operativo se deberá desarrollar una aplicación GIS que sea soportada por ejemplo en Android o en iOS. Ejemplos claros de aplicaciones nativas son los juegos que son descargados en los móviles como Angry Birds o aplicaciones como Shazam.

Las aplicaciones GIS nativas tienen total acceso a la API del sistema operativo del dispositivo sobre cual el desarrollado, tal como se muestra en la Figura 8.

Figura 8: Anatomía de una aplicación nativa Fuente: Pimpler, 2015

2.2.7.2 Aplicación Web A diferencia de las aplicaciones nativas, estas corren dentro el navegador web del teléfono móvil. Existen aplicaciones web que son diseñadas específicamente para dispositivos móviles, pero no están sujetas al tipo de sistema operativo de éste.

Ya que estas aplicaciones corren a través de un navegador no es necesario descargarla desde una tienda online.

42

La Figura 9 muestra cómo ocurre este proceso entre los procesos internos de un dispositivo móvil al acceder a un navegador web.

Figura 9: Anatomía de una aplicación web Fuente: Pimpler, 2015

Las aplicaciones web son todas aquellas que permiten acceso desde el dispositivo móvil a través de una dirección electrónica como Google.com, páginas de bancos, etc., los ejemplos en este tipo son mucho más numerosos y populares.

2.2.7.3 Aplicación Hibrida Este tipo de aplicaciones combina los atributos de las aplicaciones nativas con las aplicaciones web. El proceso de desarrollo de éste tipo de aplicaciones habilita el desarrollo multiplataforma con HTML, JavaScript y CSS sin dejar a un lado las funcionalidades del dispositivo móvil. En éste modelo, una parte de la aplicación es escrita usando tecnologías web y otra parte usa tecnologías para el desarrollo de aplicaciones nativas que deben ser descargadas en el aparato móvil como se vio anteriormente. Un ejemplo de claro de este tipo de aplicaciones hibridas es

43

Facebook app. La aplicación es descargada de una tienda online (app store) pero además requiere actualizaciones y solicitudes a funciones web (Figura 10).

Figura 10: Anatomía de una aplicación hibrida Fuente: Pimpler, 2015

2.2.8 Sistemas Inteligentes de Transporte y Movilidad Xinping, Hui y Chaozhong (2012, p.321) definen los SIT como se describe a continuación: Los Sistemas Inteligentes de Transporte son todas aquellas aplicaciones avanzadas, las cuales proporcionan servicios innovadores en relación con los diferentes modos de transporte y la gestión de tráfico permitiendo a los distintos usuarios estar mejor informados y hacer un uso más seguro, más coordinado y más ‘inteligente’ de las redes de transporte. SIT abarca un amplio rango de comunicaciones alámbricas e inalámbricas basada en información.

44

En relación a tipos de transporte, como el aéreo, ferroviario, marítimo y terrestre, es importante aclarar que el concepto de SIT es aplicable para sistemas de transporte terrestre y para el caso de la presente investigación se centrará en los sistemas inteligentes para el tráfico y la movilidad en carretera.

2.2.8.1 Principales Áreas de lo Sistemas Inteligentes de Transporte Los Sistemas Inteligentes de Transporte tienen un amplio espectro de aplicabilidad y no es posible en ésta investigación cubrirlo en su totalidad.

La organización Land Transport Authority en su informe Smart Mobility 2030 (Yong y Kee, 2014), describe cuatro áreas en las que los SITs pueden ser concebidos las cuales son: Informativa, Interactiva, Asistida y de Movilidad Ambiental (Figura 11).

A continuación se da una breve descripción de dichas áreas, recalcando que el presente trabajo se centra en las dos primeras: Informativa e Interactiva, principalmente.

Figura 11: Principales áreas de los Sistemas Inteligentes de Transporte STI Fuente: Yong y Kee, 2014.

45

Informativa (Informative).

De acuerdo con Yong y Kee (2014), ésta área busca hacer uso de colecciones de datos geográficos y de transporte con el fin de facilitar la integración entre los distintos sistemas de transporte, conectando gente con lugares gracias a la masificación del uso de dispositivos móviles.

Esto implica además el aprovechamiento de los datos, debido a la capacidad de los dispositivos móviles de ser conscientes de la ubicación (Loction-aware), también al uso de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) entre otros sistemas de recolección de datos usando tecnología de sensores que ya usan los teléfonos inteligentes o que pueden ser incorporados.

Interactiva (Interactive).

De igual forma Yong y Kee (2014), exponen que gracias al crecimiento de los dispositivos móviles inteligentes, las aplicaciones y sensores son capaces de recolectar datos bastante útiles tales como ubicación y velocidades. La idea es que, alrededor de la infraestructura de transporte, los conductores de vehículos y los dispositivos móviles inteligentes sean capaces de reaccionar y responder de acuerdo a las preferencias o comportamiento de los usuarios que están viajando.

Las aplicaciones para SIT en este aspecto tendrán la habilidad de procesar información de eventos en tiempo real usando la ubicación actual del conductor, las condiciones del tráfico y las preferencias del usuario con el fin de dar opciones donde el usuario tendrá la posibilidad de reaccionar anticipadamente y tomar una decisión.

46

La adopción del término de crowdsourcing19 también hace parte de éste área, y lo que propone es que los mismos usuarios sean actores activos dentro del uso de una aplicación en un SIT. A través del uso de plataformas de redes sociales accedidas a través de smartphones es posible que los usuarios actualicen información, tal como el estado del servicio de transporte en determinado lugar que afecte a la comunidad, avisar de congestiones de tráfico entre otras (Yong y Kee, 2014).

Asistida (Assistive) Esta área involucra conceptos y tecnologías que requieren mucha más inversión y colaboración por parte del gobierno de cada región para lograr un mejor provecho.

Yong y Kee (2014) proponen que para el futuro los vehículos podrían estar conectados y tener la capacidad de comunicarse unos con otros en tiempo real. Esta tecnología se conoce como Vehículo-a-Vehículo (V2V, del inglés Vehicle-to-Vehicule) y Vehículo-a-Infraestructura (V2I, del inglés Vehicle-to-Infrastructure).

Movilidad Verde (Green Mobility) Yong y Kee (2014) incluyen además un área que es de gran importancia para todos los ciudadanos, ya que se relaciona con la necesidad de disminuir la problemática de contaminación ambiental que hay a nivel mundial. Una de las fuentes de contaminación son precisamente los vehículos en cualquiera de sus tipos de transporte.

En este aspecto las empresas de la industria automotriz están llamadas a innovar en sus desarrollos con el fin de construir vehículos que

reduzcan el nivel de

emisiones de carbono para hacer un medio ambiente más sostenible. La solución propuesta busca reducir el alto consumo de energía que hoy se tiene gracias al uso

19

Crowdsourcing (del inglés crowd -multitud- y outsourcing -recursos-) se refiere a la colaboración abierta de

mucha gente o externalización de tareas y trabajos mediante el uso de comunidades masivas, de este modo se puede conseguir en un periodo más corto mejores y más rápidos resultados.

47

de tantos sistemas y equipos de telecomunicación. La idea es hacer un mejor uso de la energía y/o usar tipos de fuentes de energía diferentes como la luz solar para lograr un ambiente más limpio.

2.3 MARCO METODOLÓGICO Existe un sin número de trabajos e investigaciones donde se presentan estudios comparativos con y sin casos de aplicación. El esquema metodológico que se presenta en cada trabajo comparte similitudes al igual que diferencias de acuerdo al enfoque del investigador. A continuación se estudian algunos trabajos que realizan análisis comparativos con el fin de evaluar cuales pueden servir de aporte al presente trabajo.

En la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), Ecuador, se presentan dos tesis relacionadas con análisis comparativos de herramientas de software, una de ellas enfocada al desarrollo de aplicaciones de escritorio en Java (Manzano y Cobo, 2014) y la segunda es aplicada a un caso real para desarrollar una aplicación web para el sistema nutricional de la Escuela ESPOCH (Jaramillo, 2013).

Ambos trabajos proponen un análisis y descripción de las herramientas a evaluar.

Seguidamente son definidos los parámetros de evaluación, para así asignar una puntuación cuantitativa a cada parámetro de acuerdo al desempeño de dicha herramienta en el criterio evaluado. Los resultados son analizados al final para seleccionar aquella que cumpla mejor para el caso de aplicación propuesto.

El análisis presentado por Manzano y Cobo, a diferencia del otro trabajo, soporta su metodología en la norma ISO 9126. En relación al desarrollo e implementación del

48

caso de uso, ambas tesis proponen metodologías de desarrollo de software como SCRUM20 (Manzano y Cobo, 2014) o MFS21 (Jaramillo, 2013).

Garre, Cuadrado, Sicilia, Rodríguez, y Rejas (2007), en su trabajo de investigación también presentan un modelo donde realizan un análisis cualitativo de diferentes modelos matemáticos de estimación. De nuevo presentan una descripción de cada uno, para luego a través de un caso de uso poder analizar el desempeño de dichos modelos y así evaluar cual tiene un mejor comportamiento.

Delgado (2012) de la Universidad de Oberta Catalunya realiza un análisis de cinco plataformas para la publicación de información geográfica en la nube. En dicho trabajo de nuevo se presenta una descripción detalla de cada una. Seguidamente se realiza un estudio comparativo a través de la definición de unas funcionalidades y aspectos, los cuales se les ha dado un valor (en porcentaje) de acuerdo a su importancia. El resultado de la evaluación cuantitativa sirve para la selección de la plataforma a usar en su caso de aplicación.

Finalmente, Vilca (2011) de la Escuela Politécnica Militar de Ecuador presenta una metodología para el diseño, análisis, desarrollo y evaluación de software SIG libre y propietario. Este trabajo se basa en las normas de calidad ISO/IEC 91226-1 e ISO/IEC 14598-5 con el fin de identificar los indicadores que van a ayudar a evaluar cada software. De igual manera como se ha visto anteriormente se asignan valores cuantitativos que permiten la evaluación de desempeño en cada criterio de los diferentes componentes que los investigadores desean comparar.

20

SCRUM es un modelo de desarrollo ágil utilizado en el desarrollo de software y dirección de proyectos

informáticos. Está basado en un proceso iterativo e incremental para el avance secuencial o por etapas del proyecto.

21

MFS (por las siglas en inglés Microsoft Solution Framework), es un enfoque personalizable para entregar

soluciones tecnológicas de manera rápida, con menos recursos humanos y menos riesgos (MSDN Library, s.f.).

49

El estándar ISO/IEC 9126-1 se convierte en un patrón recurrente al ser nombrado en varios trabajos. Este estándar, publicado por primera vez en 1991, define la calidad del software en términos de un conjunto de características y subcaracterísticas (Calero, Piattini, y Moraga, 2010) los cuales son de gran ayuda para la presente investigación para definir de una forma genérica los criterios que deben evaluarse en cualquier tipo de software.

La ventaja del uso de este modelo o estándar es que no limita el número de características a las que ellos proponen y permite extender el modelo de acuerdo a las necesidades que se tengan.

El Anexo IV muestra la descomposición del modelo de calidad ISO/IEC 9126-1 con información más detalla de cada característica y subcaracterísticas.

50

3

METODOLOGÍA

En éste apartado se presentan los aspectos metodológicos de la investigación que permitirán llevar a cabo el análisis comparativo de las plataformas SIG para móviles.

Tipo de Investigación

El presente trabajo se enmarca dentro de una investigación de tipo Descriptiva, por tanto se describirán y analizaran unas plataformas de desarrollo SIG móvil previamente seleccionadas y así observar sus diferencias y similitudes como su funcionamiento.

De

acuerdo

a

Sabino

(1992)

la

investigación

descriptiva

se

preocupa

primordialmente en describir algunas características fundamentales de conjuntos homogéneos de fenómenos. “Las investigaciones descriptivas utilizan criterios sistemáticos que permiten poner de manifiesto la estructura o el comportamiento de los fenómenos en estudio, proporcionando de ese modo información sistemática y comparable con la de otras fuentes” (Sabino, 1992, p. 47).

Según Tamayo (2004, p. 46) la investigación descriptiva “comprende la descripción, registro, análisis e interpretación de la naturaleza actual, y la composición o proceso de los fenómenos. El enfoque se hace sobre conclusiones dominantes o sobre grupo de personas, grupo o cosas, se conduce o funciona en presente”.

Diseño de la Investigación

Según Arias (2006, p. 26) el diseño o método de la investigación se define como “la estrategia que adopta el investigador para responder al problema planteado”.

Ya que el objetivo primordial el presente proyecto es un estudio de las plataformas SIG móviles para el desarrollo de aplicaciones geoespaciales con el fin de seleccionar 51

una para describir un caso de aplicación, se opta por usar el método de análisis comparativo cualitativo como estrategia metodológica.

Al respecto del método seleccionado se tiene que “El análisis comparativo cualitativo puede ser definido como un método orientado a casos que permite el análisis formal y sistemático de la causalidad. Fue desarrollado con la finalidad de proveer herramientas que mejoraran el análisis empírico cuando el objetivo es la comparación de un reducido número de casos (n pequeña), cuya contrastación envuelve no obstante cierto grado de complejidad; como una manera de ayudar al investigador a representar y sintetizar lo que conoce de sus datos mejorando el diálogo entre las ideas y la evidencia empírica” (Ariza y Gandini, 2012, p. 502).

Éste método permite descomponer cada una de las plataformas para estudiarlas de forma individual en primera instancia y después analizarla en sus relaciones con los otros sistemas, lo que facilita que los resultados sean aplicados a un caso real, en éste caso a un escenario para sistemas inteligentes de movilidad.

Estrategia Metodológica: Análisis Comparativo Cualitativo

La estrategia metodológica se encuentra fundamentada en los trabajos de Manzano y Cobo (2014), y Jaramillo (2013), antes mencionados en el apartado de marco metodológico. Las razones que justifican el uso de estos trabajos son en primera instancia porque dichos trabajos tienen objetivos similares a los del presente trabajo, es decir, también realizan análisis comparativos de herramientas de software para aplicarlas a un caso específico. Adicionalmente y una de las razones más importantes es porque la forma en la que están estructurados los pasos para la realización de análisis comparativo es claro, consistente y adaptable a ésta investigación.

La definición de parámetros que plantean en ambos trabajos ha servido de base para el presente trabajo. En ellos, se asigna una valoración a cada criterio de evaluación, la cual está basada en las necesidades de su aplicación. De esta manera 52

se logra diferenciar - con datos medible - cuál de los productos evaluados tiene un mejor o menor desempeño de acuerdo a los requerimientos dadas por el caso de aplicación.

Adicional, se encuentra que Manzano y Cobo (2014), y Delgado (2012), fundamentan la definición de parámetros en las normas de calidad ISO 9126-1. Esto se considera pertinente aplicarlo para la presente investigación por ser estándares internacionales diseñados específicamente para evaluar productos de desarrollo software.

En ese orden de ideas, a continuación se describe el proceso metodológico que se lleva a cabo en ésta investigación por medio de tres (3) etapas principales.

3.1 DEFINICIÓN DEL ESCENARIO DE APLICACIÓN: SISTEMA INTELIGENTE DE MOVILIDAD PARA COLOMBIA (SIMC) Esta etapa comprende la construcción del escenario de aplicación para un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia (SIMC) con el fin de identificar los requerimientos tecnológicos para el desarrollo de una aplicación SIG Móvil.

Estos requerimientos tecnológicos se traducen en la definición de las características que debe tener la plataforma de desarrollo para responder a las necesidades del sistema planteado.

Para llevar a cabo esta etapa se realizó una propuesta tecnológica, la cual se describe a continuación, que permitió entender el escenario.

53

3.1.1 Identificación de la Propuesta Título del Proyecto: Sistema de Inteligente de Movilidad para Colombia (SIMC).

Clasificación del Proyecto: Esta propuesta se encuentra dentro de la categoría de proyectos de Servicios. El objeto principal es ofrecer un servicio para los usuarios de vehículos, no obstante el beneficio del proyecto puede impactar positivamente a toda la región de Colombia.

El implementar una propuesta de carácter tecnológico en Colombia para brindar un servicio a la comunidad impulsará a que otros sectores puedan verse favorecidos ya que toda avance a nivel tecnológico implica la adquisición y puesta en marcha de equipos que soporten el desarrollo y recurso humano capaz de gestionarlo.

La propuesta además tiene un componente innovador22 para la región de Colombia, ya que busca hacer uso de la tecnología existente en el país para hacer frente a una necesidad de movilización de la comunidad.

