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Un sistema de información geográfico con interfaz Web

Enviado por richard_alfaro



Partes: 1, 2

  1. Resumen
  2. Marco teórico
  3. Formulación del proyecto
  4. Análisis del problema
  5. Portal Web institucional
  6. Interfaz de integración
  7. Conclusiones

RESUMEN

El presente proyecto de titulación "Desarrollo de un Sistema de Información Geográfica de Inversión Pública Regional con Interfaz Web" busca crear una herramienta que apoye la difusión de la inversión pública regional, apoyar a profesionales de SSTT a comprender mejor los escenarios de inversión para tomar decisiones más eficientes.

El producto final es un Portal Web Institucional con un Sistema de Información Geográfico. El producto está formado por tres módulos: un Sistema de Información Geográfico en ArcView (SIG concepto tradicional), Portal Web Institucional, y la interfaz web para exponer el SIG en el Portal Institucional.

El primer módulo es la creación de un Sistema de Información Geográfico en una plataforma ArcView de ESRI. El proceso de creación y depuración de información se inicia con el estudio acucioso del Sistema Nacional de Inversiones para extraer desde el Banco Integrado de Proyectos de Mideplan (BIP) los campos y registros útiles al proyecto. Esta información se debe transformar y depurar para ser inserta en una base de datos SIG, esta carga es la que produce el enlace entre la información y las capas temáticas.

El SIG cuenta con un conjunto de coberturas temáticas con múltiples representaciones gráficas. En un proyecto SIG se crean además agrupaciones de representaciones en capas temáticas que mejoran el entendimiento y ofrecen las comparaciones correspondientes a los escenarios de estudio.

El segundo módulo es la creación de un Portal Web Institucional para SSTT. El portal en su totalidad fue desarrollado durante la ejecución del proyecto. Para la selección de tópicos expuestos se realizó un trabajo conjunto e iterativo con los profesionales de SSTT buscando un alto grado de satisfacción en los requerimientos y expectativas, que se espera haber alcanzado.

El tercer módulo trata la investigación y desarrollo de una arquitectura capaz de exponer capas temáticas de ArcView sobre una arquitectura Web, escrito de manera más sencilla el tercer módulo es el desarrollo de tecnología que permita visualizar el SIG (primer módulo) inserto en el Portal Web (segundo módulo).

El objetivo de este libro es explicar los problemas y soluciones, la investigación y desarrollo, componentes y relaciones, para la creación de los tres módulos anteriores que dan forma a un "Sistema de Información Geográfica de Inversión Pública con Interfaz Web". Para ello el libro se estructura de la siguiente manera:

  • Capítulo 1, Marco Teórico. Expone antecedentes teóricos previos para introducirnos a las tecnologías de información SIG.
  • Capitulo 2, Formulación del Proyecto. Presenta un diagnostico, define debilidades del actual sistema, presenta una arquitectura solución y los beneficios del proyecto.
  • Capítulo 3, Análisis del Problema. Se identifican actores involucrados, sus interrelaciones y las capacidades para generar capas temáticas que ofrezcan una solución SIG a los problemas identificados.
  • Capítulo 4, Portal Web Institucional. Presentará las actividades y estudios llevados a cabo para crear y dar de alta el Portal Web Institucional.
  • Capítulo 5, Creación SIG en ArcView. Plantea el procedimiento para crear el Sistema de Información Geográfico en ArcView de Inversión Pública.
  • Capítulo 6, Interfaz de Integración. Describe la investigación y desarrollo de la interfaz para unir los dos módulos anteriores.
  • Capítulo 7, Conclusiones. Presenta la evaluación y conclusión obtenida por el desarrollo del "Sistema de Información Geográfica de Inversión Pública con Interfaz Web" .
    1. Un Sistema de Información Geográfico, SIG (GIS en ingles, Geografic Information System), particulariza un conjunto de procedimientos sobre una base de datos no gráfica o descriptiva de objetos del mundo real que tienen una representación gráfica y que son susceptibles de algún tipo de medición respecto a su tamaño y dimensión relativa a la superficie de la tierra. A parte de la especificación no gráfica el SIG cuenta también con una base de datos gráfica con información georeferenciada o de tipo espacial y de alguna forma ligada a la base de datos descriptiva. La información es considerada geográfica si es mesurable y tiene localización.

      La mayor utilidad de un sistema de información geográfico está íntimamente relacionada con la capacidad que posee éste de construir modelos o representaciones del mundo real a partir de una base de dato digital, esto se logra al aplicar una serie de procedimientos específicos que generan aún más información para el análisis.

      La construcción de modelos o modelos de simulación como se llaman técnicamente, se convierten en una valiosa herramienta de análisis de fenómenos relacionados con tendencias y así poder establecer los diferentes factores influyentes.

      1. EVOLUCIÓN DE LOS SIG
    2. ANTECEDENTES GENERALES
  1. MARCO TEÓRICO

La historia de los SIG se remonta a los inicios de la Humanidad, pero con la llegada de los años 60’s y 70’s se empezó a aplicar la tecnología del computador digital al desarrollo de tecnología automatizada.

Excluyendo cambios estructurales en el manejo de la información, la mayoría del desarrollo de tecnología estuvo dirigido hacia la automatización del trabajo cartográfico; Para saber un poco más de historia de los SIG ver Anexo-1: "Un Poco de Historia". Solo algunos pocos exploraron nuevos métodos para el manejo de información espacial, y se siguieron básicamente dos tendencias:

  • Producción automática de dibujos con alta calidad pictórica
  • Producción de información basada en el análisis espacial pero con el costo de una baja calidad gráfica.

La producción automática de dibujos se basó en la tecnología de diseño asistido por computador (Computer Aided Design). El CAD se utilizó en cartografía para aumentar la productividad en la generación y actualización de mapas. El modelo de datos CAD maneja la información espacial como dibujos electrónicos compuestos por entidades gráficas organizadas en planos de visualización o capas. Cada capa contiene información de cada punto en la pantalla (píxel) que debe encender para la representación por pantalla, estos conjuntos de puntos organizados por planos de visualización se guardan en un formato vectorial. Para entender los distintos tipos de formatos ver anexo 2 sección 2.3.

