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Nuevos métodos para el procesamiento y análisis de información geográfica, por Romel Vázquez Rodríguez


En este trabajo, ganador del I Concurso Cátedra gvSIG en la categoría de “Tesis doctoral o trabajo de investigación”, se solucionaron los problemas que originaron la investigación, mediante el cumplimiento de su objetivo general: Desarrollar un modelo que permita integrar herramientas de visualización en sistemas de información geográfica para el análisis de grandes volúmenes de datos espacio-temporales, brindando la posibilidad de analizar simultáneamente múltiples variables geo-referenciadas, que pueden representar series temporales.

Se ha creado un modelo que permite integrar herramientas de visualización en sistemas de información geográfica para el análisis de grandes volúmenes de datos espacio-temporales, pudiendo analizar simultáneamente múltiples variables geo-referenciadas y representar series temporales.

Del estudio sistemático de las técnicas de visualización de datos multiparamétricos y su modificación para la integración con sistemas de información geográfica, que permitan el análisis exploratorio de grandes volúmenes de datos, se seleccionaron conjuntos de técnicas de visualización que son adecuadas para esta integración. El estudio de las principales características de algunos de los sistemas de información geográfica más populares permitió hacer una valoración y, finalmente, todas las herramientas desarrolladas fueron implementadas con tecnologías libres, especialmente con gvSIG y Sextante.

El ganador del I Concurso Catedra gvSIG en la categoría de Tesis Doctoral o Trabajo de Investigación, Romel Vázquez Rodriguez, explicando su trabajo. (foto de Rubén Llorens Alonso)

El ganador del I Concurso Catedra gvSIG en la categoría de Tesis Doctoral o Trabajo de Investigación, Romel Vázquez Rodriguez, explicando su trabajo.
(foto de Rubén Llorens Alonso)

Se analizaron las principales ventajas y deficiencias de algunas de las principales herramientas que permiten realizar análisis exploratorio de datos mediante la integración de técnicas de visualización y el uso de mapas y formatos de sistemas de información geográfica. Este estudio posibilito realizar valoraciones sobre elementos novedosos en los que se trabajó, como la manipulación de grandes volúmenes de datos científicos y las interacciones y modificaciones realizadas a las técnicas de visualización seleccionadas para su integración en sistemas de información geográfica. Los formatos de datos científicos seleccionados para la integración con las herramientas de visualización en sistemas de información geográfica fueron “HDF” y “netCDF”.

Asimismo, se desarrolló un modelo que permitió definir las pautas para integrar técnicas de visualización en sistemas de información geográfica facilitando la manipulación e integración de datos geográficos y multiparamétricos. Este modelo se llevó a cabo mediante el desarrollo de herramientas para el análisis exploratorio de datos con baja y alta densidad espacial, incorporando en este último caso la manipulación de formatos de datos científicos.

El análisis exploratorio de datos con baja densidad espacial fue tratado como un caso especial que permite analizar visualmente datos multiparamétricos de manera independiente o coordinada asociados a pocos lugares del espacio. Se obtuvo una herramienta con múltiples técnicas de visualización de datos multiparamétricos que fueron integradas como una extensión de la versión 1.9 de gvSIG.

Mapa1

Modelo digital de elevaciones de la península Ibérica.

Un conjunto de herramientas y algoritmos que permiten la manipulación de los formatos de datos científicos HDF y netCDF en sistemas de información geográfica fueron implementados como una extensión de la biblioteca Sextante, por lo que pueden ser utilizadas en cualquier sistema de información geográfica basado en Java que permita la integración de esta biblioteca. La extensión desarrollada en Sextante es de gran utilidad para la transformación de formatos de datos comunes en los sistemas de información geográfica para formatos de datos científicos y viceversa. Además, algunos de los algoritmos están diseñados para facilitar la creación automática de conjuntos de datos con la estructura necesaria que requiere el módulo de visualización científica de gvSIG. Se demostró el uso de las herramientas desarrolladas mediante un caso de estudio que evidencia su utilidad para crear grandes conjuntos de datos que pueden ser analizados mediante visualizaciones en sistemas de información geográfica.

Quedó comprobada, mediante los casos de estudio mostrados en esta tesis, la viabilidad de la utilización del modelo para la extracción de conocimiento, reconocimiento de patrones, tendencias, anomalías y relaciones entre múltiples variables en diferentes áreas de aplicación, así como la formulación y corroboración de hipótesis.

mapa 2

Patrones recursivos sobre los puntos característicos de la península Ibérica

También, en el trabajo, se aplicó el método de expertos para realizar una validación de las propuestas realizadas en esta tesis. En particular se obtuvo una valoración sobre la contribución de la integración de técnicas de visualización de datos multiparamétricos en sistemas de información geográfica para el análisis exploratorio de grandes volúmenes de datos científicos. Se calculó la competencia de cada uno de los expertos, basado en sus propios criterios sobre conocimientos teóricos sobre este tema y la experiencia acumulada en su vida profesional.

Puedes descargar la tesis (en formato .PDF) pulsando aquí.

ACERCA DE:

Romel Vázquez Rodríguez es Licenciado en Ciencias de la Computación y  tiene un Máster en Ciencias de la Computación. Trabaja como asistente en la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas (UCLV) en Santa Clara (Cuba). Ha publicado diversos artículos científicos de herramientas de visualización para el análisis visual de datos en SIG, así como ha participado en muchos y distintos eventos científicos. Es miembro de la Sociedad de Matemática y Computación de Cuba y de la Sociedad Cubana de Geología.


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Miércoles, 16 de diciembre de 2015 Dejar un comentario Ir a comentarios