3.1.2 Fundamentación del Proyecto 3.1.2.1 Área Problemática Del capítulo de Antecedentes se pudo inferir que hoy día la investigación y desarrollo sobre transporte ha dejado de ser un campo dominado por ingenieros civiles, mecánicos entre otros y ha abierto paso a las ciencias informáticas, el Internet, SIG, sensórica etc., que poco a poco han empezado a ser parte de los sistemas inteligentes de transporte y movilidad.

En el mismo capítulo se muestran propuestas y desarrollos en otros países del mundo que desafortunadamente por las diferencias en cuanto a nivel de desarrollo

22

Entendiendo que “La Innovación hay que verla desde la perspectiva del usuario y está dada en como el

producto o solución haya aplicado y combinado invenciones ya conocidas para resolver de mejor forma una o varias necesidades” (Salomon, 2013).

54

tecnológico, infraestructura vial, políticas internas entre otras, no es posible replicarlo en países en vía de desarrollo como Colombia. Pero además porque la información geográfica es propia de cada región y no en todos los países se cuenta con la misma calidad y disposición de información geográfica.

Por otro lado el problema de congestión vehicular en las ciudades grandes y medianas de Colombia ha venido incrementando, al igual que el crecimiento de cada ciudad hace por una parte que sea más difícil la circulación y por otra parte la búsqueda de direcciones, o rutas óptimas se vuelve una tarea estresante y toma tiempo extra. De acuerdo al estudio de Téllez, Hernández, Llanes, y Suárez (2012), se estima que la velocidad promedio de ciudades principales como Bogotá o Medellín es de 23,7 Km/h y 22,65 Km/h respectivamente. Colocándolas por debajo de otras ciudades con alta densidad poblacional como Nueva York (47 km/h) o Kuala Lumpur (28 km/h).

En este sentido una solución que notifique a los conductores de vehículos sobre incidentes y eventos en la vía para que les ayude a tomar decisiones efectivas y en tiempo real se convierte en una necesidad, la cual es posible resolver gracias a que la tecnología hoy en día lo permite.

3.1.3 Fundamentación de Mercado El mercado objetivo, como se ha mencionado, son los usuarios de vehículos que transitan en las carreteras y que posean un teléfono inteligente con conexión a la red inalámbrica.

Estos dos recursos (smartphones y conexión a internet) de acuerdo a los estudios mostrados en los capítulos anteriores se han vuelto muy populares y la penetración de teléfonos inteligentes en Colombia ha llegado a un 30% (Mendelevich, 2014). Lo que indica que ésta solución puede ser usada por un número considerable de

55

usuarios El Anexo I - Sección 2 muestra más sobre la penetración de smartphone en el mercado global y de Colombia.

Por otro lado, tomando de nuevo el estudio realizado por Téllez et al. (2012, p.3), se habla de un incremento del 7,9% anual del parque automotor entre 2010 a 2020.

Dicho incremento indica que, entre 2010 a 2020, habrán 3.5 millones de vehículos más en Colombia.

A continuación se muestra un gráfico con el desempeño económico en cuanto a ventas de vehículos de las ciudades más representativas de Colombia (Figura 12).

Esto refleja que la propuesta tiene un gran mercado por explotar.

Figura 12: Ventas de automóviles por ciudades en porcentaje Fuente: Téllez et al., 2012.

56

3.1.4 Fundamentación Tecnológica

3.1.4.1 Resumen descriptivo En la presente investigación se propone un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia (SIMC) teniendo en cuenta los recursos tanto tecnológicos y la infraestructura que tiene Colombia actualmente.

Este sistema de movilidad busca informar a los usuarios sobre eventos en la vía tales como reparaciones, cambios de sentido, cierres de carretera e incidentes. Esta información debe estar basada en la posición actual del conductor con el fin de que éste puede reaccionar anticipadamente y tomar decisiones.

Sumado a esto se propone incluir servicios de consultas de información geográfica para los conductores como búsquedas de direcciones, puntos de interés, rutas óptimas entre otras funcionalidades con contenido geográfico. Aunque es conocido que servicios como estos ya los ofrecen software como Waze, como se dijo anteriormente la información de cartografía que usa no funciona en todas las regiones y rincones de Colombia.

La solución implica el desarrollo de un sistema de información que permita la gestión de la información geográfica, soporte de bases de datos con información espacial, y la recolección de cartografía especifica de Colombia, la cual debe ser actualizada periódicamente. Éste sistema debe estar compuesto también por una aplicación SIG que debe ser ejecutada desde un dispositivo móvil la cual debe poder acceder a un sistema más robusto el cual centraliza toda la información necesaria para después distribuirla.

57

3.1.4.2 Objetivo de la Propuesta El principal objetivo del escenario de aplicación es proponer una solución para los problemas de movilidad en Colombia que sea viable en términos tecnológicos y que sean coherentes con los recursos particulares de la región.

El resultado que se espera a partir de ésta propuesta es la arquitectura del sistema de información que sirva de base teórica para ser aplicado en una implementación real.

3.1.5 Desarrollo Para el desarrollo del proyecto se proponen los siguientes componentes que harán parte del sistema: 1. Centro de Monitoreo de Transito (CMT) 2. Sistema de Información Geográfica distribuido 3. Software de Gestión SIG La interacción de dichos componentes se explica a continuación con el diagrama de proceso.

3.1.6 Diagrama de Proceso SIMC A continuación, en la Figura 13, se describe el proceso de manera general del SIMC, con el fin de mostrar los principales componentes y la relación de cada uno dentro del sistema, de igual forma mostrar cómo fluye la comunicación entre ellos.

El centro de control de tránsito (CCT) es el encargado de gestionar y centralizar toda la información vial y de tráfico de la región. La ciudad de Medellín (Colombia), ya cuenta con éste centro de operaciones de control de tránsito (Secretaria de 58

movilidad de Medellín, 2013). La finalidad en el presente trabajo es desarrollar ésta idea en las demás ciudades principales del país.

Este centro tendrá los mapas actualizados de la región de Colombia los cuales pueden ser obtenidos por las siguientes fuentes: 

Instituto Agustín Codazzi. Quien es el ente encargado para Colombia de tener y proporcionar información geográfica.



Fuentes gratuitas en Internet. Gracias a los servicios gratuitos que ya existen en internet que proveen mapas base (conocidos como Basemap) es posible obtener mapas, capas y demás información.

Figura 13: Diagrama de proceso del SIMC. Nota. Los entes como agentes de tránsito, llamadas del ciudadano o SMS reportan eventos al CMT. El CMT interactúa con la aplicación móvil intercambiando información a través de un servidor distribuido en la nube.

59

Además debe contar con toda la infraestructura necesaria para la visualización, análisis y gestión de la información de tráfico de la ciudad y tener la capacidad de ser visualizada sobre mapas. En la Figura 14 da una idea de cómo funciona dicho centro.

Figura 14: Centro de monitoreo de tránsito

La información sobre eventos e incidentes en la vía deberán ser almacenados en un servidor web donde se encuentre la base de datos geográfica.

El mecanismo para obtener la información será a través de las siguientes fuentes: 

Circuito Cerrado de Televisión. Las principales ciudades de Colombia ya poseen cámaras para monitorear el tránsito de cada ciudad para la detección de incidentes que afectan la movilidad. Haciendo uso de esta infraestructura el Centro de Control de Tránsito a través de un equipo especializado podrá analizar, visualizar y actualizar la información que las cámaras proporcionan.



Agentes de Tránsito. Cada ciudad en Colombia dispone de una Secretaria de Movilidad y con ello, la disposición de agentes de tránsito de acuerdo al artículo 2° del Código Nacional de Tránsito Ley 769 del 2002 (Colombia.com, s.f., ¶ 12). El Sistema de Movilidad aquí expuesto propone un trabajo en conjunto con la Secretaria de Movilidad para que dichos Agentes de Tránsito sean actores activos en el sistema y reporten eventos e incidentes viales al centro de monitoreo para tener información en tiempo real que pueda ser útil para el sistema.

60



Ciudadanía. La ciudadanía también se convierte en una parte activa del sistema, con la capacidad de reportar al centro de monitoreo cuando se presenten accidentes, situaciones de congestión u otros eventos que afecten la movilidad.

La Aplicación SIG es la encargada de proveer a los conductores información sobre eventos en la vía, información de rutas, puntos de interés y a su vez está en capacidad de recibir notificaciones de dichos usuarios quienes pueden interactuar con el sistema, no solo para obtener información y notificaciones sino también para reportar eventos en tiempo real. La aplicación también está en capacidad de sincronizar información con un servidor web donde está la información del centro de control de tránsito con el fin de proveer información fiable y efectiva.

Los usuarios de vehículos a través de un dispositivo móvil podrán ejecutar la aplicación SIG la cual será la encargada de interactuar con el Sistema de Información Geográfica alojado en la nube. Las notificaciones deben tener en cuenta la localización actual del conductor usando los servicios basados en localización23 (LBS, del inglés Location Based Services). El usuario podrá de igual manera reportar incidentes y hacer uso de otros beneficios como planeación de rutas, búsqueda de direcciones y puntos de interés.

3.1.7 Requerimientos Funcionales del SIMC Las actividades realizadas para la identificación de los requerimientos funcionales se basaron en la definición que da Sommerville (2005, p. 110), quien al respecto dice que “los requerimientos funcionales describen lo que el sistema debe hacer.

23

Servicios Basados en la Localización (LBS, del inglés Location Based Serives) es una tecnología que se

enfoca en proveer información a través de los dispositivos móviles basado en la posición espacial del mismo (Frank,,et al., 2004)

61

Estos requerimientos dependen del tipo de software que se desarrolle, de los posibles usuarios del software y del enfoque general tomado por la organización”.

De acuerdo a lo anterior a continuación se hará una definición de actores, definición de los casos de uso más representativos para el sistema y por último las características con debe cumplir el SIMC. 3.1.7.1 Definición de los actores Para tener una claridad a qué se refiere con actores en el presente trabajo, a continuación se da la definición en el contexto de ingeniería del software.

Un actor es un papel, o más, de cualquier entidad externa que se prevé para interactuar con el software y le dará información o bien la recibirá. Las entidades externas en cuestión pueden ser personas, máquinas otros sistemas de software in instantes en el tiempo en los cuales se debe poner en marcha automáticamente algún proceso (Campderrich, 2003, p. 114).

La identificación de los actores se realiza por medio del uso de preguntas que ayudan a esclarecer los roles que se tienen en el sistema (Quiroga, s.f.), las cuales se muestran a continuación: 

¿Cuáles usuarios/actores ejecutan las funciones principales del sistema?



¿Cuáles usuarios/actores desempeñan funciones secundarias, como mantenimiento y administración?



¿El sistema interactúa como hardware externo o software?



¿Qué usuarios/actores son iniciadores, es decir, no utilizan directamente el sistema pero desencadenan el trabajo de otro actor?

Respondiendo a las preguntas los actores identificados se muestran en la Figura 15.

62

Aplicación móvil

Sistema de Monitoreo de Tráfico SIMC

Administrador

Reportador de incidentes

Figura 15: Identificación de los actores del sistema SIMC

A continuación se describe la interacción de dichos actores con el sistema (Tablas 3 a 6).

Tabla 3: Caso de uso: Aplicación móvil

Actor:

Aplicación móvil

Descripción:

Se refiere a la aplicación instalada en el smartphone la cual interactúa con el SIMC

Funciones:



Recibir las notificaciones de incidentes y eventos en la vía por parte del SIMC.



También puede agregar notificaciones de incidentes al sistema.

Requerimientos:



Consultar rutas, direcciones y puntos de interés.



La aplicación móvil debe estar instalada en un dispositivo móvil inteligente.



Debe tener una conexión a internet.

63

Tabla 4: Caso de uso: Sistema de monitoreo de tráfico

Actor:

Sistema de Monitoreo de Tráfico (CMT)

Descripción:

Es el sistema donde se concentra toda la información del tráfico de cada ciudad.

Funciones:

Requerimientos:



Recolectar información de eventos e incidentes.



Procesar la información.



Subir la información al SIMC.

Este centro tendrá los mapas actualizados de la región de Colombia los cuales pueden ser obtenidos por las siguientes fuentes: 

Instituto Agustín Codazzi. Quien es el ente encargado para Colombia de tener y proporcionar información geográfica.



Fuentes gratuitas en Internet. Google Earth, OpenStreetMap, Servicios WMS y otros.

Tabla 5: Caso de uso: Reportador de incidentes

Actor:

Reportador de Incidentes

Descripción:

Es todo sistema externo que se comunica con el CMT para enviar información sobre eventos o incidentes en la vía.

Funciones:



Reportar al CMT los eventos e incidentes viales a través de vía telefónica, envío de mensajes de texto SMS. Los agentes de tránsito también son una fuente principal para el reporte de información vial.

64

Tabla 6: Caso de uso: Administrador

Actor:

Administrador

Descripción:

Es el encargado de supervisar y mantener el Sistema Inteligente de Movilidad el cual se compone de la aplicación móvil, bases de datos, sistema de información geográfica y sistema distribuido

Funciones:



Mantener actualizadas las bases de datos.



Actualizar la aplicación móvil y la aplicación de escritorio.



Mantener y actualizar los servidores web.



Velar por el buen desempeño del sistema en general.



Resolver errores del sistema.

3.1.7.2 Diagrama de Casos de Uso De lo anterior se desprende el diagrama de casos de usos que muestra los casos de uso y las funciones principales que deberá tener SIMC (Figura 16).

65

LBS <<include>>

Recibir notificación de eventos <<include>>

Visualizar en mapa <<include>>

Consultar estado de la vía

Buscar ruta optima Buscar Puntos de Interés <<include>>

Aplicación móvil

Calcular ruta <<include>>

Planear ruta

<<include>>

Visualizar en mapa

Crear notificaciones de eventos

Enviar Notificaciones

CMT Figura 16: Diagrama de caso de uso SIMC

3.1.7.3 Características del SIMC

De la Aplicación Móvil

Se requiere que la Aplicación SIG Móvil pueda: 1. Gestionar información geográfica. Para esto se requiere que la aplicación desarrollada sea un sistema de información orientada a la gestión de la información y no exclusivamente a la navegación. Esto permite a los usuarios realizar consultas interactivas, analizar información espacial, editar datos, mapas para finalmente mostrar dicha información de manera clara para los usuarios.

66

2. Soporte de almacenamiento y visualización de datos geográfico. Los datos espaciales no son más que una representación abstracta de objetos del mundo real (carreteras, vías, puntos de interés, altitudes etc.). Estos datos deben ser almacenados en archivos para su posterior visualización en los mapas. Dichos archivos contienen diferentes tipos de formatos dependiendo del tipo de dato almacenado. El Anexo V contiene algunos de los formatos más usados para el trabajo con SIG. 3. Soporte de trabajo online y offline. Para la notificación de incidentes y eventos es indispensable la conexión a internet para que la aplicación reciba la información. De igual manera para el envío de consultas u otras notificaciones. Por otro lado la aplicación debe estar en capacidad de trabajar offline haciendo uso de la memoria del teléfono para visualizar información geográfica que se haya guardado previamente.

4. Comunicarse con otros sistemas más robustos. Debido a que las capacidades de almacenamiento y memoria de los smartphones son limitadas es necesario contar con un sistema más robusto. Este sistema será el encargado de centralizar y distribuir la información. La aplicación debe permitir interactuar con dichos sistemas para intercambio de información.

5. Ser ejecutada en diferentes sistemas operativos móviles. Esto hace referencia a la portabilidad del sistema para que la aplicación pueda ser ejecutada desde diferentes plataformas móviles como Android, iOS y Windows Phone. Se proponen estos por ser los más usados en Colombia como se ha venido mencionado.

6. Ser usada por todo tipo de usuario. Ya que el SIMC está dirigido a usuarios comunes y corrientes, el desarrollo NO debe estar orientado a expertos de SIG que trabajan en el campo sino a todo tipo de personas que de manera intuitiva pueda interactuar con la aplicación.

67

7. Costo asequible. En caso de que la aplicación tenga un costo para el usuario final debe ser conveniente ya que un alto precio reducirá la penetración en mercado objetivo. Al ser esta solución un servicio donde se involucran diferentes organizaciones públicas, el costo debería ser asumido en su mayor parte por las entidades o ministerios que el gobierno designa para las funciones relacionadas con éste servicio.