  1. Un SIG es hardware, software y procedimientos diseñados para soportar captura, administrar, manipular, analizar, modelar y graficar datos u objetos referenciados espacialmente, para resolver problemas complejos de planeamiento y administración. Una definición más sencilla podría ser: "Un SIG es un sistema computacional capaz de mantener y usar datos con localizaciones exactas en una superficie terrestre". Un Sistema de Información Geográfico es una herramienta de análisis de información. La información debe tener una referencia espacial y debe conservar una inteligencia propia sobre la topología y representación.

    1. Fig. 1.1: Componentes básicos de un SIG

      La figura 1.1 muestra los principales componentes de un SIG, hardware, software, datos, recurso humano y modelo de negocio. Cada uno de ellos se explica a continuación.

      1. Hardware
      2. El hardware son las máquinas donde físicamente se ejecuta el SIG. El desarrollo inicial de las TIC y SIG requerían máquinas con alto poder de procesamiento. En la actualidad una máquinas de escritorio moderna y normal posee la potencialidad suficiente para ejecutar un SIG.

      3. Software Especializado
    2. COMPONENTES DE UN SIG
  2. ¿QUÉ ES UN SIG?

Este software SIG provee funciones y herramientas necesarias para almacenar, analizar y desplegar información referenciada geográficamente. Las funciones varían de acuerdo a cada herramienta siendo las más comunes:

  • Herramientas de entrada y manipulación de la información geográfica.
  • Herramientas que permitan búsquedas geográficas, análisis y visualización georeferenciada.
  • Interfase gráfica para el usuario para acceder fácilmente a las herramientas.
  1. Este componente más importante de un sistema de información geográfico son sus datos. Los datos geográficos y tabulares pueden ser adquiridos por quien implementa el sistema de información, así como por terceros. El sistema de información geográfico integra los datos espaciales con otros recursos de datos y puede incluso usar manejadores de base de datos comunes para manejar la información geográfica, tales como Excel, MySql u Oracle.

  2. Información

    Las tecnologías SIG se ven limitadas si no cuentan con personal apropiado que opere, desarrolle y administre el sistema.

  3. Recurso Humano
  4. Modelo de Negocio - Procedimientos

Un SIG opera mediante un plan bien diseñado y con reglas definidas por el negocio. El modelo plasma las prácticas operativas propias de cada organización, debe existir un modelo de la realidad que representar.

    1. REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN
    2. La representación primaria de los datos en un SIG está basada en algunos tipos de objetos basados en puntos, líneas y áreas.

      Elementos puntuales son todos aquellos objetos relativamente pequeños respecto a su entorno más inmediatamente próximo. Por ejemplo, elementos puntuales pueden ser un poste de la red eléctrica o una escuela en un mapa de la ciudad. La determinación de los elementos puntuales es discrecional, así por ejemplo un hospital bien puede ser un punto en una cobertura mapa de infraestructura pública, o puede ser un área (polígono) para un mapa de vialidad urbana.

      Los objetos lineales se representan por una sucesión de puntos donde el ancho del elemento lineal es despreciable respecto a la magnitud de su longitud y entorno de interés, con este tipo de objetos se modelan y definen carreteras, líneas de transmisión de energía, ríos, tuberías del acueducto entre otros.

      Los objetos de tipo área se representan en un SIG por acuerdo con un conjunto de líneas y puntos cerrados para formar una zona perfectamente definida que es posible aplicar el concepto de perímetro y longitud. Con este tipo se modela superficies tales como: mapas de bosques, sectores socioeconómicos de una población, zonas de riesgo, límites políticos.

    3.  ESTRUCTURA DE REPRESENTACIÓN

    La manera como se agrupan los diversos elementos constitutivos de un SIG quedan determinados por una serie de características comunes a varios tipos de objetos en el modelo, estas agrupaciones son dinámicas y pueden tener una relación mucho a muchos. Generalmente obedecen a las condiciones y necesidades bien específicas del escenario de estudio.

  1. USOS DE LA INFORMACIÓN DE UN SIG
    1. Las tecnologías SIG se aplican en la mayoría de los casos sin una teoría profunda que sea la base en el diseño e implementación; para sacar un mejor provecho de esta tecnología es necesario no perder de vista y entender aspectos teóricos prácticos, no confundir un SIG con digitalizar e incluir datos en el computador.

      Al iniciar el estudio y diseño de un SIG se debe considerar que se manejan objetos reales. Estos objetos tienen características propias que los diferencien, y guardan relaciones espaciales importantes a conservar; por lo tanto, no se puede olvidar en ningún caso que se desarrollará en el computador un modelo de objetos y relaciones que se encuentran en el mundo real.

      Para garantizar el esquema anterior se construye una serie de modelos que permitan manipular objetos tal cual aparecen en la realidad, se convertirán desde fenómenos y objetos reales a imágenes representativas manejadas por el SIG, estas imágenes y datos hacen posible analizar a los objetos que representan.

      Normalmente se lleva a cabo tres etapas desde la realidad del ambiente hasta llegar al nivel de abstracción adecuado que represente y maneje el SIG y su estructura de información. La figura 1.2 representa las etapas y modelos del proceso productivo de un SIG que a continuación se explicaran.

      Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

      Fig. 1.2: Etapas de un SIG

      1. Modelo Conceptual
      2. Es la conceptualización de la realidad por medio de la definición de objetos de la superficie de la tierra (entidades) con sus relaciones espaciales (donde estan) y características (que son) que representan un escenario describiendo fenómenos del mundo real.

        Para obtener el modelo conceptual, el primer paso es el análisis de la información y los datos que se usan y producen en la institución que desarrolla el SIG. El siguiente paso es la determinación de las entidades y los atributos con las relaciones que aquellas guardan, de acuerdo con el flujo de información de los diferentes procesos que se llevan a cabo en la institución.

        Se define como el diseño detallado de bases de datos que contienen información alfa–numérica y capas de información gráfica con objetos que serán capturados con atributos que describen a cada entidad, identificadores, conectores, tipo de dato (numérico o carácter) y longitud; además, se define la geometría (punto, línea o área) de cada una de ellos.

        Un SIG manipula elementos del ambiente, por medio de una codificación se almacenan en el computador y luego son manipulados digitalmente, además se define la simbología para su representación gráfica en pantalla o en papel.

        En esta etapa se diseñan estructuras que almacenarán todos los datos. Se trata de hacer una descripción detallada de entidades, procesos y análisis que se llevarán a cabo, los productos esperados y la preparación de menús de consulta para los usuarios.

