Lectura2 Towards a New Methodology for Web GIS Development.en.es

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Revista internacional de ingeniería y aplicaciones de software (IJSEA), Vol.7, No.4, julio de 2016
TPREMIOS AnorteEW METROETODOLOGÍA PARA SIG WEB
DESARROLLO
fanón ananda1, Prof. David Kuria2y el Dr. Moisés Ngigi3
1Departamento
de Ingeniería Geomática y Sistemas de Información Geoespacial, Jomo
Universidad Kenyatta de Agricultura y Tecnología, Nairobi, Kenia
2Instituto
de Geomática, SIG y Teledetección (IGGReS), Universidad Dedan Kimathi,
Nyeri, Kenia
3Instituto
de Geomática, SIG y Teledetección (IGGReS), Universidad Dedan Kimathi,
Nyeri, Kenia
RESUMEN
Ha habido una creciente necesidad de información geoespacial que se entrega a través de
tecnologías de Internet. Esta amplia categoría de sistemas se conoce como Sistemas de
Información Geográfica Web (SIG Web). Estos sistemas exhiben características comunes tanto a
los sistemas autónomos como a los basados en la web, lo que hace necesario aplicar una
metodología híbrida durante su desarrollo. Este documento propone una metodología para
desarrollar SIG web que se denomina Metodología de desarrollo de SIG web modelo Y (YWDM)
que ha sido adaptada de metodologías de desarrollo de software existentes y aplicada al
contexto del desarrollo de SIG web. El documento describe en detalle las fases de la
metodología. Su viabilidad como metodología ha sido probada a través de su uso en la
implementación del portal Emuhaya Web GIS.
kPALABRAS CLAVE
Sistemas de Información Geográfica, Desarrollo Web, Metodología, Requerimientos Web, SIG Web
1. INTRODUCCIÓN
Ha habido un aumento significativo en el uso de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en la última década
[1]. GIS se refiere a un poderoso conjunto de herramientas informáticas que se utilizan para recopilar, almacenar,
manipular, analizar y mostrar información espacialmente referenciada. Los SIG son notablemente útiles en la
planificación, el análisis de datos y la toma de decisiones. [2] identifica SIG como “una aplicación informática capaz
de crear, almacenar, manipular, visualizar y analizar información geográfica”. Un SIG se compone de los siguientes
componentes principales; Personas que son los usuarios del sistema; aplicaciones que comprenden los procesos y
programas; datos e información; el software y hardware GIS central [3]. Alternativamente, los componentes de un
SIG también se pueden examinar usando
DOI: 10.5121/ijsea.2016.7405
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la perspectiva de 3 niveles; Un componente para recopilar datos geográficos en el SIG, ya sea de fuentes de
teledetección, estudios de campo, mapas impresos y digitales; un componente de base de datos que
permite el almacenamiento y la manipulación de datos espaciales y, finalmente, un componente de
presentación que reúne temas o capas de datos para una serie de operaciones analíticas espaciales [4]. El
resultado final de las operaciones de análisis en un SIG se difunde de varias formas, pero la más común es
en forma de mapas.
La dependencia cada vez mayor de Internet y de las tecnologías de la World Wide Web ha llevado al desarrollo de aplicaciones web conocidas como Web GIS. Esencialmente son una extensión de los SIG
convencionales para ofrecer diferentes servicios de análisis y visualización de información geográfica en la Web [5]. Estos sistemas exhiben características diferentes de los sistemas convencionales, como
tecnologías que cambian rápidamente, mayor énfasis en la interfaz de usuario y plazos cortos para la entrega inicial [6]. Por lo tanto, es importante examinar el proceso de desarrollo de dichos sistemas
para garantizar que abarque las características del procesamiento de información geográfica mientras esté disponible en la Web. Además, el desarrollo de estos sistemas requiere un enfoque
multidisciplinario ya que manejan información en muchos formatos (audio, video, texto, gráficos). Múltiples disciplinas como HCI, diseño gráfico y redes juegan un papel importante en el desarrollo de
sistemas web [7]. El componente central de cualquier SIG basado en la web es la tecnología de mapeo y visualización. La rápida evolución de las tecnologías de mapeo web ha dado como resultado una
serie de beneficios/ventajas; provisión de mapas e imágenes enriquecidos, mayor escalabilidad, servicios de mapas mejorados diseñados para la web, tiempos de aprendizaje reducidos para usuarios no
técnicos y gestión de datos mejorada. La mayoría de las soluciones de mapeo web aprovechan los enfoques híbridos raster/vector. Los datos vectoriales consisten en 3 primitivas; líneas, puntos y