Del Sistema de Gestión de Información Geográfica

1. Soporte multiusuario. Debido al tipo de servicio que se quiere ofrecer es necesario que la infraestructura tenga la capacidad de procesar información de muchos usuarios a la vez. Para ello es necesario que las transacciones, la recuperación y actualización de datos que realice el sistema se lleven a cabo entre dos o más computadoras independientes.

2. Capacidad de almacenar datos espaciales y no espaciales. Las bases de datos geoespaciales son el núcleo de los sistemas de información geográfica. Ellas deben estar en la capacidad de almacenar tanto datos espaciales como no espaciales. Además la información geográfica es sumamente pesada, así que es necesario contar con la infraestructura adecuada que soporte la gestión de datos geográficos y su procesamiento de manera rápida.

3. Independencia de la ubicación. Para el usuario la localización física de los datos debe ser transparente. Esto significa que el sistema debe permitir que la información pueda ser accedida desde cualquier punto sin necesidad de tener su información almacenada de forma local. Para ello se requiere de una base de datos distribuida que permita además de lo anterior también la

68

capacidad de procesar consultas distribuidas24. Esto permite reducir la sobrecarga de comunicación.

4. Ser multiplataforma. El sistema debe ser independiente del hardware y del software o lo que es lo mismo, debe funcionar igual sin importar la plataforma o sistema del que sea accedido.

5. Ser seguro y confiable. Indispensablemente todo sistema debe proporcionar seguridad e integridad de los datos. Es decir que la información que es proporcionada sea fiable y no haya pérdida de la información.

Adicional debe permitir manejar datos sensibles donde se acceda a diferente tipo y nivel de información dependiendo del tipo de usuario.

6. Fácil mantenimiento. Es importante tener presente que para un sistema con las capacidades que se requiere se debe tener cuidado con el mantenimiento ya que si no se usa una buena estrategia para la arquitectura del sistema puede resultar más costoso el mantenimiento que la puesta en marcha del mismo. Tercerizar este tipo de servicios es una buena opción.

7. Costos adecuados. De acuerdo a lo visto a lo largo del documento, la información geográfica ya es más asequible y menos costosa gracias a los avances en diferentes aspectos tecnológicos. De esta manera se debe buscar la manera de diseñar un sistema con todos los requerimientos anteriores usando tecnologías ya existentes que permitan utilizar la tecnología a bajos costos.

24

Las consultas distribuidas obtienen acceso a datos de varios orígenes de datos heterogéneos.

69

3.1.8 Arquitectura Propuesta para un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia (SIMC) La arquitectura del sistema que se propone a continuación pretende aprovechar los beneficios de los paradigmas de computación que existen actualmente haciendo el mejor uso de las herramientas y tecnologías que se tienen a disposición para responder a las características y requerimientos del sistema antes mencionados.

Teniendo en cuenta además que todo sistema tiende a crecer y mejorar conforme hay nuevos avances. Esta propiedad de escalabilidad debe estar presente en la propuesta tecnológica. Al igual han sido tenidos en cuenta los alcances y limitaciones de la región en donde se propone el escenario de aplicación Para este tipo de sistemas se propone usar un modelo distribuido cliente/servidor tradicional. Dentro de dichos modelos distribuidos, hoy en día se cuenta con una tendencia tecnológica la cual ya se ha venido nombrando en ésta investigación llamada Computación en Nube la cual ha mostrado tener grandes beneficios que serán analizados a continuación. El Anexo II contiene los conceptos relacionados con ésta tecnología.

Las razones que llevan a aplicar la computación en nube (CC) como solución al Sistema Inteligente de Movilidad se deben a que dicha tecnología tiene la capacidad de compartir recursos en términos de infraestructuras escalables, middleware25 como servidores de aplicaciones, bases de datos entre otros, y plataformas para el desarrollo de aplicaciones (Zhang y Zhou, 2009). La Figura 17 resume lo anterior.

25

Middleware “es un software que tiene la capacidad de conectar distintos sistemas y facilitar la interacción

entre un cliente y cualquier aplicación que provee un servicio (arquitectura cliente/servidor)” (Varela, 2007, p. 3)

70

Figura 17: Dimensiones/Áreas de acción de la Computación en Nube.

Fuente: Barrios C., 2011.

Dichas características compaginan con los requerimientos expuestos para el SIMC, ya que da la posibilidad de acceder a servicios puestos en Internet desde cualquier parte y desde cualquier dispositivo sea móvil o no. La CC también da la posibilidad de acceder a las aplicaciones, servicios etc., independiente de la red que se use, ya sea una red móvil (de los operadores de celulares) o las redes que se tienen en casa o en el trabajo. Además no es necesario instalar ningún software para usar sistemas o software alojados en la nube. Lo más importante es que tiene la propiedad de ser escalable, lo que hace posible que el sistema se adapte fácilmente a cambios sin perder calidad.

Jinnan y Sheng en su artículo “Studies on Application of Cloud Computing

Techniques in GIS” (2010), exponen además una serie de oportunidades que trae el uso de computación en nube para los SIG que valen la pena mencionarlas en este trabajo ya que soportan aún más el uso de esta tecnología y los cuales serán descritos a continuación.

1. Mejoran la capacidad de almacenamiento y la seguridad de los datos espaciales. Existen diferentes tipos de datos espaciales y conforme el sistema crece, los datos espaciales también crecen, al igual que las relaciones entre sí. Por lo que la administración y el mantenimiento de los datos espaciales cuestan mucho tanto en hardware como en recursos humanos. Para esto la plataforma de computación en nube ofrece servicios 71

para almacenamiento de grandes cantidades de datos, administración, copias de respaldo y mantenimiento usando el conjunto de servidores y la tecnología de archivos distribuidos. La organización o el desarrollador solo necesitan rentar este tipo de servicios por un precio muy inferior a que si se tuviera que asumirlo dentro de la organización.

2. Mejora las capacidades de procesamiento del análisis espacial y facilita la toma de decisiones mediante la combinación de computación en nube y análisis espacial. La computación en nube evita los problemas con el ancho de banda para la transferencia de datos cuando estas almacenados en un solo sitio. Usando sistemas distribuidos los datos son almacenados en diferentes nodos26, de esta manera cada nodo lee y procesa la información. Esto presenta una gran ventaja cuando se habla de una cantidad masiva de datos.

3. Aplicaciones de software como servicios. Con el auge de la computación en nube, el modelo de negocio tradicional de las empresas de TI tanto hardware como software se transforma y de esta manera las aplicaciones pueden ser vistas como servicios en Internet. Esto de igual forma reduce los costos del proyecto y la duplicación de los recursos. Esto indica que las aplicaciones SIG se pueden construir más rápidamente y desplegar fácilmente a través de internet.

De acuerdo a esto se presenta la arquitectura para el SIMC, la cual además se basa en trabajo de Bhat et al. (2011), donde se propone un modelo para los SIG basándose en la Computación en Nube.

26

Un nodo es un punto de intersección donde se unen varios elementos. Para éste caso un nodo puede ser

un computador, un servidor, o cualquier sistema de intercambio de datos y almacenamiento de información.

72

3.1.8.1 Descripción Esta arquitectura se divide básicamente en tres partes: 

Clientes (SIG de escritorio, CMT, dispositivo móvil)



Interfaz SIG Web en la nube



Servidor del SIG en la nube.

Clientes

En ésta arquitectura el cliente puede ser móvil, o cliente de escritorio. Existes tres tipos de clientes: El CMT, El sistema donde se aloja el SIM y el cliente móvil que en este caso será la aplicación.

El Centro de Monitoreo de Transporte. Este centro debe poder comunicarse con un sistema distribuido alojado en la nube para enviar información. Esta información es recibida de las fuentes antes mencionadas el apartado 3.1.6 como son: agentes de tránsito, sistemas de monitoreo que cuenten en la ciudad, y la ciudadanía como tal.

Computador de escritorio. Es cualquier cliente de escritorio que desee consultar información en el sistema de información.

Aplicación Móvil. Este cliente a través de una aplicación móvil instalada en los dispositivos móviles podrá comunicarse con el SIMC con el fin de realizar los procesos de sincronización de información. De igual manera el SIMC deberá recibir notificaciones basadas en su posición sobre eventos en la carretera y podrá enviar información en caso que lo requiera.

Interfaz SIG Web en la Nube

La interfaz web usa las ventajas del uso de Web 2.0 y tecnologías relacionadas para que los clientes se comuniquen con el sistema en la nube que es más robusto. De esta manera el cliente móvil puede interactuar con el sistema SIMC a través de 73

servicios web y de la misma manera el servidor puede enviar y recibir información a través de dicha interfaz. Esto se convierte en el puente entre los clientes y el servidor alojado en la nube, tal como se muestra en la Figura 18.

Servidor en la Nube

Este sistema debe ser administrado por un ente que se encargue del mantenimiento, análisis y puesta en marcha de la aplicación. Será el corazón del sistema en general ya que él será el encargado de articular todos los componentes, centralizar la información y distribuirla dependiendo del perfil de los usuarios.

Bhat et al. (2011) además hacen una distinción de cinco capas dentro del sistema de servidor en la nube las cuales son tomadas también para la propuesta presentada en el presente trabajo con algunas modificaciones en la capa de Repositorio de datos. Lo anterior se describe a continuación y se muestran en las Figuras 18 y 19.

1. Capa de Comunicación. Esta capa será la interfaz de comunicación entre la capa lógica y el Servidor SIG como tal.

2. Capa Lógica. Contiene toda la lógica del negocio del sistema, y será la encargada de procesar todas las tareas, será el puente para acceder a la capa de datos (o repositorio SIG) y enviar la información para ser visualizada.

3. Capa Repositorio SIG. Contiene la base de datos geoespacial que almacena los datos geográficos. Para el diseño de la base de datos siguiendo con el esquema de computación en nube, será una base datos distribuida. Como hemos dicho la ventaja del uso de una base de datos distribuida es que tanto la ejecución de las transacciones, la recuperación y las consultas se realizan en diferentes nodos. Eso significa que el trabajo es repartido en más de un equipo de cómputo. La Figura 19 muestra la arquitectura de la base de datos haciendo extracción de esta capa para verla en más detalle.

74

En cuanto al SIMC, el desarrollador deberá obtener toda la información de mapas de Colombia para alimentar las bases de datos. Como se ha mencionado, se requiere de la colaboración de todos los entes nacionales que puedan brindar dicha información, así como los sitios y servicios web con información disponible de mapas.

4. Capa de Utilidades. Las utilidades del sistema SIG hacen parte de los requerimientos no funcionales, que entre otras cosas proveen seguridad y usabilidad al sistema. Esta capa contiene toda la información de permisos de usuario, login, utilidades para navegación y mapeo entre otras.

5. Capa de Configuración. Lo que se pretende en esta capa es manejar toda la configuración del sistema, para que los cambios sean realizados solo en una parte del sistema y sean reflejados en los demás componentes. Aquí lo que se busca es evitar el código duplicado y de esta manera tener un sistema modular.

75

Figura 18: Arquitectura Sistema Inteligente de Movilidad Fuente: Adaptado de Bhat, et al., 2011.

A continuaci贸n en la Figura 19 se muestra en detalle la capa de Repositorio SIG en la nube.

76

Nodo w

DBMw

BDw

DBMx

BDx

DBMy

BDy

Nodo x Programa de consulta

DTM

o

x

transacción Nodo y

Programa de consulta

DTM

o

y

transacción Nodo z Programa de consulta

DDB DTM

o

z

transacción

Interfaz de solicitud

Interfaz de acción

DDBMS

Figura 19: Arquitectura de la base de datos distribuida Nota. El Sistema administrador de Base de Datos Distribuida (DDBMS), está formado por los administradores de las transacciones distribuidas (DTM) y los administradores bases de datos distribuidas (DBM). El DTM recibe solicitudes del procesamiento de transacciones y las traduce en acciones para los DBMS. El DBM se encarga de procesar cierta porción de la base de datos distribuida. Un Nodo es una computadora que ejecuta un DTM o un DBM o ambos.

Fuente: López F., 2002

3.1.8.2 Tecnología a Utilizar Para el desarrollo de este escenario se hace uso de una infraestructura de computación en nube pública (Ver Anexo II). La Nube Pública (Public Cloud), es la más usada comúnmente y existen varias empresas que dan soporte como por ejemplo Amazon EC2, IBM Cloud o Microsoft Azure.

Para la creación de la base de datos existen también diferentes motores que soportan el almacenamiento y administración de datos espaciales como PostGIS la 77

cual se publica bajo la GNU GPL27, Oracle Spatial, SQL Server 2012, estas dos últimas son software propietario lo que quiere decir que se debe pagar para usar dicho software.

3.2 SELECCIÓN Y DESCRIPCIÓN DE PLATAFORMAS SIG MÓVIL PARA EL ANÁLISIS COMPARATIVO En ésta fase se realiza una búsqueda exhaustiva de las plataformas existentes relacionadas con sistemas de información geográfica para dispositivos móviles. De esta manera se busca tener un primer acercamiento con todo lo que está en el mercado hoy día para luego seleccionar las herramientas que se desean evaluar.

3.2.1 Descripción del proceso La Figura 20 muestra los pasos tenidos en cuenta para llegar a la selección y posterior descripción de las plataformas SIG móvil que fueron tenidas en cuenta para la evaluación.

1. Recolección de la información. Se basó inicialmente en los portales web de las organizaciones de OsGeo y GeoCommunity mencionados en el apartado de Antecedentes, sirviendo de fuente primaria para tener una aproximación sobre plataformas en el mercado.

De igual manera se consultó a través de Internet sobre otras empresas, organizaciones o proyectos que ofrecieran software para el desarrollo de aplicaciones SIG para móviles.

27

La Licencia Publica General de GNU o más conocida como GNU GPL es la licencia que permite a los usuarios,

organizaciones y compañías usar, estudiar, compartir el software que este bajo esta licencia.

78

Recolección de la información

Depuración

Descripción de las plataformas SIG móviles

Selección

Figura 20: Descripción del proceso para la selección de plataformas SIG Móvil

La técnica para la recopilación de la información se efectuó por medio de una investigación bibliográfica usando como fuente principal internet ya que las empresas que desarrollan las plataformas y/o tecnologías a evaluar presentan toda su información en sitios web. También se realizaron consultas bibliográficas en bibliotecas virtuales y físicas (Tabla 7).

Tabla 7: Métodos de recolección de información

Métodos recolección información Portales

web

(específicos

de

las

plataformas a evaluar) Bibliografía (Soporte científico) Sitios web información confiable Bibliotecas Virtuales Bibliotecas Físicas

2. Depuración de la información.

Debido a que los análisis de las

organizaciones OSGeo y GeoCommunity no eran recientes, se descartaron los proyectos que ya eran obsoletos, o que no presentaban desarrollos en los últimos años después de haberse realizado el análisis.

79

Dejando aquellas herramientas vigentes, se procedió a evaluar solamente aquellas que sirvieran para el desarrollo de aplicaciones SIG de gestión, descartando aquellas que fueran para el desarrollo de aplicaciones de navegación, debido a que estas no cumplen para el desarrollo del escenario expuesto de acuerdo a los requerimientos.

El proceso anterior además implicó la revisión de manuales de instalación de cada plataforma de desarrollo y revisión de versiones del producto vigentes para comprobar por un lado que realmente eran soluciones para los desarrolladores y por otro lado que tuvieran soporte hoy día.

3. Selección. Basado en los resultados de la fase de depuración, después de descartar aquellas herramientas que no cumplieran con las necesidades del escenario, se procedió a seleccionar solamente aquellas que dadas las características del SIMC pudieran servir en mejor medida para la comparación.

4. Descripción de las plataformas para el análisis comparativo. De acuerdo al tipo de investigación y a los trabajos en los cuales se basa el presente análisis se desarrolló ésta fase con el fin de describir detalladamente cada una de las plataformas seleccionadas con el fin de ir creando conocimiento para la siguiente fase y a su vez ir identificando los puntos fuertes y débiles de cada una.

Para el desarrollo de ésta etapa se usó como fuente principal la documentación encontrada en las páginas oficiales de cada una de las herramientas. También se recurrió a la documentación de las comunidades de desarrollo donde generalmente se muestran implementaciones, ejemplos y resolución de preguntas.

80

3.3 DEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE EVALUACIÓN Esta etapa es una de las más importantes y comprende la definición de los parámetros que permitirán realizar el análisis comparativo de las plataformas SIG móvil a evaluar de manera cualitativa y cuantitativamente.