        Esta modelo define los diferentes tipos de análisis que se implementarán más adelante y consultas a resolver. De la estructura de la base de datos (gráficas y alfa–numéricas) dependen los resultados; por lo anterior, en esta etapa se hace un diseño detallado del contenido del SIG y la presentación de información, definiendo los tipos de mapas con sus leyendas, contenido temático y reportes o tablas que se espera satisfagan los principales requerimientos de los usuarios; con estos se busca agilizar las consultas que envuelvan directamente entidades en estudio.

        Las posibles interrogantes son muy variadas y no todas estarán resueltas, muchos usuarios tienen requerimientos específicos y dinámicas que no permiten una implementación previa, sobretodo en casos como el de catastro que debido a la gran variedad de información, usuarios y clientes hacen de los requerimientos muy variados.

        No se trata de desarrollar un SIG cerrado que amarre a la gente a determinado apoyo en la toma de decisiones, se quiere satisfacer mejor y más rápido la mayoría de las necesidades de Información de los usuarios finales para alcanzar un mayor grado de eficiencia.

        Definido el modelo conceptual y lógico se define que mapa se ha de digitalizar y que información alfa–numérica debe involucrarse en la georeferenciación.

        Tanto el modelo conceptual como el lógico, son independientes de los programas y equipos que se vayan a usar y de su correcta concepción depende el éxito del SIG.

      3. Modelo Lógico
      4. Modelo Físico

      Es la implementación de los anteriores modelos en el programa o software seleccionado y los equipos específicos en que se vaya a trabajar y por esto se realiza de acuerdo con sus propias especificaciones. El modelo físico determina en que forma se debe almacenar los datos, cumpliendo con las restricciones y aprovechando las ventajas del sistema específico a utilizar, para este caso ArcView 3.2.

    2. DISEÑO DE UN SIG
    3. ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
  2. MANEJO DE LA INFORMACIÓN

Es importante considerar la administración de la información geográfica y descriptiva contenida en la base de datos y los elementos en que físicamente son almacenados.

La información en un SIG es almacenada en cuatro grandes conjuntos de datos:

  • Datos de imágenes. Estas imágenes representan fotográficamente el terreno.
  • Datos complementarios de imágenes. Esta base de datos contiene símbolos gráficos y caracteres alfanuméricos georeferenciados al mismo sistema de coordenadas de la imagen real a la que complementan.
  • Datos cartográficos. Almacena información de mapas que representan diferentes clases de información de una área específica, Corresponden a las coberturas.
  • Datos de información descriptiva: Esta base facilita el almacenamiento de datos descriptivos en las formas más comunes de tal forma que puedan ser utilizados por otros sistemas.

La manipulación de información incluye operaciones de extracción, creación y edición. 

  1. EXTRACCIÓN DE INFORMACIÓN
  2. Las formas de extraer o recuperar información desde los SIG son muy variadas y pueden llegar a ser muy complejas. Las formas básicas para extraer la información son:

    1. Extracción Mediante Especificación Geométrica
    2. Consiste en extraer información del SIG mediante la especificación de un dominio espacial definido por un punto, línea o área deseada. Esto generalmente se realiza al mantener el clic del mouse sobre la imagen desplegada o identificar específicamente un río en un mapa (proceso de selección).

      Extracción de las entidades espaciales que satisfagan una condición descriptiva determinada. Por ejemplo todos los predios que tengan el mismo dueño o uso. 

    3. Extracción Mediante Especificación Descriptiva

      Extraer por medio de un dominio espacial y una condición geográfica entidades gráficas. Por ejemplo: los postes de tendido eléctrico que se encuentren en un radio de 2 Km. alrededor de una subestación. Generalmente estos módulos son muy parecidos a consultas SQL, es una mezcla de los dos anteriores.

    4. Extracción Mediante Condición Geométrica
    5. Extracción Mediante Condición Descriptiva o Lógica

    Es una extracción de entidades que cumplan la condición descriptiva y una expresión lógica cualquiera relacionada con algunos de sus atributos. Por ejemplo, todos los predios que pertenezcan al mismo dueño, con áreas superiores a 500 hectáreas y perímetro superior a 10.000 metros.

  3. EDICIÓN DE LA INFORMACIÓN

Permite la modificación y actualización de la información. Las funciones de edición son particulares de cada software SIG. Las funciones deben incluir:

  • Mecanismos para la edición de entidades gráficas: cambio de color, posición, escala, dibujo de nuevas entidades gráficas, entre otros.
  • Mecanismos para la edición de datos descriptivos: modificación de atributos, cambios en la estructura de archivos, actualización de datos, generación de nuevos datos, entre otros.
  1. La herramienta SIG permite realizar operaciones analíticas necesarias para producir nueva información con base en la existente, con el fin de dar solución a un problema específico y apoyo a la toma de decisiones. Las operaciones de análisis y modelamiento se pueden clasificar en:

    1. Generalización Cartográfica
    2. Capacidad de generalizar características de los objetos en un mapa o presentación cartográfica, con el fin de hacer el modelo final menos complejo.

    3. Análisis Espaciales

    Incluye funciones que realicen cálculos sobre entidades gráficas. Va desde operaciones sencillas como longitud de una línea, perímetros, áreas y volúmenes, hasta análisis de redes de conducción, intersección de polígonos y análisis de modelos digitales del terreno.

  2. ANÁLISIS Y MODELOS DE INFORMACIÓN
  3. REPRESENTACIÓN Y SALIDA DE INFORMACIÓN

La salida de información de un SIG puede ser de tipo textual o de tipo gráfico, el medio de salida presenta como respuesta a un interrogante del mismo. La información textual consiste normalmente en un conjunto de tablas que representan la información almacenada en la base de datos o representan el resultado de algún tipo de análisis efectuado sobre ésta. La información gráfica consiste en mapas, gráficos o diagramas.

En general el potencial uso de los SIG se basa en la fusión de ambas representaciones. Cuando un mapa contiene la representación de tablas bajo un esquema diseñado por medio de una simbología adecuada, con la posibilidad de adicionar elementos geométricos permiten una clara visualización y comprensión del escenario al usuario final.

  1. FORMULACIÓN DEL PROYECTO
    1. DESCRIPCIÓN GENERAL

SSTT dispone de grandes volúmenes de información, esta es creada por sus funcionarios, provenientes de los distintos SSPP o disponible desde el Banco Integrado de Proyectos de Mideplan (BIP).