3.3.1 Selección de los Parámetros de Evaluación Las consideraciones que fueron tenidas en cuenta para la selección de los parámetros están fundamentadas principalmente en el apartado 3.1.7.3 referente a las características que deben ser tenidas en cuentas para el desarrollo de la aplicación móvil. Las características del Sistema de Gestión son tenidas en cuenta también pero desde el punto de vista de la aplicación móvil, es decir, analizando las propiedades a tener en cuenta para que los dos sistemas se comuniquen.

Por otra parte teniendo en cuenta la norma ISO/IEC 9126-1 e ISO/IEC FCD 25010 (Ver Anexo IV) fue posible hallar una correspondencia entre las necesidades del sistema con criterios medibles de acuerdo al estándar.

La Tabla 8 describe los parámetros seleccionados y a su vez los criterios de evaluación para el análisis comparativo.

81

Tabla 8: Parámetros de evaluación de las plataformas de desarrollo SIG Móviles

Parámetros Adecuación

Criterios  Soporte formatos para almacenamiento geográfico.  Facilidad para trabajar online y offline

Interoperabilidad

 Sincronización con SIG Desktop.  Acceso a otras plataformas/servicios web.

Portabilidad

 Desarrollo multiplataforma

Facilidad para el  Documentación. desarrollo

 Comunidad.  Facilidad de instalación.  Licenciamiento.

Producto

 Capacidad de desarrollo en diferentes sectores.  Facilidad para ser usado por todo tipo de usuario.  Facilidad de distribución.

Adecuación en Ambientes de Trabajo Este numeral está ligado a los 3 primeros puntos de las características que debe tener la aplicación móvil del capítulo 3.1.7.3. Aquí se determina la capacidad que tienen estas plataformas para desarrollar aplicaciones que puedan trabajar tanto en ambientes desconectados, como conectados para el uso, gestión y visualización de información geográfica, y a su vez que tengan la capacidad de conectarse a servidores web o sistemas distribuidos para acceder a información espacial. Como la información geográfica debe estar almacenada para su posterior visualización y manejo, el soporte de formatos de almacenamiento geográfico se vuelve una variable importante a medir. Éste así como éste parámetro se evaluará con base a los siguientes criterios:

82

Soporte formatos para almacenamiento geográfico: Criterio en el cual se tiene en cuenta el tipo y número de formatos que dichas plataformas soportan para el almacenamiento de datos geográficos. La cantidad de formatos soportados va ligado a la capacidad para compartir y visualizar datos espaciales; entre más formatos soporte estas posibilidades aumentan.

Facilidad de trabajar online y offline: Se refiere a la capacidad de la plataforma para acceder a la red para descargar, visualizar e interactuar con información geográfica y de igual manera si puede hacer uso de las capacidades del dispositivo para trabajar de forma desconectada (offline) cuando no tenga acceso a una red inalámbrica.

Interoperabilidad Dentro de las características del SIMC tanto para la parte de aplicación móvil como para el desarrollo del sistema de gestión se resalta la necesidad de poder comunicarse con otros sistemas (numeral 4, características de la aplicación móvil).

Indirectamente se relaciona con el soporte multiusuario que hace parte de las características del sistema de gestión ya que tiene en cuenta las capacidades para compartir y procesar información. Los criterios a tener en cuenta son:

Sincronización con SIG Desktop: Permite valorar si es posible compartir información en otros SIG de escritorio y así mismo visualizar allí la información.

Acceso a otras plataformas/servicios web: Permite valorar si es posible subir y descargar datos geográficos usando otros servicios como computación en nube, servidores web o servicios web.

Portabilidad Con éste criterio se pretende cubrir la característica del SIMC de ser multiplataforma y de que sea independiente de la ubicación de donde se acceda a la información.

83

Dichas características han sido descritas en el numera 5 de las características que debe tener la aplicación móvil y en los numerales 3 y 4 de las características del sistema de gestión del apartado 3.1.7.3. Es así como el criterio evaluado es:

Desarrollo multiplataforma: Mide la capacidad para crear aplicaciones que puedan ser desarrolladas para diferentes sistemas operativos.

Facilidad para el Desarrollo Este parámetro evalúa la facilidad de aprendizaje y manejo del producto de software por primera vez. Se tiene en cuenta la disponibilidad de información para ayudar y guiar a los desarrolladores en el uso de producto ya sea para su instalación como para resolver tareas con dicha herramienta. Si bien éste criterio no se relaciona directamente de las características del SIMC, involucra a los desarrolladores del sistema, quienes finalmente son quienes deciden qué herramienta usar para cubrir las necesidades y características del sistema, e indirectamente está ligado con la característica del SIMC relacionada con costos y asequibilidad a los usuarios. Los criterios a evaluar son:

Documentación: Se refiere a la disponibilidad y calidad de documentación existente para el aprendizaje de cada plataforma de desarrollo.

Comunidad: Analiza la cantidad de wikis, foros y blogs que se encuentran de cada una de las plataformas evaluadas.

Facilidad de instalación: Se refiere a la capacidad del producto desarrollado de ser instalado para ser puesto a disposición de los usuarios. Esto incluye la puesta a punto del sistema, lo que indica que se debe tener en cuenta otros requerimientos que deban ser instalados para que el software funcione correctamente.

Licenciamiento: Se refiere a los costos que deben incurrir el desarrollador para el desarrollo con dicha plataforma. Esto va de la mano con el tipo de licencia que tenga el producto o las políticas que tenga cada empresa o proyecto para hacer uso del software de desarrollo. Finalmente esto repercute en el costo final del producto.

84

Producto Éste parámetro se relaciona con las características del producto final, que para el caso del sistema aquí propuesto, es importante seleccionar aquella herramienta cuya implementación sea utilizada por todo tipo de usuario, no solo para profesionales de SIG, que como se vio anteriormente, son aquellos profesionales expertos en trabajo de datos geográficos. A continuación se describen los criterios:

Capacidad de desarrollo para diferentes sectores: Analiza si el software brinda las herramientas suficientes para desarrollar aplicaciones para diferentes sectores como aplicaciones turísticas, planeación de rutas, o incluso aplicaciones para expertos en SIG.

Facilidad para ser usado por todo tipo de usuario: Evalúa si para el uso de la aplicación es necesario tener conocimientos en SIG o por el contrario se pueden crear aplicaciones para ser usado por cualquier tipo de usuarios y diferentes escenarios tecnológicos.

Facilidad de distribución: Evalúa la facilidad, en cuanto a costos y beneficios, en que el producto generado pueda ser distribuido de manera masiva por los desarrolladores para ponerlo a disposición a los usuarios finales.

3.3.2 Valoración de los Parámetros de Evaluación De acuerdo al apartado anterior, cada criterio tiene en cuenta una o más características que finalmente definen el SIMC. Es por ello que se ha definido que cada criterio tiene el mismo nivel de importancia, lo que indica que todos los parámetros aportan el mismo valor a la hora de evaluar las herramientas. Por tal razón no fue aplicado ninguna ponderación o peso diferente por parámetro.

La valoración fue trabajada a partir de la asignación de un valor cuantitativo entre uno (1) y cuatro (4). De manera general para todos los criterios el valor de 1 indica

85

que el desempeño de la herramienta en ese criterio es bajo. Por el contrario el valor de 4 indicará que el desempeño de la herramienta es alto.

Las posibles interpretaciones que se les puede otorgar a cada plataforma de acuerdo al valor obtenido se muestran en la Tabla 9.

Tabla 9: Valoración cualitativa de los parámetros de evaluación

Valor

Significados Difícil

Porcentaje

1

Malo

2

Regular

Regular

>=25 % y <50%

3

Bueno

Fácil

>= 50% y <75%

4

Excelente

Muy Fácil

No

Si

<25%

> 100%

No obstante, los criterios fueron estudiados de manera individual para poder determinar cuándo correspondía a un valor de 1, 2, 3 o 4. Estas equivalencias son explicadas a continuación.

3.3.2.1 Adecuación Soporte formatos para almacenamiento geográfico.

Para determinar el mayor valor y menor valor de este criterio se tuvo en cuenta los formatos más comunes para el almacenamiento de datos geográficos los cuales se dividen en dos categorías: 

Soporte Offline: Son aquellos formatos que son usados para trabajar usando la memoria interna del dispositivo y no requiere acceso a internet.



Soporte Online: Aquellos que requieren acceso a una red de internet para su visualización y edición.

Los más representativos en éstas categorías se especifican en la Tabla 10.

86

De esta manera se estima que el valor máximo que puede tomar éste criterio es cuando soporte 15 o más formatos y el menor valor cuando soporte menos de 5 formatos. Todos los valores que puede tomar se especifican en la Tabla 11.

Tabla 10: Formatos para almacenamiento geográfico

Soporte offline Shapefiles GML KML GPX ECW Mr Sid Jpeg2000 Tiles Geopackage Otros: PNG, GIF, JPEG

Soporte online WMS WFS WMTS Tiles ArcIMS

Nota. El Anexo V contiene más información sobre los formatos aquí presentados

Capacidad de trabajar online/offline

De acuerdo a las características de funcionamiento del escenario de aplicación la aplicación debe permitir mayor soporte para el trabajo online. De acuerdo a esto fue asignado el valor de 4 en caso de que la herramienta esté más orientado al trabajo online. En caso de que la plataforma especifique que exclusivamente puede trabajar offline u online, se asignó un valor 1. Los valores intermedios se describen en la Tabla 11.

Tabla 11: Valoración del parámetro Adecuación en ambientes de trabajo

Criterio

Valor 1

2

3

4

Soporte formatos almacenamiento geográfico

< 5 formatos

>= 5 y < 10 formatos

>=10 y < 15 formatos

>= 15 formatos

Capacidad de trabajar online /offline

solo online o solo offline

más orientado a más orientado a online y offline trabajo offline trabajo online

87

3.3.2.2 Interoperabilidad Sincronización con SIG Desktop (escritorio)

Este criterio solo toma dos valores de verdad: Si o No. El valor de 4 cuando si permite la sincronización con un SIG de escritorio. 1 en caso contrario.

Acceso a otras plataformas o servicios web

Para poder determinar los valores de éste criterio se tuvo en cuenta los tipos de servicios o plataformas más comunes con las que un SIG puede interactuar. De esta manera de acuerdo al valor máximo de servicios se hace una correspondencia con los valores fijos que van de 1 a 4.

Servicios y plataformas externas: 1. Servidores Web. Ejemplos: ArcGIS Server, Geo Server, propietarios 2. Visualizadores de mapas. Ejemplo: Google Maps, OpenStreet Maps, Yahoo Maps, Bing, ArcGIS online 3. Sistemas Computación en Nube. Ejemplo: Amazon EC2 o S3, Microsoft Azure, IBM Cloud Computing.

4. Servicios web. Ejemplos. Servicios web de ESRI, ArcGIS Server, WMS Server.

Descubrir servicios en Internet.

5. Sistemas de geocodificación para búsqueda de direcciones por ejemplo.

Ejemplo: Yahoo Geocoder, ArcGIS Server Directory, Bing Maps.

6. Otros Sistemas de Información Geográfica diferentes a la casa desarrolladora.

La Tabla 12 muestra lo antes mencionado.

Tabla 12: Valoración del parámetro Interoperabilidad

Criterio Sincronización con SIG Desktop Acceso a otras plataformas/ servicios web

Valor 1

2

3

4

NO

N.A

N.A

Si

<=2

3

4

>= 5

Nota. N.A = No Aplica

88

3.3.2.3 Portabilidad Con base a la etapa anterior, donde se construyó el escenario de aplicación; el desarrollo de la aplicación SIG móvil está dirigida al mercado de usuarios que posean smartphones con uno de los tres sistemas operativos más usados (Android, iOS, Windows Phone). De acuerdo a esto se tienen los resultados de la Tabla 13.

Tabla 13: Valoración del parámetro Portabilidad

Criterio

Valor

Desarrollo multiplataforma

1

2

3

4

1 S.O móvil

2 S.O móviles

3 S.O móviles

>= 4 S.O móviles

Nota. S.O: Sistema Operativo

3.3.2.4 Facilidad para el Desarrollo Documentación

La disponibilidad de información se determinó con la cantidad de información que se tiene disponible para los desarrolladores.

La información que fue tenida en cuenta fue obtenida de Internet a través de manuales, tutoriales e instructivos de las empresas u organizaciones propietarias del producto, otros desarrolladores.

Las consultas realizadas consistieron en verificar el número de resultados que arrojaban cada uno de los buscadores utilizando la siguiente sintaxis en español y en inglés: Búsqueda en español: nombre de la plataforma + desarrollo Búsqueda en inglés: nombre de la plataforma + development Las consultas se hicieron usando los motores de búsqueda más usados como son: Google, Yahoo y Bing (NetMarketShare, 2015).

89

Para poder analizar y agrupar toda la información obtenida se requirió el uso de un método estadístico que permitiera crear intervalos regulares para distribuir los datos. Usando la medida estadística de posición Cuartiles 28 para datos agrupados fue posible dividir la serie de datos en 4 grupos.

Para llevar a cabo éste análisis matemático se siguió el método de cálculo de cuartiles teniendo en cuenta que: - Primer cuartil (Q1) corresponde a la mediana de la primera mitad de valores, - Segundo cuartil (Q2) corresponde a la propia mediana de la serie, - Tercer cuartil (Q3) es la mediana de la segunda mitad de valores.

De acuerdo a este método los pasos para obtener los valores en cada cuartil son: - Hallar la frecuencia absoluta acumulada - Hallar la clase cuartil.

Debido a que el interés de éste trabajo no es el análisis estadístico se utilizó la función de Excel: CUARTIL para obtener los resultados. Con estos valores se obtuvieron los rangos para la tabla de valoración (Tabla 14).

Tabla 14: Correspondencia entre el valor que puede tomar el parámetro de Documentación de acuerdo a la serie de datos agrupados obtenidos

Valor 1 < Q1

2

3

4

>=Q1 y <Q2

>=Q2 y < Q3

>= Q3

Nota. Q: cuartil

Comunidad

En éste criterio fueron analizados la cantidad de recursos en cuanto a foros, wikis que cada plataforma tiene. Al igual que el criterio anterior se utilizó la misma técnica

28

Los cuartiles son medidas estadísticas de posición que tiene la propiedad de dividir el conjunto de datos de

una serie estadística en cuatro partes porcentualmente iguales.

90

de análisis usando los mismos motores de búsqueda (Google, Yahoo y Bing) con la siguiente sintaxis: Búsqueda en español: Comunidad + nombre de la plataforma Búsqueda en inglés: Community + nombre de la plataforma

Facilidad de Instalación

En éste criterio se tienen en cuenta el número de pasos que está en la documentación de cada producto para su instalación. En promedio se encontró que la mayoría de herramientas tienen entre 10 y 5 pasos. De esta manera se designó que aquellas plataformas por debajo de 5 pasos se encuentran en un rango de “Muy fácil” instalación (corresponde al número 4 para este análisis) y un número mayor a 15 paso se considera con mayor dificultad para la instalación (número 1 para éste caso). La Tabla 15 resume la que se debe tener en cuenta en los demás valores entre 1 y 4.

Licenciamiento

El valor del producto depende del tipo de licencia que posea. Existen varios tipos de licencia pero básicamente se pueden categorizar en dos grupos principales tales como Software Libre y Software No Libre. La comunidad Free Software Foundation (2014) describe estas categorías así: Software Libre. Es aquel que se suministra con autorización para que cualquiera pueda usarlo o copiarlo. En esta categoría caben los siguientes tipos: -

Software Libre

-

Software de código abierto (Open Source)

-

Software de dominio público

-

Software con y sin copylef

-

Software con licencia GPL, entre otros

91

Software No Libre. Es cualquier software que no es libre. Está prohibido su uso, redistribución o modificación, o requiere que se solicite permiso, o tiene algunas restricciones que hace que no se puede hacer libremente. Se tiene en esta categoría los siguientes: -

Software Privativo

-

Software Comercial

-

Freeware

-

Shareware

De acuerdo al escenario propuesto, la asequibilidad tanto para el desarrollador como para el usuario, es una característica importante a tener en cuenta. Por ello se asigna el valor de 4 si es Software Libre (indica menores costos) y el valor de 1 si es Software No Libre.