Desde el BIP la información se extrae por medio de consultas en lenguaje SQL, con el modelo lógico de la base, y los permisos apropiados para establecer la conexión. Sin embargo el uso del BIP con SQL no ha sido muy productivo.

Otro segmento de información importante para la Institución son los datos estadísticos regionales provenientes desde los SSPP. SSTT es la institución pública regional que más idónea respecto a la concentración de información en materias públicas. La información se publica en dos libros: Gasto Social Regional y Compendio Estadístico Regional. Ambos libros contienen información sobre beneficios, subsidios, inversión, población y estadísticas en general.

Para obtener un mejor aprovechamiento de la información disponible, SSTT desea disponer de una plataforma de difusión de amplia cobertura. Para ello se propone llevar a cabo un proyecto que mezcla el desarrollo de un Sistema de Información Geográfica con una interfaz web que permita la visualización en el Portal Institucional.

El proyecto busca crear una arquitectura necesaria para entregar el soporte tecnológico a un SIG hacia a una plataforma de información Web. No obstante el objetivo global persistente en el tiempo será cumplido con el compromiso por parte de la Institución con su Portal Web. Para hacer del Portal Web una Plataforma integradora de información de inversión pública regional persistente en el tiempo.

Se trabajarán tres módulos de investigación y desarrollo:

  • Portal Web Institucional,
  • Sistema de Información Geográfico
  • Interfaz Web para el SIG.

Estos módulos quieren crear una plataforma de difusión pública de Inversión, infraestructura social y estadísticas regionales.

El desafío del proyecto bajo el prisma de las tecnologías de información será investigar, desarrollar e integrar arquitecturas que permitan ofrecer el Sistema de Información Geográfica por medio de una interfaz Web en el portal Institucional.

  1. La Secretaria de Planificación Sprinfield analiza proyectos de inversión pública bajo el prisma técnico, económico y de rentabilidad social siguiendo la metodología del Sistema Nacional de Inversiones (SNI) establecida por el último documento oficial SEBI-2005 entregado por el Ministerio de Planificación y el Ministerio de Hacienda (ver web oficial de Mideplan en http://bip.mideplan.cl/bip-consultas/SEBI/SE2005/index.html).

    Los profesionales analistas de proyectos públicos analizan la inversión y deben realizar estudios de prospectiva regional, por esto necesitan claridad del escenario histórico y actual de iniciativas de inversión según sector social, fuentes de financiamiento, infraestructura pública y lo más importante la distribución de estos en las comunas de la región. Por lo tanto la institución requiere contar con herramientas de apoyo a la comprensión, toma de decisiones y difusión pública.

    1. BANCO INTEGRADO DE PROYECTOS
    2. El Banco Integrado de Proyectos es la piedra angular al SNI, esta base de datos gestiona y controla el proceso de inversión. El almacén cuenta con todas las Iniciativas De Inversión (IDI) presentadas al Ministerio de Planificación en todas sus fases, desde su creación y presentación hasta su evaluación ex–Post. Las IDI´s se mueven en una carrera de múltiples estados en busca de una evaluación con rentabilidad social positiva por parte de SSTT, para alcanzar el financiamiento y posterior ejecución. Los registros del BIP son extensos incluyendo también las no aprobadas por no cumplir las exigencias del SNI y son eliminadas de la competencia. Este modelo de negocio (la carrera) esta reglamentada por el SEBI antes mencionado.

      El BIP tiene su interfaz pública en Internet y por ella los Servicios Públicos, Empresas Públicas y Ministerios Públicos se comunican para cumplir los requerimientos del SNI y sus normativas. El BIP es usado como herramienta de: comunicación, registro, regulación y formalización del proceso entre Mideplan-SSTT e instituciones presentadoras de proyectos.

      Cada proceso anual de inversiones tiene un calendario de compromisos y etapas definidas, entrando en periodos de iterativas correcciones según cada etapa, para estas iteraciones el BIP juega un rol fundamental.

      En la actualidad no se tiene una comunicación estrecha entre los módulos estadísticos del BIP y los analistas, ya sea por formación no técnica informática, o por una interfaz y arquitectura demasiado compleja. Se entiende el BIP como herramienta de control y apoyo al proceso de inversiones muy útil y actualmente indispensable, no obstante no se ha sacado todo el importante potencial provecho que nos ofrece.

    3. EXTRACCIÓN SQL DESDE EL BIP

    Es viable extraer reportes estadísticos sobre los distintos procesos presupuestarios para una mejor comprensión del escenario de estudio. Para generar estos reportes desde el BIP es necesario tener claro el modelo de la base de datos y conocimientos técnicos de SQL. En caso de generar las correctas consultas seria común la duplicación de esfuerzos en caso que dos o más analistas necesiten la misma tabla, resumen o dato estadístico.

    Solucionado el problema de extracción de información se tendrá una o varias tablas de grandes dimensiones con números que no ofrecen una fácil comprensión del escenario. Esto además conlleva la dificultad de hacer análisis y menos aún trabajar con una prospectiva para la región.

    El diagnóstico actual contiene un bajo uso de las tecnologías de Información disponibles. Destacar que no se saca el importante potencial provecho de tener una extensa base de datos de inversión pública con información desde el año 1997 hasta la fecha de manera on-line con un buen nivel de detalle. Mucha de esta información es relevante a los intereses privados, públicos y especialmente a los analistas de SSTT.

    Toda Iniciativa De Inversión (IDI) tiene un grupo básico de campos no nulos que dan una estructura base a cada IDI (Carátula IDI). La tabla 2.1 muestra parte de esta carátula es la siguiente:

    Para ver la tabla seleccione la opción "Descargar" del menú superior

    Tabla 2.1: Principales campos carátula IDI.

    El campo comuna da forma al punto de vista que tendrá el proyecto a la información, cada IDI esta enlazada a un espacio geográfico. Se tienen áreas de influencia comunal, provincial y regional. La mayoría de las estadísticas de interés del proyecto están ligadas a una comuna y consiguientemente a un espacio geográfico comunal en particular. Esta estructura de información concibe de manera natural una solución basada en las nuevas tecnologías de información y comunicación que manipulan información referenciada geográficamente, los SIG.

    El objetivo general del proyecto es crear un portal Web Institucional (componente que no existe), crear un SIG de Inversión Pública (componente que no existe) y además desarrollar una arquitectura que permita integrar el SIG con el portal Web.

    El proyecto busca dar un soporte a la comprensión del escenario basado en las virtudes de los SIG que ofrecen de una manera sencilla representaciones didácticas de un escenario en particular. Es claro que las figuras representativas e íconos son más comprensibles y didácticas en oposición a tablas de grandes dimensiones.

    El SIG creará un despliegue de imágenes con representaciones de las características específicas de información asociada a los objetos geográficos de estudio, con un detalle justo a los usuarios. Un ejemplo básico es una representación de capas temáticas de áreas (polígonos) para cada comuna de la región, con una representación en colores con distintas intensidades para representar una variable de "InversiónComunalAnual" para un año determinado. Otro ejemplo se basa en mapas de objetos puntuales basado en iconografía para representar ciertos tipos de establecimientos educacionales. Estas potencialidades dan soporte al proyecto para cumplir los objetivos de mejorar la comprensión del escenario de estudio prestando un apoyo consistente a la toma de decisiones.

    Otros aspectos que justifican el proyecto es el esmero de aplicar políticas públicas de inversión más transparentes a la comunidad, siguiendo las actuales líneas de modernización del estado y aplicación de las Tecnologías de Información y Comunicación a los SSPP.

  2. DIAGNÓSTICO DE INFORMACIÓN

    El SIG y su interfaz Web a desarrollar buscan por medio de computadoras y datos geográficos mejorar el entendimiento del mundo de inversiones y ayudar a resolver problemas de información que diariamente se afrontan en la institución.

    La herramienta de desarrollo de los Sistemas de Información Geográficos en los SSPP chilenos (y el mundo SIG en general) es la suite de Esri. Esta empresa tiene una suite de trabajo muy amplia que abarca casi todas las necesidades del amplio espectro de utilidades del mundo SIG.

    El SIG estará basado en una arquitectura ESRI. Específicamente la creación y edición de mapas se hará con ArcView 3.2. Este componente provee herramientas para crear, editar y visualizar capas temáticas, incluyendo símbolos de caracteres multivalores, mapas temáticos de densidad de puntos y normalización.

    La problemática mayor es el desarrollo e investigación de una arquitectura de integración que permita visualizar mapas ArcView a través de Internet, que permita entregar según demanda su información. Básicamente se necesita un servidor Web que trabaje de manera conjunta con un Servidor de Mapas.

    En la actualidad existe un variado número de herramientas para servir mapas a través del Web con diversas maneras de trabajar, de variadas características, competencias técnicas, compatibilidades y precios.

    El proyecto no contempla la exposición web por medio de un host de conexión propia a través de un IP fijo, esto reduce la investigación solo a las alternativas de Host externo. Esto introduce una importante restricción y dificultad según las diversas plataformas, costos y prestaciones del host externo. Se debe hacer la elección según la plataforma del host a contratar en conjunto con los componentes del portal mismo y los componentes de la interfaz Web para el SIG, es decir se debe diseñar una arquitectura que integre un conjunto de componentes de manera natural y multiplataforma.

    El estudio de alternativas se hará en la fase inicial de desarrollo del proyecto, debido a lo comprometido que podrían quedar los módulos en desarrollo en el Web en general.

    El proyecto es un producto integral de componentes: Portal Web Institucional, SIG (clásico concepto) e interfaz de comunicación entre el portal web y el SIG.

    El trabajo inicial se basa en la creación y edición de capas temáticas que formarán el SIG. Esta labor se basa tanto en la creación de mapas, y la investigación y depuración de información a cargar. Paralelamente se debe hacer la investigación y elección de una plataforma y arquitectura del servidor Web y el servidor de mapas de acuerdo a las restricciones características del servidor Web a usar.

    El importante valor agregado e impacto del producto es la sinergia producida especialmente por el tercer módulo que integra los dos primeros módulos.

  3. ARQUITECTURA DEL PROYECTO
    1. PLANIFICACIÓN
  4. PLÁN DE TRABAJO

El objetivo de esta planificación de trabajo es dar una estructura de acción para el desarrollo del proyecto. Se busca trabajar dentro de los márgenes de tiempo esperados con un proyecto completo, funcional, acabado, acotado, suficientemente atractivo y de utilidad real para la institución. El proyecto al estar cercano a Investigación y Desarrollo (I+D) de Tecnologías de Información es conveniente tomar especial cuidado al planificar un trabajo sin saber lo complejo o sencillo que resulta un trabajar en un terreno poco definido.

Los módulos de trabajo son los siguientes:

  • Portal Web Institucional, con la información relevante a esta Secretaría y las estadísticas que se elaboran. Este módulo se expone con más detalle en la sección 2.4.2. El portal será el nido para el tercer módulo;
  • Sistema de Información Geográfico en ArcView. Este módulo abarca la creación y desarrollo de capas temáticas con información sobre inversión pública e infraestructura social. Recopilar, depurar e integrar la información para crear representaciones temáticas. Este módulo se expone con más detalle en la sección 2.4.3.
  • Interfaz Web para el SIG. Este módulo abarca la investigación y desarrollo de tecnologías de información para crear una interfaz que permita visualizar las capas temáticas (shapes; capas formato ArcView) a través del portal Web institucional. Se debe acondicionar un servidor de mapas e integrarlos al servidor Web y su portal Web. Este módulo se expone con más detalle en la sección 2.4.4.

El inicial trabajo será determinar el tipo de conexión del host por las restricciones al desarrollo que pueda imponer, luego de esto se puede dar inicio al desarrollo de los módulos.

La elección del software y componentes para desarrollar la solución se debe hacer de manera meticulosa por lo comprometido que quedan los componentes por el trabajo futuro de la interrelación.

Se debe hacer de manera paralela e indistintamente la creación del SIG y el Portal Web. Siendo lo relacionado a la interfaz Web para el SIG lo de mayor complejidad debido a lo especializado y técnico del tema, junto a las restricciones naturales de los componentes a usar en el desarrollo de la solución.

El desarrollo del SIG en ArcView (tómese como SIG tradicional sin interfaz Web) demanda un esfuerzo en aprendizaje para alcanzar un dominio de las tecnologías aplicadas a los SIG. Se debe conocer el amiente SIG de ArcView para construir un producto que satisfaga las necesidades del proyecto.