Tabla 15: Valoración del parámetro Facilidad para el desarrollo

Criterio

Valor 1

Documentación Comunidad Facilidad de instalación Licenciamiento

2

3

4

< Q1

>=Q1 y < Q2

>= Q2 y < Q3

>= Q3

< Q1

>=Q1 y < Q2

>= Q2 y < Q3

>= Q3

> 10 y <=15

>= 5 y <= 10

< 5 pasos

N.A

N.A

Software Libre

> 15 pasos Software No Libre

Nota. N.A: No Aplica; Q: Cuartil

3.3.2.5 Producto Capacidad de desarrollo en diferentes sectores

De acuerdo a tipo de desarrollo expuesto en el escenario de aplicación, es pertinente seleccionar una plataforma que permita el desarrollo de aplicaciones con componente geoespacial, pero no implique que sea una aplicación orientada a profesionales de SIG para trabajo en el campo.

92

Retomando el capítulo 2.2.3 sobre dispositivos móviles para desarrollo SIG, fue posible crear 4 grupos, asignando el valor de 1 aquellos que están orientados al desarrollo exclusivamente para profesionales de SIG, y el valor de 4 para aquellas que permiten desarrollar todo tipo de aplicaciones. La Tabla 16 muestra los demás rangos.

Facilidad para ser usado por todo tipo de usuario

En este criterio se tomaron en cuenta dos valores de verdad: Si es para todo tipo de usuario con un valor de 4, o si es solo para profesionales de SIG con valor de 1 (Tabla 16).

Facilidad de distribución

La medición de éste criterio tuvo en cuenta si el producto resultante puede ser descargado en un sitio público lo cual indica que se puede llegar de una manera fácil y rápida a un número considerable de usuarios. O por el contrario que la descarga es en un sitio privado o si se requiere de un tercero para que realice la instalación en el dispositivo. La Tabla 16 resume lo anterior.

Tabla 16: Valoración del parámetro Producto

Criterio

Valor 1

2

3

4

Capacidad de desarrollo en diferentes sectores

Solo orientado a P. SIG

Más orientada P.SIG que otros sectores

Tanto P. SIG como otros sectores

Más orientado a otros sectores que P. SIG

Facilidad para ser usado por todo tipo de usuario

Sólo P. SIG

N.A

N.A

Todo tipo de usuario

Facilidad de distribución

Sitio privado

N.A

N.A

Sitio publico

Nota. N.A: No Aplica; P.SIG: Profesionales SIG

3.3.2.6 Obtención de Resultados Para obtener los resultados cuantitativos y cualitativos que permitirán obtener un valor final por cada parámetro se usó la siguiente formula:

93

Donde:

đ?&#x2018;&#x203A;

CTP =â&#x2C6;&#x2018;đ?&#x2018;&#x2013;=1

CTP: Cantidad total del parĂĄmetro

đ?&#x2018;&#x2030;đ??śđ??¸đ?&#x2018;&#x2013;

i: NĂşmero del criterio evaluado

đ?&#x2018;&#x203A;

n: Total de criterios evaluados VCE: Valor del parĂĄmetro evaluado

De igual forma estos valores son llevados a porcentajes para facilitar la interpretaciĂłn. Para el cĂĄlculo del porcentaje se efectuĂł una regla de tres bĂĄsica teniendo en cuenta que el valor de 4 equivale al 100%.

Ejemplo: ParĂĄmetro A Criterios

Plataforma X

Plataforma Y

Plataforma Z

Criterio 1

3

2

4

Criterio 2

2

4

3

2,5

3

3,5

CTP CĂĄlculo CTP,

đ??śđ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x192; đ??śđ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x192; đ??śđ?&#x2018;&#x2021;đ?&#x2018;&#x192;

3+2 2 2+4 2 2+4 2

= 2,5

Resultad Plataforma X

=3

Resultad Plataforma Y

= 3,5

Resultad Plataforma Z

CĂĄlculo del porcentaje (tomando como el ejemplo la plataforma Z), Valor % Plataforma Z = 3,5 x 100% = 87,5% 4 Finalmente se sumaron todos los valores obtenidos por cada plataforma (CTP) y se dividiĂł entre el nĂşmero de parĂĄmetros para obtener la media aritmĂŠtica de los datos.

Nota: Como se mencionĂł antes, no fue aplicado ningĂşn peso a los parĂĄmetros de evaluaciĂłn por lo que no se usa ninguna fĂłrmula de ponderaciĂłn.

94

4

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En este apartado se muestran los resultados y productos obtenidos a lo largo del proceso de investigación, contemplando las etapas explicadas en el apartado de metodología.

4.1 SELECCIÓN DE LAS PLATAFORMAS PARA EL ANÁLISIS COMPARATIVO

4.1.1 Depuración de la información De la información recolectada se obtuvo que para seleccionar una herramienta para el desarrollo de aplicaciones SIG en móviles se debe tener en cuenta tanto el tipo de aplicación a desarrollar como los tipos de plataformas móviles que existen para el desarrollo. La Tabla 17 muestra las diferentes herramientas de software existentes de acuerdo al tipo de aplicación y al sistema operativo soportado.

4.1.2 Selección De acuerdo al escenario de aplicación planteado en el presente trabajo de investigación, el interés se centra en el software para SIG y Gestión de la Información por lo que el listado de software para desarrollo de aplicaciones de navegación de la Tabla 17 no será tenido en cuenta para la evaluación.

95

Tabla 17: Ejemplos de software de navegación y SIG para la gestión del territorio por sistema operativo

Aplicación: Navegación GPS OziExplorer Mobile y Phone

CE

Aplicación:

SIG

y

Gestión de Territorio (Windows ArcPad (Windows Mobile)

Mobile)

ArcGIS (Windows Phone)

CompeGPS (Windows Mobile)

Terra

Sync

(Windows

Mobile)

(Android)

Orux Maps

ArcGIS

Locus Pro

gvSIG

OziExplorer (beta)

QGIS para Android (beta)

gvSIG Mini for Android

SHP Viewer

CompeGPS (twoNav)

ArcGIS

PathAway

IgeoTrak

(iOS)

Mobile

(antes

GISRoam) Tango

GPS

(smartphones FoxtrotGPS

como Openmoko Neo)

(smartphones

como Openmoko Neo)

(Linux)

De esta manera quedaron las opciones listadas en la columna Aplicación SIG y

Gestión de Territorio para tener en cuenta entre las opciones de software a evaluar. A través de una inspección minuciosa a las páginas oficiales de cada fabricante de dichas herramientas se encontró que: 

Terra Sync de la empresa Trimble (EEUU) corre sobre Windows Mobile y se sale del alcance de este trabajo ya que su sistema es cerrado y no está hecho para desarrollar sobre él.



QGIS for Android posee muy poca información en su página, es un proyecto en desarrollo donde colabora una geo comunidad, pero los últimos 4 años no se presenta algún avance significativo al respecto. Sin embargo el software que ofrece para equipos de escritorio si sigue siendo competitivo en el mercado.

96



SHP Viewer es una herramienta gratuita y ligera para básicamente visualizar archivos con extensión .shp. Tiene muy pocas funcionalidades y es más usado para navegar y visualizar shapefiles de forma rápida y sencilla.



iGeoTrak es para usuarios finales no para desarrolladores y permite limitadas personalizaciones de formularios.



FoxtrotGPS y Tango GPS tienen las ventajas de ser software libre, con una comunidad de desarrolladores trabajando para enriquecer la herramienta pero al igual que otras herramientas antes mencionadas, la información es muy poca y no ha habido mayor desarrollo en los últimos 5 años.

De esta manera quedan tres opciones que serán analizadas más profundamente como son ArcPad, gvSIG y ArcGIS. Las razones por las cuales fueron seleccionadas estas herramientas se describen a continuación: 

Cumplen con el requisito de que sean software para sistemas de información geográfico de gestión.



Tienen soporte de documentación, foros, tutoriales y demás ayudas u recursos en sus sitios web.



Las aplicaciones que se pueden desarrollar con dichas plataformas tiene soporte para correr sobre los sistemas operativos para móviles más populares en Colombia (Anexo I - Sección 2).

4.2 DESCRIPCIÓN DE LAS PLATAFORMAS SIG MÓVIL: GVSIG, ARCPAD, ARCGIS RUNTIME SDK (ANDROID, IOS, WINDOWS. PHONE) 4.2.1 ArcPad La información descrita a continuación fue tomada en su mayoría del centro de recursos de ArcGIS ArcPad (ArcGIS Resource Center, 2013a).

ArcPad es un software de mapeo y cartografía móvil que permite la recolección de datos geográficos en el campo. Es diseñado especialmente para los profesionales 97

de SIG que necesitan capacidades avanzadas para la captura, edición y visualización de datos geográficos en el campo.

Hace parte de la plataforma GIS de ArcGIS y se puede integrar con ArcGIS Desktop y ArcGIS Server. El desarrollo con éste software es sobre todo para dispositivos móviles especiales como Handhelds, Hand GPS o PDAs profesionales ArcPad es una solución para usuarios finales pero tiene librerías que permite el desarrollo de más funcionalidades como se muestra en la Figura 21.

Figura 21: Diagrama de flujo de personalización de ArcPad Nota. No programming skills required significa que no se requieren habilidades de programación.

Increasing skills significa que incrementa la necesidad de tener habilidades para programar.

Fuente: Greenwald y Slavik, 2008

4.2.1.1 Funcionalidades 

Permite desarrollar aplicaciones Standalone.



No necesita estar conectado con un servidor para la recolección de datos.



Sincronización

de

datos

con

ArcGIS

Server

y/o

ArcGIS

Desktop

exclusivamente. 

Se puede conectar con servicios web como ArcGIS Online.

98



Extensión con StreetMap (StreetMap Premium para ArcGIS).



Soporta intercambio de información con los siguientes servidores: ArcGIS Online, ArcGIS Server, Bing Maps, ArcIMS.



Sirve para crear, editar y analizar datos SIG en el campo.



Consultas y análisis de datos espaciales.



Soporta archivos de imágenes vector y raster como .shp y .axf.



Usa validación de datos desde una geodatabase existente.



Soporte de navegación con GPS.

4.2.1.2 Características 

ArcPad es compatible solamente como los siguientes sistemas operativos móviles: Windows Mobile 5.0, 6.0 y 6.5



Es un software muy potente para la inspección, captura y edición de datos.



La plataforma ArcGIS proporciona una serie de librerías para el desarrollo y personalización de ArcPad.



La interfaz de usuario de ArcPad soporta múltiples lenguajes de localización.



La versión más reciente en el mercado es ArcPad 10.2 (a la fecha de 2014)

4.2.1.3 Flujo de Trabajo Las aplicaciones desarrolladas con ArcPad trabajan con datos de forma local sin necesidad de cambiar el formato de los archivos. Para el intercambio de información con los servidores remotos usa los procesos de check-in y check-out29 lo cual le permite actualizar la información recolectada en el campo en un sistema más robusto (Anta, 2011, p. 43). La Figura 22 muestra lo anterior mencionado.

29

Check-in y check-out en informática se refiere a los procesos de subir o actualizar información a otro

sistema y de descargar los cambios de manera local para trabajar respectivamente.

99

Figura 22: Flujo de trabajo en ArcPad Fuente: Anta, 2011

4.2.1.4 Desarrollo con ArcPAD Para desarrollar usando ArcPad, ArcGIS ofrece una serie de librerĂ­as y APIs las cuales se describen en la Tabla 18, tomada del sitio web del centro de recursos de ArcGIS.

100

Tabla 18: Desarrollo con ArcPad - Librerias y APIs

Nota. Fuente: ArcGIS Resource Center, 2013a

ArcPad Studio

La información a continuación fue tomada del centro de recursos de ArcGis ArcPad Studio (ArcGIS Resource Center, 2013b).

A través de ArcPad Studio es posible personalizar tanto archivos como formularios.

Provee una serie de herramientas para crear aplicaciones móviles y tareas personalizadas, al igual que un marco de desarrollo para crear extensiones, applets y herramientas con ArcPad. De forma predeterminada, los archivos de personalización de ArcPad están basados en XML y en archivos ArcPad AXF.

101

De igual manera es posible crear scripts ya sean archivos VBScript (.vbs), Phython (.py) o JSCript (.js) y compilarlos en el mismo entorno, esto resulta conveniente para hacer integraciones con librerías de ArcGIS por ejemplo.

4.2.2 GvSIG Mobile 1.0 GvSIG “es un Sistemas de Información Geográfica (SIG) orientado a dispositivos móviles, ideal para proyectos de captura y actualización de datos en campo. Es una versión reducida de gvSIG Desktop y lo que pretende es ampliar las plataformas de ejecución a dispositivos móviles” (Asociación gvSIG, s.f, ¶ 1).

GvSIG Mobile es tanto un Sistema de Información geográfica como un cliente de Infraestructura de Datos Espaciales para dispositivos móviles con la ventaja de ser licenciado como software libre (Asociación gvSIG, s.f, ¶ 3).

GvSIG Mobile es gratuito y es un proyecto más que un producto donde trabaja toda una comunidad en pro de su desarrollo así que aunque es posible trabajar y hacer desarrollos con la versión que existe, se debe tener en cuenta que aún está en desarrollo. Esto faculta al desarrollador a hacer modificaciones sobre dicho producto para implementar mejoras en su propio desarrollo y otros desarrolladores se pueden ver beneficiados.

Actualmente gvSIG Mobile solo está disponible para teléfonos o PDAs que trabajen en entorno Windows Mobile; si bien existe una versión para Android llamada gvSIG Mini, esta ofrece menos posibilidades al usuario y no es orientada al desarrollo.

102

4.2.2.1 Funcionalidades La información presentada fue tomada de la documentación que la Asociación gvSIG presenta en su portal web a través del manual de usuario (Asociación gvSIG, 2010) y otros tutoriales (Foss4G, 2010).

GvSIG Posee las siguientes herramientas propias para trabajar como cliente SIG para dispositivos móviles:



Acceso a formatos vectoriales: SHP, GML, KML, GPX.



Acceso a formatos raster: ECW, JPEG, PNG, GIF.



Acceso a servicios remotos: OGC30 (WMS)



Navegación: zooms, desplazamiento, centrado automático.



Consulta: información, ver coordenadas, medir distancias, medir áreas.



Selección: por punto, por rectángulo, por atributos, borrar selección.



Búsqueda: por atributo.



GPS: Conexión a GPS interno/externo, reproyección a UTM, waypoints y tracklogs31 en formatos GPX y CSV, centrado en vista, parámetros de señal, cálculo de la distancia entre ubicación y punto de destino.



Edición gráfica: Creación de puntos, líneas y polígonos.



Edición alfanumérica: Formularios personalizados.



Edición de geometrías vectoriales y atributos.



Representación vectorial: editor de símbolos, exportación a GML, KML y SHP.



Tablas: importar y exportar campos desde gvSIG Desktop.

30

El Open Geospatial Consortium (OGC) es un consorcio global de empresas dedicado, organizaciones públicas

y universidades dedicadas a crear estándares en el área de la informática.

31

Los receptores GPS son capaces de almacenar una posición o un lugar determinado de este planeta en su

memoria. Cada una de esas posiciones almacenadas, cada uno de esos lugares, es lo que se denomina un punto del camino (waypoint en inglés).

Un track es una sucesión de waypoints concatenados que definen un camino recorrido. También se le puede llamar también sendero o estela.

103



Otros: portabilidad e integración de datos con gvSIG Desktop ya que comparten las principales bibliotecas y APIs.



Soporte SRS: Soporta sistema de referenciamiento espacial basado en Java Map Projection Library.

4.2.2.2 Características



Integra tanto datos locales como remotos a través de estándares OGC.



Es software libre, con licencia GNU/GPL, lo que permite su libre uso, distribución, estudio y mejora.



Está disponible en diversos idiomas: español, inglés, francés, alemán e italiano.



Está desarrollado con Java y está disponible para plataformas que soporten Java Micro Edition CDC 1.1. Actualmente gvSIG Mobile funciona en las siguientes plataformas:





Windows Mobile 5.0



Windows Mobile 6.0



Existe una versión para Android llamada gvSIG Mini.

Existen tres versiones oficiales del proyecto gvSIG Mobile las cuales son -

Piloto gvSIG Mobile 0.3: Es la última versión estable.

-

Piloto gvSIG Mobile 0.2 y 0.3

-

gvSIG Mobile 1.0 (en desarrollo)

4.2.2.3 Flujo de Trabajo GvSIG Mobile al ser una extensión de gvSIG Desktop permite el intercambio de datos entre estos dos sistemas. De esta manera desde la versión de escritorio es posible configurar los aspectos de visualización de capas, definir formularios personalizados, definir lista de revisión de elementos. Todo esto es enviado hacia la versión móvil.

104

De igual forma desde gvSIG Mobile es posible subir las actualizaciones de la información recogida en el campo. La Figura 23 refleja este modelo de sincronización de datos.

Figura 23: Sincronización de datos desde gvSIG desktop

4.2.2.4 Desarrollo con gvSIG Mobile Para desarrollar una aplicación SIG para gvSIG Mobile es estrictamente necesario utilizar la versión para computadora de escritorio gvSIG Desktop. En ese orden de ideas es necesario descargar ambas versiones.

En la aplicación de escritorio se hace todo el desarrollo como creación de archivos tipo shape donde se almacena la información geográfica de los distintos elementos.

105

La creación de formularios personalizados en gvSIG Mobile se hace a través de Thinlet32 el cual es un programa de software libre que utiliza la programación Java para la creación de formularios.

GvSIG Mobile también proporciona métodos de aplicación genéricos escritos, que interpretan los formularios y ejecutan las operaciones más comunes sobre los campos. Con el uso de componentes de terceros como Thinlet y lo que el propio software ofrece, es posible darle una presentación adecuada a los datos.

4.2.3 ArcGIS Runtime SDK para Android, iOS y Windows Phone La información a continuación fue tomada de la documentación publicada por el portal dedicado al desarrollo de ArcGIS tomando solo los sistemas operativos ya mencionados (ArcGIS for Developers, s.f.).

ArcGIS para el desarrollo de SIG en móviles presenta soporte en los tres sistemas operativos con mayor importancia para el presente estudio los cuales son iOS, Android y Windows Phone. Esto representa una ventaja en cuestión de soporte a más de una plataforma móvil, pero también implica que si se quiere desarrollar una aplicación que soporte los tres sistemas operativos para móviles se deben hacer tres desarrollos por separado.

Dicho soporte lo hace a través de las APIs de ArcGIS las cuales permiten crear aplicaciones SIG nativas para la plataforma que elija (iOS, Android, Windows Phone), o bien crear aplicaciones web para el uso móvil; estas últimas se salen del alcance del presente estudio por lo que solo serán explicadas las librerías para los tres sistemas operativos mencionados.

32

Thinlet es un conjunto de herramientas para Interfaces de Usuario (GUI) que ocupa muy poco espacio, se

trata únicamente de una clase java, que interpreta un fichero XML para mostrar la información por pantalla, maneja interacción con el usuario, y realiza operaciones básicas asociadas. Lo más importante es que separa la presentación gráfica (archivos XML) y los métodos de aplicación (escritos en java) (Thinlet, s.f., ¶ 1).

106

4.2.3.1 Funcionalidades Generales



El desarrollo se hace a través de ArcGIS Online



Los diferentes SDK funcionan con ArcGIS Online.



Trabajan tanto en ambientes conectados como desconectados.



Buscar, consultar, identificar.



Edición gráfica: punto, línea y polígono.



Localizar, geocodificar direcciones.



Tareas de geoprocesamiento33 y recolección de datos33.



Visualizar y navegar por los mapas.



Funciones básicas de medición de áreas y distancia.



Mapas web interactivos que integran: Basemaps (cartográficos y de imágenes) Capas operaciones, tales como entidades, superposiciones temáticas y resultados de análisis.

Soporte de formatos como KML, SHP también como hojas de cálculo Excel, CVS entre otros.

Mapas dinámicos: Bing, OpenStreetMap



Servicios de mapas que aplican estilos cartográficos y administran memorias caché.



Servicios de representación cartográfica Web estándar como: REST, WMS y WMTS estas dos últimas corresponden al estándar del OGC.



Datos Web estándar como KML, SHP, GPX, PDF, ZIP.



Análisis de mapas y redes.

4.2.3.2 Características



Licenciamiento de los SDKs y APIs es gratis* con las siguientes condiciones: *Con ArcGIS Server (se supone que se tiene la licencia) 

33

Gratis para desarrollos internos

No todos los SDK están disponibles con estas funciones.

107



Gratis para despliegue en las tiendas online (online store).

*Sin ArcGIS Server  

Con coste si las aplicaciones generan dinero.

El uso de ArcGIS Online también es gratuito. Pero si se desea usar ArcGIS Desktop y ArcGIS Server se debe tener licencia.



En el caso de Windows Phone se debe pagar una suscripción al “Windows Phone Registration” para probar las aplicaciones en el dispositivo (± $100 USD anual).



Para iOS es necesario la suscripción al “iOS Developer Program” de Apple para probar las aplicaciones en el dispositivo real (± $100 USD anual).



Lenguaje de desarrollo es C# Silver para Windows Phone, Java para Android y Objective C, C++ para iOS.



Dependiendo del API a usar los frameworks para el desarrollo varían. Esto se mostrara en profundidad en el apartado de Desarrollo.

4.2.3.3 Flujo de trabajo Para el desarrollo de aplicaciones SIG el flujo de trabajo en el caso de ArcGIS Windows Mobile y Windows Phone es igual al explicado en el apartado de ArcPad Mobile (Figura 22).

Está el proceso de check-in y check-out. Los datos se copian localmente, con la diferencia que en este caso si hay cambio de formato. Posteriormente se actualizan las modificaciones cuando se conecte al servidor.

En el caso de ArcGIS Runtime SDK para iOS, Android y Windows Phone, estas trabajan contra el servidor ArcGIS Server. Es comparable con el flujo de desarrollo de una aplicación web donde el usuario consume los servicios que están en Internet.

La Figura 24 muestra el flujo de trabajo para este tipo de aplicaciones.

108

Figura 24: Flujo de trabajo ArcGIS Runtime SDK para Android, iOS, W. Phone.

4.2.3.4 Desarrollo con ArcGIS Runtime SDK para iOS Para desarrollar sobre Apple iOS es necesario los siguientes requerimientos de software:



Xcode 5 con iOS 7 SDK, o Xcode 6 con iOS 8 SDK.



ArcGIS soporta las versiones de iOS 6.x, 7.x y 8.x.

Distribución y Despliegue 1. Para el despliegue es necesario adquirir una suscripción al programa de Apple para desarrolladores. Con el Identificador de “iOS Developer Program” copia directamente en el dispositivo: -

Certificado de firmas

-

ID dispositivo móvil (hasta 100)

-

ID para la aplicación

Con iTunes es posible distribuirlo hasta 100 dispositivos.

2. Con una Cuenta de AppleID el desarrollador tiene acceso al portal

Provisioning Portal, de allí el Certificado especial con el que puede enviar sus aplicaciones.

109

4.2.3.5 Desarrollo con ArcGIS Runtime SDK para Android

Es necesario previamente descargar el SDK para Android. Esto contiene los siguientes recursos que permiten el desarrollo de las aplicaciones: 

Docs: Toda la documentación de la API de referencia.



Libs: Librerías API jar para arcgis-android y arcgis-android-app-framework.



Recursos: Diccionario para trabajar con la simbología de GPS



Eclipse plugin: para el IDE de Eclipse, permite desarrollar las aplicaciones para Android desde un framework de desarrollo como lo es Eclipse.

Los requerimientos de software y hardware se describen a continuación: 

El desarrollo para Android es soportado en los sistemas operativos de escritorio como MacOS X, Linux y Windows. Es decisión del desarrollador cual usar.



Las aplicaciones generadas correrán sobre teléfono y Tablets Android versión 4.0.1 y menor.



Lenguaje de desarrollo es Java



Integración con Eclipse, así que es necesario tener previamente este IDE de desarrollo.





Herramienta de desarrollo Android (Google) tales como: -

SDK Android 2.1 API 7 o superior

-

ADT plugin for Eclipse.

No existe ninguna suscripción a ningún programa de desarrollo. Así que no hay que incurrir en ningún pago.

Distribución y Despliegue 1. Primero se hace mediante la copia directa al dispositivo móvil -

No es necesario clave o Id de distribución.

110

-

La aplicación tiene declarado unos permisos que en la instalación en el dispositivo se deben aceptar (acceso internet, localización, etc.)

2. Se distribuye a través de Android Market place para Desarrolladores.

-

Se debe tener una cuenta de desarrollador, y

-

Tener el Acuerdo de distribución para desarrolladores.

4.2.3.6 Desarrollo con ArcGIS Runtime SDK para Windows Phone

Para comenzar a desarrollar aplicaciones usando ArcGIS Runtime SDK para Windows Phone es requerido: 

Usar sistema operativo Windows 7 o Vista SP2 para trabajar con Windows Phone SDK 7.1, o Windows 8 con SDK 8.0.



El framework de desarrollar es Visual Studio 2010 Express, 2012. Debe ser instalado antes de usar la API W, Phone SDK.



Opcionalmente puede instalar Expression Blend 4. Debe ser instalado antes de usar la API Windows Phone SDK.



Es necesario tener la suscripción al “Windows Phone Developer Registration” en el caso que se desee distribuir la aplicación.

Diagrama de Clases de la API de ArcGIS para Windows Phone ArcGIS proporciona todos los diagramas de clases de los ensamblados del API para Windows Phone que se listan a continuación (Tabla 19), pero son demasiado extensos; por esa razón solo se muestran los modelos de las entidades más representativas como son Layer, Map, Geometry y Editing.

111

Tabla 19: Librerías de la API de ArcGIS para Windows Phone

Distribución y Despliegue 1. Con la suscripción de “Windows Phone Developer Registration” se tiene el Identificador de copia directa en el dispositivo.

2. A través del portal de desarrolladores de Windows Phone “APP Hub” para su publicación en el Zune Marketplace.

4.2.4 Resumen Comparativo de las Características y Funcionalidades de las Plataformas SIG Móviles El análisis comparativo de las plataformas de desarrollo gvSIG Mobile, ArcPad y ArcGIS Runtime SDK para los tres sistemas operativos iOS, Android y Windows se resume en la Tabla 20.

112

Tabla 20: Comparación características y funcionalidades entre gvSIG Mobile, ArcPad, ArcGIS Runtime SDK

Plataformas Características Tipo de Aplicación (Nativa, Web, Hibrida) Soporte Sistema Operativos Ambiente de trabajo Soporte GPS Información satelital Externo Navegación Soporte offline shapefiles GML KML GPX ECW Mr Sid Jpeg2000 Tiles Otros

Soporte online WMS WFS WMTS Tiles ArcIMS

Servidores de Basemaps

Memoria caché del dispositivo Sincronizacion con Servidores web Sincronizacion con SIG Escritorio Usa Computacion en nube

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

Nativa

Nativa

Nativa, Hibrida**

Windows Mobile

Windows Mobile

iOS, Android, W.Phone

Offline /Online

Offline /Online

Offline /Online

SI SI NO

SI SI SI

SI SI No

SI SI SI SI SI NO NO NO JPEG, PNG, GIF. 6 4

SI SI SI SI SI SI SI SI GIF, JPEG, TIFF, bmp, 8 5

SI NO SI SI NO NO NO NO .gpkg (GeoPackage) 4 3

SI SI NO NO NO 2 3

SI SI NO SI SI 4 4,5

SI SI SI SI SI 5 4

OpenStreetMap

ArcGIS Online, OpenStreetMap, Bing Mapas, ArcIMS

ArcGIS Online, OpenStreeMap, Bing

No

SI

SI

No encontrado

ArcGIS Server

ArcGIS Server

gvSIG Desktop No

ArcGIS Desktop SI

ArcGIS Desktop SI

** Usando ArcGIS Rest API

113

4.3 RESULTADOS DEL ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PLATAFORMAS GVSIG MOBILE, ARCPAD, ARCGIS RUNTIME SDK PARA ANDROID, IOS Y W. PHONE

4.3.1 Adecuación La Tabla 21 muestra un resumen de las características de cada herramienta de acuerdo al criterio Adecuación, el cual hace referencia a la adecuación del sistema para trabajar en un ambiente conectado (online) o desconectado (offline).

Tabla 21: Análisis del parámetro Adecuación

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK

Soporte formatos Los listados en la Los listados en la online/offline Tabla 20.

Tabla 20 y muchas más que no están allí listados por ser más específicos de ESRI. Facilidad de Aunque es un Es un software que trabajar online y software diseñado fue concebido offline para aplicaciones principalmente para que trabajan más trabajar offline. en ambientes Recientemente se desconectados, han integrado también soporta el mayores ambiente capacidades para conectado. soporte online.

Los listados en la Tabla 20 y muchas más que no están allí listados por ser más específicos de ESRI. Las aplicaciones generadas con ésta herramienta son enfocadas casi en un 80% para trabajo online, pero hace uso de la memoria caché del dispositivo para trabajos en ambientes offline.

4.3.1.1 Resultados Parámetro Adecuación La Tabla 22 muestra los valores obtenidos para el parámetro Adecuación después de la evaluación.

114

Tabla 22: Resultados evaluación del parámetro Adecuación

Plataformas gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

Soporte formatos almacenamiento geográfico

3

3

4

Capacidad de trabajar online/offline

3

2

4

3 75%

2,5 63%

4 100%

Criterios

TOTAL Valor en Porcentaje

En este aspecto se ve claramente que ArcGIS para móviles dadas las características requeridas para el escenario, presenta mejor desempeño para trabajar en ambientes conectados. La Figura 25 muestra gráficamente lo antes mencionado con valores en porcentaje.

Adecuación 120% 100%

100% 80%

75% 63%

60% 40% 20% 0%

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGis Runtime SDK

Figura 25: Gráfico análisis del parámetro Adecuación

115

4.3.2 Interoperabilidad

A continuación se analiza la capacidad de las plataformas para integrarse con otros sistemas y tecnologías al igual que usar y compartir recursos usando ya sea servicios como: Web services, computación en nube, sincronización con otros servidores.

Para esto se tuvo en cuenta las características generales que cada fabricante describía en su página al igual que la lectura de foros para saber la experiencia del desarrollador a la hora de compartir y descargar recursos usando las tecnologías que están hoy en día en más auge. La Tabla 23 muestra un resumen de las características de cada herramienta de acuerdo al criterio de evaluación.

116

Tabla 23: Análisis del parámetro Interoperabilidad

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK

Sincronización con SIG Desktop

GvSIG Mobile requiere obligatoriamente comunicarse con el gvSIG Desktop tanto para descargar el desarrollo como para en la etapa de sincronización de los datos.

ArcPad permite la sincronización de datos usando todos los productos de la casa ESRI exclusivamente como ArcGIS Desktop y ArcGIS Server.

Es posible crear geodatabases usando ArcGIS Desktop.

Para el soporte offline estas APIS permite sincronizar contenidos usando ArcGIS Desktop.

También es posible crear geodatabases y Basemap usando ArcGIS Desktop.

Acceso plataformas servicios

los Soporta: WMS Comunicación con de Servidores Web ArcGIS Server y ArcGIS Online.

Soporta servicios de mapas base Servicios WMS. (Basemap) como OpenStreetMap. Recientemente es posible el uso de mapas que se encuentra en la nube haciendo uso de Amazon EC2 y Amazon Machine Imagen (AMI).

Soporta: Comunicación con Servidores Web ArcGIS Server y ArcGIS Online.

a Soporta y/o servicios estándares OGC.

Servicios WMS. Recientemente es posible el uso de mapas que se encuentra en la nube haciendo uso de Amazon EC2 y Amazon Machine Imagen (AMI).

Servicios de geocodificación.

Servicios de geocodificación.

Visualización de Mapas con ArcGIS Visualizadores de Online, OpenStreet Mapas con ArcGIS Map. Online, OpenStreet Map y otros.

117

4.3.2.1 Resultados Parámetro Interoperabilidad La Tabla 24 ilustra los valores cuantitativos obtenidos del análisis realizado para el parámetro interoperabilidad.

Tabla 24: Resultados evaluación del parámetro Interoperabilidad

Plataformas gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

Sincronización con SIG Desktop

4

4

4

Acceso a otras plataformas/ servicios web

2

4

4

3 75%

4 100%

4 100%

Criterios

TOTAL Valor en Porcentaje

En este aspecto los productos de la compañía ESRI superan a gvSIG Mobile, ya que ofrecen una mayor compatibilidad con otros sistemas para el intercambio de información. Tanto ArcPad como ArcGIS con sus APIs para móviles tienen el mismo soporte para compartir y visualizar información. GvSIG Mobile se queda un paso atrás de estas otras dos herramientas ya que por ejemplo aun no soporta computación en nube.

En la Figura 26 se representan los porcentajes de forma gráfica obtenidos en la evaluación del parámetro Interoperabilidad.