El trabajo relacionado a la creación del portal Web es de menor complejidad en un terreno más conocido sin presentar mayores riesgos. Por esto es posible hacer una proyección de tiempo más definida para el producto final.

  1. PORTAL WEB INSTITUCIONAL
  2. El trabajo consta la creación del Portal Web en toda su génesis. Se inicia con la búsqueda de alternativas de host que ofrece el mercado. El costo operacional del proyecto no considera una conexión de IP fijo que permita montar un host propio. Este aspecto tiene importantes repercusiones de carácter restrictivo al enlazar una arquitectura definida por el host externo a contratar. Sus repercusiones toman forma en precios, plataforma, capacidades, desempeño, software disponible, etcétera. Las herramientas disponibles se evalúan según sus características técnicas y las características del producto generado. Esta evaluación debe verificar una correcta integración del producto generado con el Host externo a contratar.

    Hoy en día el software ArcView es la plataforma de desarrollo de Sistemas de Información Geográfico más usada en el mundo, el proyecto se enmarca en los standart archivos shapes de Esri. El presente proyecto debe desarrollar habilidades para poder crear un SIG en ArcView capaz de plasmar un escenario de inversiones e infraestructura social.

    Toda la creación de capas temáticas se hará manualmente durante el proyecto, se debe cuidar la metodología de desarrollo en ArcView siendo esta muy laboriosa por la cantidad de detalles que son necesarios de integrar.

    Este formato shape, el más conocido y aceptado dentro del mundo SIG nos permite crear y editar las capas georeferenciadas para luego añadir información que hacen referencia a un espacio geográfico, se establece una relación del objeto (punto, línea o polígono) a una coordenada específica UTM según el Datum correspondiente. La información cargada en su mayoría será previamente obtenida desde el BIP, Gasto Social, o en general la información de SSTT en formato digital o papel existente que se añade por medio de las herramientas de diseño de ArcView.

    Para crear la información de Inversión Pública (principal grupo temático del SIG) es necesario dominar y comprender el proceso de inversiones públicas según metodología del Sistema Nacional de Inversiones (SNI) para lograr una comunicación clara y fluida entre desarrollador, BIP, Analistas de proyectos y Jefe de Estudios e Inversiones.

    Para alcanzar los conocimientos se realizan reuniones con los profesionales relacionados en la región para determinar los puntos críticos en la toma de decisiones para ofrecer las mayores capacidades del BIP. Los puntos críticos serán definidos según los campos de información que contiene el BIP y cuales estadísticas son viables de obtener y plasmar en el SIG.

  3. SIG, CAPAS TEMÁTICAS Y ARCVIEW
  4. INTERFAZ WEB PARA EL SIG

La interfaz web es el componente elemental del proyecto, la investigación y desarrollo de una arquitectura que permita a través de Internet visualizar capas temáticas del SIG es una tarea que contiene riesgos si queremos hacer una estimación de horas hombre y esfuerzos en el desarrollo de la solución.

Existe una amplia variedad de servidores web de mapas temáticos shape. Para analizar alternativas son importantes las limitantes técnicas del proyecto sobre tipo de conexión, servidor y sistema operativo del sistema en general. Seria poco natural instalar componentes FrontPage a un servidor Apache sobre Red Hat.

Definido los puntos de interés podemos realizar una evaluación para una elección con sustento técnico a las exigencias y limitaciones.

La arquitectura planteada como solución para servir mapas en Internet es responsabilidad del Servidor de Mapas que logra una integrada comunicación con el Servidor Web para en conjunto trabajo poder entregar por el protocolo Http la imagen e información del shape correspondiente en el browser del usuario final.

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Figura 2.1: Arquitectura planteada SIG Web

Una capa temática contiene objetos (línea, polígono o punto) que fueron insertos en una ubicación determinada con un conjunto de información asociada. La arquitectura web tiene dos tareas fundamentales:

  • Visualizar en el Browser imágenes correspondientes a los shapes.
  • Permitir la selección de objetos georeferenciados por parte del usuarios y obtener la información desde la base de datos geográfica, y desplegarla en el web.
  1. OTROS ANTECEDENTES AL PLAN DE TRABAJO

El proyecto tiene un cronograma de actividades de veinte meses iniciado en abril del año 2003 para finalizar en noviembre del 2004, según contratos entre SSTT y GORE. Se estima poder completar el proyecto en 17 meses dejando un lapso de tiempo para una holgada marcha blanca, modificaciones y creación de manuales de instalación y uso. El proyecto por lo tanto fue concluido en agosto del 2004.

La construcción y posterior mantención del "SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA CON INTERFAZ WEB DE INVERSIÓN PUBLICA REGIONAL" es un sistema que demanda un compromiso persistente en el tiempo que no se detiene en un producto terminado. El portal y el SIG desde hoy forma parte de las operaciones normales de la institución. Durante los posteriores años debe continuar el refinamiento y crecimiento de las capas temáticas presentadas.

    1. ASPECTOS GENERALES
  1. ANÁLISIS DEL PROBLEMA

El proyecto inserto en Investigación y Desarrollo (I+D) de las TIC contiene sus debilidades y riesgos. Para controlar estos riesgos inherentes al proyecto importante es hacer un análisis de la estructura que forma la solución y prevenir riesgos para lograr un éxito en los objetivos planteados.

El trabajo se estructura y acota para controlar los avances parciales del proyecto. Para enfrentar el proyecto básicamente enfocamos con el clásico "Divide y Vencerás"; Entendiendo los componentes y sus interrelaciones podemos entender las áreas de desarrollo más vulnerables. Los componentes y módulos identificados dan estructura y enfoque a cada una de las secciones del presente libro.

Se quiere un sistema de información integrado que permita la visualización de capas temáticas con referenciadas geográficas formato shape por medio de una interfaz Web (requerimientos fueron expuestos anteriormente).

El trabajo se divide en tres principales módulos con una cooperativa dependencia y/o independencia según se muestra el la figura 3.1. La estructura de trabajo y desarrollo del proyecto contiene los siguientes módulos de trabajo.

  • Portal Web Institucional SSTT
  • Sistema de Información Geográfico en ArcView
  • Interfaz Web para integrar el Sistema de Información Geográfico al Portal Web

Los dos primeros módulos trabajan de manera independiente, y estos serán a su ves insumos del tercer y más importante módulo responsable de la integración de los dos anteriores, permitiendo la exposición de las capas temáticas shapes al SIG Web, creando la sinergia del proyecto.