118

Interoperabilidad 120% 100%

100%

100%

75%

80% 60% 40% 20% 0%

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGis Runtime SDK

Figura 26: Gráfico con el análisis del parámetro Interoperabilidad

4.3.3 Portabilidad La Tabla 25 hace un resumen comparativo de cada herramienta según el criterio evaluado en el parámetro Portabilidad.

119

Tabla 25: Análisis del parámetro Portabilidad

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK

Desarrollo multiplataforma

Actualmente gvSIG Mobile solo soporta el desarrollo para plataformas Windows Mobile.

Este software es bastante cerrado y es exclusivo para la plataforma Windows Mobile.

Tienen una versión llamada gvSIG Mini para Android pero esta es una aplicación de para el usuario final.

La plataforma de ArcGIS para móviles a través de sus APIs de desarrollo tanto para móviles como para web presenta un gran soporte por un lado en la parte móvil sobre los tres sistemas operativos más utilizados; pero de igual manera con las APIs para desarrollo web; lo que hace posible mayor cobertura de plataformas.

Posibilita el desarrollo de aplicaciones Nativas, Web e Hibridas.

4.3.3.1 Resultados Parámetro Portabilidad Los resultados obtenidos después del análisis son mostrados cualitativamente en la Tabla 26 y seguidamente se muestra en un gráfico estadístico dichos resultados.

120

Tabla 26: Resultados evaluación del parámetro Portabilidad

Plataformas Criterios

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

1

1

3

1 25%

1 25%

3 75%

Desarrollo multiplataforma TOTAL Valor en Porcentaje

En este aspecto gvSIG Mobile y ArcPad muestran sus debilidades al ser sistemas que solo tienen soporte para Windows Mobile. La ventaja de las APIs de ArcGIS para móviles es que brinda soporte para los sistemas operativos más populares y además brinda soporte para creación de aplicaciones Web SIG con la posibilidad de crear aplicaciones hibridas.

El gráfico a continuación refleja lo antes mencionado (Figura 27).

Portabilidad 80%

75%

70% 60% 50% 40% 30%

25%

25%

20% 10% 0% gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGis Runtime SDK

Figura 27: Gráfico con el análisis del parámetro Portabilidad

121

4.3.4 Facilidad para el Desarrollo En la Tabla 27 se presenta una breve comparación de las tres herramientas evaluadas en el parámetro Desarrollo.

Tabla 27: Análisis del parámetro Facilidad para el Desarrollo

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK

Documentación Y Comunidad

Facilidad Instalación

Tienen una sección dentro de su portal web donde se proporcionan los manuales de usuario y desarrollo.

ESRI presenta una información detallada, clara y precisa para el desarrollo con ArcPad a través del portal Resource Center.

ESRI presenta una información detallada, clara y precisa para el desarrollo con ArcGIS Runtime SDK a través del portal Resource Center.

Los recursos son incipientes.

Tienen ejemplos y diferentes tipos de Presenta pocos aplicaciones que ejemplos y se pueden crear. recursos didácticos.

Los foros son escasos, pero se Se encontraron compensa con la pocos foros de información de la desarrollo. página.

Tienen ejemplos y diferentes tipos de aplicaciones que se pueden crear.

Aun no se encuentran muchos trainings en su página.

Tienen tutoriales y trainings en el portal Virtual Training. de La información en Los pasos a seguir Los pasos a seguir su página no es son claros. son claros. clara.

Se debe tener en Depende de la Hay confusiones cuenta las experticia del entre los tutoriales restricciones de desarrollador y manuales para licencia y demás dependiendo de la desarrollar con para el uso del plataforma móvil esta herramienta software sobre la cual vaya a y los tutoriales requerido. desarrollar.

122

específicos para hacer desarrollos nuevos a la herramienta.

Licenciamiento34 Licencia GNU-GPL

Software comercial (para usuarios finales), y Software privativo (para desarrolladores)

Software Gratuito para desarrollo Se debe adquirir una licencia para su distribución. Existen dos tipos: - Básica: Sin costo - Estándar: Con Costo.

Esto significa que NO cabe en la categoría de Software Libre

De acuerdo al capítulo de Metodología en el apartado 3.3.2.4 se realizaron las búsquedas con la sintaxis señalada obteniendo los siguientes resultados mostrados en la Tabla 28 para el criterio Documentación.

Tabla 28: Cantidad de documentos obtenidos por los buscadores por cada plataforma SIG Móvil

Plataforma SIG móvil gvSIG Mobile ArcPad ArcGIS Runtime SDK for Android, iOS, W. Phone

Buscador Google Yahoo Bing Español Inglés Español Inglés Español Inglés 12.600 38.600 6.610 14.400 6.630 14.400 9.130 82.100 3.510 35.700 3.500 36.100 2.140

43.400

32.500 744.000

32.300 745.000

Total 93.240 170.040 1.599.340

Nota. Resultados obtenidos en enero de 2015

34

Los costos de las licencias fueron obtenidos en diciembre de 2014.

123

Para obtener los rangos de cada uno de los grupos de 1 a 4 se aplica la función de Excel CUARTIL. En la Tabla 29 se muestran los resultados.

Tabla 29: Cuartiles de la serie de datos de obtenida por los buscadores para el criterio Documentación

Cuartiles

Valor del rango

Q1

131.640

Q2

170.040

Q3

884.690

Para obtener los rangos de los valores que debe tener cada grupo en el criterio de Comunidad se sigue el método anterior obteniendo los resultados mostrados en la Tabla 30.

Tabla 30: Cantidad de comunidades obtenida por los buscadores

Plataforma SIG móvil gvSIG Mobile ArcPad ArcGIS Runtime SDK for Android, iOS, W. Phone

Buscador Google Yahoo Bing Español Inglés Español Inglés Español Inglés 14.500 27.500 6.030 9.360 6.000 9.290 3.110 52.600 2.100 27.100 2.100 26.900 11.300

241.000

32.000

672.000

31.800

681.000

Total

72.680 113.910 1.669.100

Nota. Resultados obtenidos en enero de 2015

De nuevo aplicando la función de Excel CUARTIL con la columna ‘Total’ de la Tabla 30, se obtuvieron los resultados mostrados en la Tabla 31 que permitieron obtener los rangos de datos por cada valor entre 1 y 4 como se muestra en la Tabla 32.

124

Tabla 31: Cuartiles de la serie de datos de obtenida por los buscadores para el criterio Comunidad

Cuartiles

Rangos

Q1

93.295

Q2

113.910

Q3

891.505

Las distribuciones de los valores se describen en la Tabla 32.

Tabla 32: Distribución de los grupos para los criterios Documentación y Comunidad

Criterio

Valor 1

2

3

4

Documentación

< 131.640

>=131.640 y <170.040

> =170.040 y <884.690

>=884.690

Comunidad

< 93.295

>= 93.295 y <113.910

>=113.910 y <891.505

>= 891.505

4.3.4.1 Resultados Parámetro Facilidad para el Desarrollo La calificación numérica y en porcentaje obtenida para cada criterio del parámetro desarrollo son mostrados en la Tabla 33.

Tabla 33: Evaluación del parámetro de Facilidad para el Desarrollo

Plataformas gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

Documentación Comunidad

1 1

3 3

4 4

Facilidad de instalación

2 4

2 1

3 1

2 50%

2,25 56%

3 75%

Criterios

Licenciamiento TOTAL Valor en Porcentaje

125

Las APIs de ArcGIS para móviles superan a las otras dos herramientas con un mejor promedio en el desempeño en los criterios evaluados (Tabla 33). Los productos de ESRI ofrecen muy buena documentación a los desarrolladores. En cuanto a la facilidad de instalación cabe a anotar que para las APIs de ArcGIS dependerá del conocimiento del desarrollador en cada lenguaje y conocimiento de los frameworks adicionales que cada una requiere. Aun así la documentación proporcionada es completa y con tutoriales paso a paso para los desarrolladores.

ArcPad en relación a la distribución y despliegue genera mayor dificultad, no en la parte técnica sino económica ya que requiere una mayor inversión para la adquisición del software. La Figura 28 resume gráficamente lo antes mencionado.

Facilidad para el Desarrollo 80%

75%

70% 56%

60% 50%

50%

40% 30% 20% 10% 0% gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGis Runtime SDK

Figura 28: Gráfico con el análisis del parámetro Facilidad para el Desarrollo

4.3.5 Producto El análisis obtenido para el parámetro Producto se resume brevemente en la Tabla 34, el cual muestra comparativamente semejanzas y diferencias según el criterio evaluado.

126

Tabla 34: Análisis del parámetro Producto

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK

Capacidad de Si bien permite crear en diferentes aplicaciones de todo sectores tipo su fuerte es en la inspección de campo.

Este producto fue pensado para ser la competencia de ArcPad por eso su enfoque es mas a aplicaciones muy específicas de SIG. Las aplicaciones son diseñadas para tener cierto grado de análisis sobre los datos.

Empresas y organizaciones cuyo negocio involucre en una gran medida el uso de información geográfica puede usar este software.

Facilidad para ser usado por todo tipo de usuario

Está enfocado tanto para profesionales de SIG como para personas comunes.

Facilidad de Las aplicaciones no distribución pueden ser descargadas de ningún sitio público.

El desarrollo con ArcPad es muy enfocado a inspecciones en el campo.

Las aplicaciones son muy específicas para personas u organizaciones que requieren gestionar información geográfica importante para su negocio.

El producto que se puede obtener al usar estas APIS puede ser enfocadas en cualquier sector, desde aplicaciones turísticas, navegación con cierta capacidad de análisis y calculo hasta aplicaciones para recolección de información.

Tiene gran capacidades de análisis y procesamiento de datos geográficos.

Ideal cuando la toma de datos requiere un nivel de precisión medio-alto y se apoya con el uso de dispositivos móviles de mayores capacidades que los smartphones.

Exclusivo para profesionales de SIG

El soporte de análisis y procesamiento de datos no está al nivel de ArcPad, pero tiene funcionalidades básicas que permiten desarrollos para todo tipo.

La aplicaciones no pueden ser descargadas de ningún sitio público.

Las aplicaciones puede ser descargadas de tiendas virtuales sin necesidad de intervenir un tercero para su instalación.

Enfocado a cualquier tipo de usuario

127

4.3.5.1 Resultados Parámetro Producto La evaluación arrojó que las aplicaciones creadas con las APIs de ArcGIS ofrecen mayor versatilidad y capacidades para ser usadas en diferentes campos.

ArcPad aunque es una buena herramienta para aplicaciones robustas, en este caso no cumple con la capacidad de ser usada por cualquier tipo de usuario.

La Tabla 35 ilustra la puntuación asignada a cada una de las herramientas analizadas en el parámetro Producto resumiendo lo antes mencionado.

Tabla 35: Evaluación del parámetro de Producto

Plataformas gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

Capacidad de desarrollo en diferentes sectores

3

1

4

Facilidad para ser usado por todo tipo de usuario

4

1

4

1 2,33 58%

1 1 25%

4 4 100%

Criterios

Facilidad de distribución TOTAL Valor en Porcentaje

La Figura 29 claramente muestra en un gráfico estadístico la diferencia entre ArcPad con las otras dos herramientas gvSIG y ArcGIS.

128

Producto 120% 100%

100% 80% 58%

60% 40%

25% 20% 0% gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGis Runtime SDK

Figura 29: Gráfico del análisis del parámetro Producto

4.3.6 Resumen Comparativo Los datos presentados en las Tabla 36 corresponden al valor de la media aritmética en cada parámetro analizado usando las formulas mostradas en el capítulo de Metodología.

Tabla 36: Valoración Final Análisis Comparativo de las Plataformas de desarrollo SIG móvil

Plataformas Parámetros Ambiente de trabajo Interoperabilidad Portabilidad Facilidad para el desarrollo Producto TOTAL Valor en Porcentaje

gvSIG Mobile

ArcPad

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, Windows Phone)

3 3

2,5 4

4 4

1 2 2,33

1 2,25 1

3 3 4

2,27 57%

2,15 54%

3,6 90%

129

Valoración Cuantitativa e Interpretación La Tabla 37 resume los resultados totales obtenidos y muestra su interpretación cualitativa.

Tabla 37: Valoración e interpretación final

Valor

Valor en porcentaje

Software SIG Móvil gvSIG Mobile ArcPad ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, W. Phone)

2,27 2,15

Interpretación

57% Buena 54% Buena

3,6

90% Excelente

La Figura 30 compara gráficamente el desempeño de cada herramienta evaluada.

Valoración Final Software SIG móvil 90% Plataformas SIG Móviles

54% 57%

0%

100% Plataformas SIG Móviles

ArcGIS Runtime SDK (iOS, Android, W. Phone)

90%

ArcPad

54%

gvSIG Mobile

57%

Figura 30: Gráfico de la valoración final

4.3.7 Selección de la Plataforma de Desarrollo Dados los resultados anteriores se escoge ArcGIS Runtime SDK para Android, iOS y Windows Phone, la cual obtuvo un puntaje de 90% el cual fue superior a las otras herramientas evaluadas. De acuerdo a la Tabla 37 ésta herramienta de desarrollo tiene un desempeño Excelente para el escenario expuesto.

130

5

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Propuesta para un Sistema Inteligente de Movilidad para Colombia En relación a la arquitectura propuesta para el escenario de aplicación, se debe aclarar que el nivel de abstracción de éste sistema se hizo de manera general sin entrar a detallar o profundizar en cada capa de la arquitectura. Debido a que el presente trabajo no se enfocaba en el desarrollo de un prototipo, el nivel de abstracción es válido para explicar el sistema. Sin embargo una propuesta formal incluiría revisar a más detalle variables como los problemas de seguridad y limitada capacidad de procesamiento de las tecnologías móviles. Khan, Kiah, Khan, y Madani, (2013) exponen los retos a superar en este aspecto a su vez que proponen una arquitectura basada en seguridad para los sistemas móviles.

Un nivel más detallado para el diseño y análisis del sistema requiere una investigación más profunda que se sale del alcance de la investigación, sin embargo de lo que se tiene se puede señalar que: - El diagrama de proceso permite tener una idea general de las interacciones del sistema, lo cual es de gran ayuda para entender el flujo de comunicación entre los diferentes componentes.

- El diagrama de proceso contiene los elementos esenciales del sistema.

- Los perfiles de usuarios definidos pueden ser mejorados una vez se entre en más detalle en cada componente.

- Los casos de usos expuestos se limitan a una idea muy general del sistema; pero es claro que se debe hacer una definición de casos de uso más rigurosa.

Como parte positiva se encuentra que, la definición previa de las características del sistema fue un insumo muy valioso para las etapas siguientes. Por una parte permitió proponer una arquitectura que cumpliera con los requerimientos. Por otra parte ayudó a segmentar el mercado de las herramientas de desarrollo disponible y 131

además permitió relacionar cada característica con uno o más criterios de evaluación.

Selección de las Plataformas SIG Móviles

El proceso de selección de las plataformas para ser evaluadas presentó algunas dificultades en la etapa de recolección de información. Inicialmente parecían existir muchos software y herramientas para el desarrollo de SIG en móviles de acuerdo a los registros encontrados. Poco a poco al ir profundizando en la información y sus características, se encontró que en la mayoría de los listados de las geo comunidades o sitios especializados en SIG, no había claridad en cuales eran orientados al desarrollo y cuales herramientas de software eran para el usuario final, es decir para comercializar.

Otro aspecto importante que se evidenció en este proceso fue que las empresas comercializadoras de aplicaciones SIG móviles han generado y masificado un mal uso del concepto de sistemas de información geográfica poniéndolas todas en la misma categoría de aplicaciones de navegación lo cual puede impactar negativamente en la selección de productos para evaluar.

En cuanto a la descripción de las plataformas seleccionadas, se encontró mayor dificultad específicamente con gvSIG Mobile. Esto se debe a que por ser un proyecto en el cual intervienen muchas personas o comunidades la información es muy dispersa. Se evidenció que muchas de las funcionalidades no se encuentran actualizadas en su página y es necesario hacer un seguimiento de los repositorios donde publican los cambios que se han hecho. Esta tarea resulta ser dispendiosa y en algunos casos confusa porque se debe tener cuidado con las fechas de publicación de cada información.

132

El estudio de las plataformas de desarrollo SIG móvil existentes dejó al descubierto la carencia de este tipo de softwares especializados en SIG para móviles en el mercado, en contraste con una alta demanda de éste tipo de servicios.

Definición de los Parámetros de Evaluación

El proceso de la definición de los parámetros de evaluación constituyó uno de los procesos más importantes dentro de la investigación, ya que de éste dependía el obtener un resultado coherente de acuerdo a las características de cada herramienta y también la selección de la plataforma de trabajo más idónea para el escenario planteado. El reto en esta etapa era asegurar que los parámetros de evaluación definidos tuvieran la capacidad de responder a una o más características expuestas en el escenario de aplicación.

En éste sentido relacionar los parámetros de evaluación con los requerimientos y características funcionales del SIMC, como se realizó en otros trabajos en los cuales se basó la presente investigación: Manzano y Cobo (2014) y Jaramillo (2013). Fue de gran ayuda para el análisis de cada herramienta, ya que guiaron de una forma clara y consistente la evaluación y se eliminó la tendencia que se tiene de dar valores subjetivos al momento de evaluar cualquier tipo de herramienta o producto de software.

Por otro lado no se debe dejar de un lado la posibilidad de incluir más parámetros de evaluación, con el fin de complementar el estudio aquí realizado. Parámetros como Funcionalidad, Fiabilidad, Efectividad que se puedan medir haciendo énfasis en el uso de métricas de calidad, como se vio en el trabajo de Vilca (2011), permitirán seguramente lograr mayor precisión para la selección de la mejor herramienta de software.

Cabe anotar que en el desarrollo de ésta etapa se presentaron algunas dificultades al momento de definir la escala de medición por cada criterio. Identificar los rangos 133

óptimos para calificar una herramienta no fue una tarea sencilla y se debe ser riguroso en el proceso; por ejemplo en el caso de la medición del criterio “Documentación”, se encontró que la técnica utilizada estaba favoreciendo cuantitativamente a una herramienta que no cumplía con dicho parámetro. Una manera de contrarrestar este hecho hubiera sido por ejemplo haber incluido otro criterio de evaluación, con el fin de que además de tener en cuenta la cantidad de información encontrada, también se hubiera considerado la calidad de la misma.

En otras ocasiones lo que se estaba evaluando con el parámetro seleccionado carecían de información que dieran lugar a la calificación de la plataforma. De acuerdo a ello se debió buscar la manera de cambiar el parámetro o criterio evaluado sin sacrificar la característica que se deseaba evaluar.

Evaluación de las Plataformas SIG Móvil El proceso de evaluación de las herramientas dio cuenta de algunos conocimientos que probablemente son obvios pero no siempre se tienen claridad. El hecho de saber que existen diferentes tipos de aplicaciones móviles, diferentes tipos de aplicaciones para el desarrollo de sistemas de información geográfica y adicional también diferentes tipos de software para desarrollar dichas aplicaciones SIG Móviles da muestra de que la selección de plataformas para el desarrollo SIG requiere de un estudio preliminar que esté en concordancia con lo que se quiere y lo que se tiene.

La realización de un análisis comparativo permitió por un lado identificar las características y funcionalidades de cada una de las plataformas gvSIG Mobile, ArcPad y ArcGIS para el desarrollo en Android, iOS y Windows Phone de manera general para dar una idea a los desarrolladores de lo que pueden lograr con cada una de ellas.

134

La evaluación permitió también identificar las fortalezas de cada herramienta de desarrollo SIG móvil. Con ArcPad es posible desarrollar aplicaciones altamente confiables, robustas y escalables, pero que son enfocadas para trabajos en el campo y cuyo uso debe ser por profesionales de SIG lo cual limita mucho su uso. Por el contrario gvSIG Mobile debido a su posibilidad de ser modificado abre mayores posibilidades para su implementación y el producto final que se desee obtener, tanto para profesionales como para usuarios sin conocimientos en SIG. Las APIs de ArcGIS Runtime en contraste con las dos anteriores, dan muestra de mayor versatilidad, ya que brindan mayores beneficios en cuanto a interoperabilidad y soporte multiplataforma, con la posibilidad de desarrollar aplicaciones más ligeras y de fácil uso para todo tipo de usuario.

El estudio también confirma que los productos de la casa ESRI siguen siendo líderes en todo lo relacionado a desarrollo SIG, y su madurez y desempeño es aún muy superior a las tecnologías similares que se encuentran hoy día.

No obstante, gvSIG es casi uno de los pocos software que se podría comparar con ArcPad, y que a diferencia de éste es gratuito. La ventaja de gvSIG es que es un proyecto donde además de poder hacer uso de el con las características que hoy ofrece, también permite que los desarrolladores trabajen para que esta herramienta tenga más funcionalidades y preste un mejor servicio.

Por lo anterior y teniendo en cuenta que ésta investigación buscaba encontrar una estrategia metodológica que permitiera identificar y evaluar las plataformas para el desarrollo de SIG Móviles, se considera que la propuesta fundamentada en la definición de un escenario de aplicación es consistente, y permite llegar al objetivo planteado. La que se debe asegurar entonces es que los parámetros seleccionados tengan la capacidad de evaluar las herramientas de acuerdo a las características del sistema.

135

6

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones La etapa de recolección y selección de plataformas a evaluar dio a conocer que en función del tipo de aplicaciones a desarrollar (sea de navegación o de gestión de la información) y en función de los sistemas operativos de los dispositivos móviles es posible encontrar infinidad de software. Esto da una idea en lo que se puede ver enfrentado un desarrollador a la hora de seleccionar entre una y otra herramienta.

Por esto es importante resaltar que sin un análisis previo, que dé claridad sobre lo que se pretende desarrollar, fácilmente se puede caer en la selección de la plataforma de desarrollo equivocada.

Por ésta razón se considera que la etapa dedicada a la especificación de los requisitos y funcionalidades del escenario de aplicación fue clave para orientar la investigación, haciendo posible la depuración sobre las opciones que se tenían, llegando a un grupo más selecto para el análisis y evaluación final.

La metodología planteada y desarrollada, permitió obtener una propuesta tecnológica del sistema, que incluía a su vez la arquitectura de SIMC. Partiendo de allí, fue posible la definición de criterios de evaluación claros y consistentes, basados en el cubrimiento de las necesidades de un escenario de aplicación real. Este proceso se convierte a su vez en el medio para llevar a cabo el objetivo de la presente investigación de evaluar las herramientas de desarrollo seleccionadas.

Adicional, la calificación basada en la desempeño de la herramienta en ese punto evaluado, facilitó en gran medida el momento final de la evaluación, ya que era claro qué se estaba evaluando y qué significaba cada valor posible asignado a cada herramienta. Sin embargo cabe resaltar que la valoración sin una ponderación que le diera un peso diferente a cada criterio, deja un margen de incertidumbre sobre los resultados.

136

Los resultados cualitativos y cuantitativos, producto de la evaluación, mostraron que dentro de las tres herramientas de software evaluadas, las APIs de ArcGIS, dadas las capacidades y servicios que ofrecen, se ajustan en un 90% a las características necesarias para el desarrollo de la aplicación móvil que hace parte de la propuesta para la implementación de un SIM para Colombia. Esto muestra la viabilidad para la implementación del proyecto tecnológico propuesto y al mismo tiempo responde a las preguntas de investigación dando soporte a la hipótesis planteada.

Recomendaciones Los sistemas móviles tienen ciertas limitaciones que suponen ciertas dificultades al proceso de desarrollo, que a su vez se convierten en retos a superar en el campo SIG móvil. Algunas limitaciones son debidas al tipo de dispositivos donde se ejecutan y otras inherentes al tipo de sistema a desarrollar. Es importante por ello tener en cuenta las debilidades actuales de los dispositivos móviles, como la poca memoria y poca capacidad de procesamiento, la inestabilidad de las redes de conexión inalámbrica, que aún no son 100% fiables, entre otras, para evitar ofrecer servicios y productos que posiblemente tendrán un deficiente desempeño a la hora de usarlo.

Un sistema inteligente de movilidad va más allá del desarrollo de una aplicación SIG. Implica además la integración de muchos más sistemas, al igual que la colaboración de las entidades públicas y/o privadas que puedan proporcionar información geográfica de cada región. Se sugiere involucrar más al gobierno para promover el desarrollo de este tipo de sistemas en la región.

Se recomienda escalar mucho más el sistema inteligente de movilidad propuesto, implementando un prototipo del escenario de sistemas inteligentes de transporte, con el fin de convertir en algo tangible el SIMC. El análisis de las herramientas de ArcGIS abarca otro mercado en cuanto al desarrollo de aplicaciones hibridas que no fueron tenidas en cuenta en éste trabajo.

137

Se recomienda analizar ĂŠste tipo de desarrollos con el fin de llegar a un mayor nĂşmero de usuarios que no necesariamente tengan los tres sistemas operativos (Android, iOS, Windows Phone) mĂĄs usados, sino que abarque un mercado mayor.

138

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145

ANEXOS ANEXO I: ESTADÍSTICAS Sección 1: Estadísticas Acceso a la Información y tecnologías de comunicación Móvil

A) Desarrollo de las TICs, 2000-2015

Figura 31: Desarrollo de las TICs, 2000-2015 Fuente: ITU Telecom, 2015

B) Desarrollo del mercado de los smartphones en Latinoamérica

Las regiones tenidas en cuenta en la Figura 32 son las que presentan valores más representativos en la adopción de smartphones en Latinoamérica.

146

Figura 32: Tasas de adopción de smartphones por región en Latinoamérica Fuente: GSM Association, 2014

Sección 2: Cifras de Ventas y Penetración de Smartphones en el Mercado A) Ventas de smartphones a usuarios finales por sistema operativo en 2013 Tabla 38: Ventas de smartphones a usuarios finales por sistema operativo en 2013

Nota. Cifras dadas en miles de unidades. Fuente: Gartner, 2014

147

C) Penetración en Colombia de los Sistemas Operativos iOS, Android y Windows Phone El articulo Latinoamérica es Territorio Android (Americaeconomica.com, 2013), señala que en Colombia el sistema operativo Android domina en un 43,6% en el mercado, un 23,55% está bajo el dominio de iOS y un 13,67% para BlackBerry (2013). En relación a Windows Phone, éste tiene apenas una cobertura de 1.3% según la empresa de publicidad Adduplex (Mendelevich, 2014).

D) Panorama Consumo Online desde Diferentes Dispositivos en Colombia

Figura 33: Cifras de la penetración de smartphones en Colombia Fuente: Ruiz, 2013

148

ANEXO II: COMPUTACIÓN EN LA NUBE Definición De acuerdo con el NIST (Siglas de National Institute of Standards and Technology), La Computación en Nube se define como: “La Computación en Nube es un modelo que permite el acceso oblicuo, simple y bajo demanda a un grupo compartido y configurable de recursos de computación (como por ejemplo servidores, almacenamiento, aplicaciones y servicios) que pueden ser rápidamente aprovisionados y liberados con el mínimo esfuerzo administrativo o intervención del proveedor que da dichos servicios”.

Capas Existen tres capas o servicios de la computación en nube:   

Software como Servicio (SaaS): Se refiere a las aplicaciones de usuario final, ofrecidas como servicio más que una instalación local.

Plataforma como Servicio (PaaS): Middleware o plataforma de aplicación como servicio donde los desarrolladores puede construir y desplegar sus aplicaciones.

Infraestructura como Servicio (IaaS): Cualquier infraestructura de computación, almacenamiento o TI que se accede bajo demanda como un servicio.

Tipos de Nubes Existen tres tipos: Publica: Es la más conocida y usada. Es una nube computacional mantenida y gestionada por terceras personas no vinculadas con la organización. Ejemplos de estas son Amazon EC2, Microsoft Azure e IBM Cloud.

Privada: Cuando la organización requiere que sus datos no sean distribuidos públicamente pero requieren de los beneficios de la computación distribuida se usa este tipo de configuración. Las nubes privadas están en una infraestructura bajo demanda para un solo cliente que.

Hibrida: Combinan los modelos anteriores. La organización puede ser propietaria de una parte y compartir públicamente otra.

Características Computación en Nube       

Agilidad.

Coste.

Escalabilidad y Elasticidad.

Independencia de la ubicación de los recursos.

Capacidad de Virtualización.

Mayor Rendimiento Facilidad de Mantenimiento.

149

ANEXO III: COMPARACIÓN ENTRE DISPOSITIVOS MÓVILES IOS, ANDROID WINDOWS PHONE SEGÚN EL TIPO DE APLICACIÓN QUE SOPORTAN A) Características de los Smartphones y Hand GPS en el Desarrollo de Aplicaciones de Navegación.

Tabla 39: Comparación Smartphones vs Hand GPS en aplicaciones de navegación

Smartphone

Smartphone

IPhone 5

Samsung Galaxy S3

iOS6

Android 4.0

S.O propietario

Cámara

8 megapíxeles

8 megapíxeles

No

Memoria

Interna:16, 32 0 64 Gb

Interna:16, 32 Gb

Interna 500 MB

No ampliable

Ampliable microSD

Ampliable

Sistema

Hand GPS

Operativo

microSD Batería Adecuación condiciones de

1440 mAh Litio

2100 mAh Litio

2 pilas AA

8 horas de uso

10 horas

20 horas de uso

No preparada para

No preparada para

Resistente contra

condiciones adversas

condiciones adversas

golpes y agua

A-GNSS + NAVSTART +

A-GNSS + NAVSTART *

SBAS

GLONASS

GLONASS

Media

Media-baja

Alta

Standalone 5-7mts

Standalone 5-7mts

3-5 mts

Con accesorio 3-5mts

Con accesorio 3-5mts

trabajo Tecnología GPS Calidad sensibilidad GPS Precisión GPS

Nota. Fuente: Quintanilla, 2013.

150

B) Características de los Smartphones y Dispositivos Profesionales en el Desarrollo de Aplicaciones SIG y de Gestión de Territorio.

Tabla 40: Comparación entre los smartphones vs dispositivos profesionales en aplicaciones SIG y gestión

Sistema

Smartphone

Smartphone

DM

DM profesional

IPhone 5

Samsung

profesional

GeoXH

Galaxy S3

Juno SD

Android 4.0

Windows Mobile

Windows Mobile

6.1

6.1

1,4 Ghz

Samsung

520 MHz Marvell

Quadcore

S3C2443

PXA-270

iOS6

Operativo Procesador

Apple A6 1GHz

533 MHz RAM

1 GB

1GB

256 MB

532 MB

1440 mAh Litio

2100 mAh Litio

2600 mAh Litio

3500 mAh Litio

8 horas de uso

10 horas

8 horas de uso

8 horas de uso

Adecuación

No preparada

No preparada

Preparado para

Preparado para

condiciones

para

para condiciones

campo

campo resistente

condiciones

adversas

resistente a

a suciedad, polvo,

suciedad, polvo,

golpes y agua

Batería

de trabajo

adversas

golpes y agua Tecnología GPS

A-GNSS +

A-GNSS +

GPS/SBAS

GPS/SBAS

NAVSTART +

NAVSTART *

Soporte NMEA

Soporte TSIP,

GLONASS

GLONASS

Trimble

NMEA

Deltaphase

Soporte RTCM, CRM Trimble Everest

Postproceso

No

No

Si

Si

Nota. Fuente: Quintanilla, 2013.

151

ANEXO IV: DESCOMPOSICIÓN CARÁCTERISITCAS DE CALIDAD DEL ESTÁNDAR ISO 9126-1 Tabla 41: Descomposición de las características de calidad del software por ISO 9126-1

Nota. Fuente: Calero, Piattini, y Moraga, 2010

152

ANEXO

V:

FORMATOS

PARA

EL

ALMACENAMIENTO

DE

INFORMACIÓN

GEOGRÁFICA A continuación se muestran algunos formatos más representativos para el almacenamiento de información geográfica. De igual forma se muestra cuales tienen soporte para trabajar en ambientes conectados (online) y cuales en ambientes desconectados (offline). Esta información fue obtenida de “GIS File Formats” (Wikipedia, s.f.-a).

Tabla 42: Soporte conectado y desconectado de los tipos de formatos de almacenamiento de datos geográficos Tipo de Almacenamiento

Formatos35

Soporte

Offline

SHP (shapefiles) LYR (Layer ArcGIS) DWG y DXF TXT (text files) MDB (personal

Vector

Geodatabases) WFS (Web Features Services)

WF S-T Tiles PDF TIN

(Triangular Irregular Network)

KML GML GPX Mr Sid ECW Raster

Vector y Raster

Otros

35

(Enhanced Compression Wavelet)

Jpeg200 ESRI Grid WMS (Web

X

X X X X X X X X

X X

X X X X X X X

Map

X

File

X

Server)

ArcIMS MXD (Map ArcInfo) Basemaps

Online

X

Los formatos descritos en la Tabla 43 solo muestra los más representativos.

153