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Figura 3.1: Módulos del proyecto.

Antes de continuar el análisis de cada módulo se debe exponer algunos puntos a considerar.

  1. DESCRIPCIÓN DEL CLIENTE Y USUARIOS FINALES

El cliente responsable de la solución y único actor financiero del proyecto es SSTT. Esta Secretaría Ministerial tiene como coordinador encargado del proyecto al Jefe de Estudios de la región, profesional encargado de supervisar los requerimientos, avances y logros del proyecto.

El sistema interactúa con varios grupos de usuarios finales, debido a su interfaz Web que puede ser accedida por todas las personas con acceso a Internet sin límite alguno. Sin embargo los interesados en conocer más a fondo la información disponible son ciertos grupos de personas. Para efectos de análisis son agrupados según interés en detalles de información y conocimientos técnico profesionales. Los principales grupos identificados son:

  • Analistas de Proyectos de SSTT.
  • Estudiantes.
  • Políticos y Concejales.
  • Ciudadanía regional, dirigentes vecinales, comunales.
  • Turistas cibernéticos.

Estos grupos son descritos con más detalle en las siguientes secciones.

  1. ANALISTAS DE PROYECTOS DE SSTT
  2. Si a información se refiere, el grupo más minucioso es el de profesionales de SSTT. Los profesionales trabajan en diseñar y aplicar políticas, planes comunales, y programas de desarrollo regional. Proponen y evalúan metas de inversión pública. Buscan armonizar y coordinar las diferentes Iniciativas de Inversión del sector público orientado a posibilitar la igualdad de oportunidades e inversión entre los distintos sectores.

    Para cumplir sus compromisos laborales es necesario contar con una herramienta que ayude a comprender el gran torrente de información de inversión pública. Se necesita un sistema capaz de informar de manera precisa la inversión clasificada por procesos presupuestarios, sectores públicos y/o coberturas regionales.

    Este grupo de usuarios es el más importante de los atendidos por el proyecto. El SIG y su interfaz Web nace principalmente de la necesidad de ofrecer una solución al carente apoyo de información de estos usuarios.

    Al solucionar el problema a estos usuarios se aprecia la facilidad de extender la solución a otros usuarios a un bajo costo de desarrollo. Los otros usuarios atendidos se exponen a continuación.

    Carreras relacionadas al área social e ingeniería le es útil la información disponible en el SIG y su interfaz Web para el desarrollo de sus investigaciones, trabajos o tesis. Los estudiantes como agentes externos al sector público y político pueden jugar un importante rol como evaluadores del impacto de inversión en las distintas comunas. Las mediciones empíricas de variables de inversión pública, infraestructura social, más los conocimientos específicos de cada área profesional pueden entregar valores útiles a la estructura política en cuestión. El segmento de los futuros profesionales del área podrán entender y evaluar las repercusiones que tiene la inversión pública en la sociedad y posteriormente obtener sus conclusiones.

  3. ESTUDIANTES

    Los principales fondos de inversión pública en la región son los Sectoriales (Ministerios de Gobierno de los distintos sectores) y el Fondo Nacional de Desarrollo Regional (FNDR). La primera fuente tiene como responsable los departamentos de inversión de cada Ministerio y a los jefes de los SSPP. El FNDR es administrado por la directiva del Gobierno Regional GORE Sprinfield.

    Intendente, Concejales y/o Políticos en general se encargan de discutir y dirigir la inversión del FNDR con la autonomía y procedimientos que tiene el Gobierno Regional. Políticos tienen el compromiso de informarse sobre el actual y pasado escenario de inversión, para esto necesitan herramientas de apoyo a la comprensión de información de inversión en su magnitud según distribución demográfica y ubicación geográfica en la región, para poder tomar decisiones apropiadas a la comunidad. Estos actores buscan la justa priorización de las Iniciativas de Inversión del FNDR según la mayor rentabilidad social e interés político estratégico.

  4. POLÍTICOS Y CONCEJALES

    La ciudadanía en general y particularmente al Gobierno le interesa hacer del proceso de inversión pública lo más transparente posible, con un fácil acceso a todos, y las tecnologías Web ofrecen un buen medio de difusión masiva.

    La comunidad en general carece de un conocimiento sobre magnitud, localización, distribución e impacto real de la inversión, tanto en términos globales como en la interpretación monetario percápita de inversión. A estas inquietudes el proyecto ofrece una solución y propone una difusión de inversión pública enfocado también a la ciudadanía y dirigentes vecinales.

    Dirigentes de todo tipo, de distintas localidades, de todos los sectores interesados podrán comprender e investigar la inversión pública con el único requerimiento de acceso a Internet.

  5. CIUDADANÍA Y DIRIGENTES VECINALES
  6. TURISTAS CIBERNÉTICOS

Grupo de usuarios infaltables en el web, el visitante pasajero que navega sin fin alguno y solo por curiosidad y fortuna a llegado al Web Institucional. Este segmento de clientes no tiene mayores consideraciones a evaluar por ser personas transitorias que no tienen un interés en la información ofrecida.

  1. Mapas geográficos en formato digital existen en diversos formatos. Podrían ser clasificados en georeferenciados o no georeferenciados si los objetos presentados obedecen una escala y coordenadas (UTM). También se tiene una clasificación de dos formatos básicos de cartografía digital, los raster y vectoriales.

    Se puede considerar los no referenciados geográficamente como imágenes en cualquier formatos conocido (gif, bmp, jpg, etcétera), también existen coberturas más avanzadas como shape y archivos *.dwg de AutoCad sin necesidad de tener una referencia geográfica. Ver Anexo-2, sección sobre formatos raster y vectoriales.

    Los formatos de mapas referenciados a una coordenada UTM más conocidos son: los formatos de ArcInfo, ArcView, AutoCAD, Intergraph, MapInfo, MicroStation. El proyecto trabaja con el formato shape de ArcView de Esri.

    El proyecto trabaja con capas temáticas en formato raster a distintas escalas para dar el soporte referencial a las dos principales visualizaciones de escala local (calles de la ciudad) y comunal-regional, con una escala 1:250.000 para las visualizaciones de todas las comunas bajo una vista regional, en esta vista se observan las distintas localidades regionales y la infraestructura social. Una exigencia mayor se tiene al visualizar las arterias viales de las dos ciudades de la región, Ciudad-X e Ciudad-Y. En este caso una escala 1:5.000 permite observar la infraestructura social pública de Educación y Salud situando los objetos de estudio en un espacio para cada ciudad en su calle correspondiente. Ejemplo son escuelas, liceos, universidades, hospitales, policlínicos y postas rurales.

    Técnicamente no es correcto visualizar simultáneamente capas temáticas con distinta escala, la superposición provocaría un desfase y la resultante confusión de las ubicaciones geográficas. Para gestionar la visualización se ocultan/habilitan bajo ciertos rangos de escala definido según la magnitud de la escala actual de trabajo.

    La creación inicial de capas temática es trabajada con AutoCad debido a la facilidad de fijar escalas y las georeferencias (mucho más simple que ArcView). Las capas *.dwg de AutoCad se convierten al formato shape de ArcView para continuar su proceso de edición, estas capas iniciales dan el marco geográficos a trabajar. Con los marcos geográficos establecidos se continúa el proceso de edición y carga de la información correspondiente. El proceso la creación y edición de los shapes se explica más adelante en la sección "CREACIÓN DEL SIG", sección 4.2.

  2. CAPAS TEMÁTICAS Y SUS ESCALAS
    1. INFORMACIÓN DE INVERSIÓN PÚBLICA REGIONAL
  3. INFORMACIÓN EXPUESTA EN EL SIG

La búsqueda de información guiada por el Jefe de Estudios de SSTT y apoyada por profesionales de SSTT. Como clientes y usuarios quienes de mejor manera conocen las necesidades de información de los usuarios y el Sistema Nacional de Inversiones, son los actores apropiados para determinar la información necesaria y viable de obtener para dar respuestas a todos los grupos de usuarios. Determinar el tipo de información y forma de exposición en el SIG Web es la piedra angular de éxito del proyecto.

La principal fuente de información es el Banco Integrado de Proyectos, ubicada físicamente en Santiago en servidores Adexus. Esta Base de Datos da forma al Sistema Nacional de Inversiones siendo los actores involucrados todas las Municipalidades, Empresas Públicas, Servicios Públicos, Gobiernos Regionales que quieran solicitar fondos de inversión pública. En el proceso Mideplan-SSTT tiene una importante participación al realizar la evaluación técnica y económica de los proyectos determinando cuales tienen una mayor rentabilidad social, aprobando o rechazando las Iniciativas de Inversión.

El BIP dispone un volumen de información mucho mayor que el de interés de los normales usuarios. Se presenta principalmente en fichas descriptivas de manera extendida para cada Iniciativa llamada Ficha EBI solicitada por el código único BIP.

La arquitectura disponible para entregar información genera el principal problema, el BIP no ofrece algún tipo de agrupación accesible al usuario común. La obtención de una estadística o subtotal se obtiene trabajando el lenguaje SQL desde un módulo específico de trabajo y con los permisos apropiados. Esta labor de carácter técnico informática no es fácil de usar entre los profesionales de la SSTT. En caso que los analistas inviertan tiempo y esfuerzo es posible la duplicación horas hombre en el desarrollo una consulta particular cuando varios son quienes necesitan la misma información.

Para obtener datos monetarios de inversión se trabaja el campo "gasto_anno_m$" desde el BIP. El valor de este campo se encuentra en miles de pesos en moneda corriente de cada proceso presupuestario, aplicar directamente algún tipo de sumatorias o comparaciones no sería un dato absolutamente fidedigno, la extracción de estos datos deben ser procesados por un proceso inflacionario de acuerdo a los factores de corrección monetaria.

La base de información de este proyecto inflactará los valores a moneda de diciembre del 2003 (definida moneda de trabajo para el SIG). Se deben hacer las agrupaciones necesarias para dar soporte a las decisiones de los profesionales y según esto crear las tablas que serán incluidas en las futuras coberturas del SIG.

La información se presenta de acuerdo a las siguientes agrupaciones:

  • Anual 1997 al 2003, y su total
  • Comunas de la región
  • Fuentes de financiamiento Sectorial y Fndr
  • Agrupaciones según cobertura, comunal, provincial y regional.
  1. INFORMACIÓN INFRAESTRUCTURA SOCIAL DE EDUCACIÓN Y SALUD

En las capas temáticas de infraestructura social se indagó información desde fuentes oficiales de información (Seremi de Educación y Seremi de Salud).

Para la capa infraestructura educacional regional se creo un listado de los establecimientos con los siguientes campos:

  • Nombre del Establecimiento; char(30)
  • Tipo Establecimiento: jardín infantil, básica, media, etc; char(2)
  • Tipo de enseñanza: internado, técnica, humanista, etc; char(2)
  • Dirección: char(25)
  • Teléfono; integer
  • Código RBD, código único de identificación del establecimiento determinado por Mineduc; integer.

Para la capa Infraestructura Regional de Servicios de Salud Pública se creó un listado de los establecimientos según tipología: hospital, consultorio o posta. Los campos en la capa de salud son los siguientes:

  • Nombre del Establecimiento; char(20)
  • Tipo de establecimiento; char(10)
  • Cantidad de empleados; integer
  • Dirección; char(25)
  • Teléfono; integer
  1. INFORMACIÓN SOCIOCULTURAL DE LA REGIÓN

Para las coberturas temáticas Socioculturales se trabaja información extraída desde el Censo 2002. Esta información contiene datos para cada comuna:

  • Cantidad de habitantes; integer
  • Cantidad de Alfabetización; integer
  • Cantidad de hogares con baño y agua potable; integer
  • Cantidad de hombres y mujeres; integer

Para profundizar la información socioeconómica de la población en la ciudad también se dispone de información de las unidades vecinales con sus índices de pobreza y carencias según la encuestas CAS-II. Esta información es útil para comprender los sectores vulnerables de cada ciudad. Cargada la información al shape correspondiente se puede hacer una identificación de los lugares que más atención e inversión necesitan por parte de los servicios públicos. Además permite evaluar los campos de acción y efecto de las políticas públicas.

Esta capa sirve de apoyo a los distintos sectores públicos cuando se diseñan actividades y radios de acción, punto importante a resolver de una manera más empírica ofreciendo un apoyo consistente a la toma de decisiones.

Partes: 1, 2

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