polígonos, mientras que los datos raster consisten en imágenes raster como imágenes aéreas e imágenes satelitales [8]. El componente central de cualquier SIG basado en la web es la tecnología de
mapeo y visualización. La rápida evolución de las tecnologías de mapeo web ha dado como resultado una serie de beneficios/ventajas; provisión de mapas e imágenes enriquecidos, mayor escalabilidad,
servicios de mapas mejorados diseñados para la web, tiempos de aprendizaje reducidos para usuarios no técnicos y gestión de datos mejorada. La mayoría de las soluciones de mapeo web aprovechan los
enfoques híbridos raster/vector. Los datos vectoriales consisten en 3 primitivas; líneas, puntos y polígonos, mientras que los datos raster consisten en imágenes raster como imágenes aéreas e imágenes
satelitales [8]. El componente central de cualquier SIG basado en la web es la tecnología de mapeo y visualización. La rápida evolución de las tecnologías de mapeo web ha dado como resultado una serie
de beneficios/ventajas; provisión de mapas e imágenes enriquecidos, mayor escalabilidad, servicios de mapas mejorados diseñados para la web, tiempos de aprendizaje reducidos para usuarios no
técnicos y gestión de datos mejorada. La mayoría de las soluciones de mapeo web aprovechan los enfoques híbridos raster/vector. Los datos vectoriales consisten en 3 primitivas; líneas, puntos y
polígonos, mientras que los datos raster consisten en imágenes raster como imágenes aéreas e imágenes satelitales [8]. servicios de mapas mejorados diseñados para la web, tiempos de aprendizaje
reducidos para usuarios no técnicos y gestión de datos mejorada. La mayoría de las soluciones de mapeo web aprovechan los enfoques híbridos raster/vector. Los datos vectoriales consisten en 3
primitivas; líneas, puntos y polígonos, mientras que los datos raster consisten en imágenes raster como imágenes aéreas e imágenes satelitales [8]. servicios de mapas mejorados diseñados para la web, tiempos de aprendizaje reducidos para u
A pesar de las diferencias entre los sistemas web y las aplicaciones de software convencionales, existen
bastantes similitudes que incluyen; necesidad de metodologías, necesidad de obtención de requisitos,
implica programación, pruebas y mantenimiento. En consecuencia, es importante aplicar herramientas y
metodologías formales para respaldar el rápido desarrollo de sistemas web que satisfagan las cambiantes
necesidades comerciales. Los rápidos cambios en las tecnologías y sistemas web han resultado en el
surgimiento de la ingeniería web como disciplina. La ingeniería web es la aplicación de enfoques
sistemáticos, disciplinados y cuantificables para el desarrollo, operación y mantenimiento de aplicaciones
basadas en web [7]. El surgimiento de esta disciplina sirvió como remedio para los enfoques de desarrollo
caóticos y ad hoc observados en aplicaciones web anteriores. Además, había una presión cada vez mayor
sobre los desarrolladores para crear aplicaciones de alta calidad en intervalos cortos con pocas
metodologías formales de desarrollo web para elegir como medio de soporte [9]. Este documento se centra
en las herramientas y metodologías para apoyar el rápido desarrollo de aplicaciones Web SIG.
El documento está estructurado de la siguiente manera; La siguiente sección presenta la declaración del
problema seguida de una revisión de las metodologías existentes para sistemas convencionales, web, SIG y
Web SIG. La siguiente sección presenta el enfoque utilizado para crear la metodología híbrida y los detalles
del YWDM híbrido. La última sección contiene una evaluación de la metodología propuesta utilizando un
marco común y concluye con algunas observaciones sobre el uso y adopción de la metodología.
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1.1.Enunciado del problema
A pesar de haber existido durante más de dos décadas, las metodologías de desarrollo de sistemas han
evolucionado continuamente para adaptarse a tecnologías y técnicas de desarrollo cambiantes. Los SIG web
son sistemas emergentes que han avanzado recientemente para permitir que tanto los datos geoespaciales
como el software se accedan y apliquen de forma remota a través de Internet y tecnologías web, a diferencia
de los SIG convencionales. Durante un desarrollo reciente de un SIG web para la gestión de información
sobre recursos culturales y naturales, los investigadores encontraron una brecha en el discurso académico
sobre las metodologías de desarrollo de SIG web disponibles. Faltaba un marco genérico que pudiera
adoptarse para la mayoría de los proyectos de desarrollo de SIG web a pesar del alcance del proyecto y las
capacidades del equipo. La mayoría de las metodologías documentadas disponibles son poco prácticas para
el desarrollador novato que trabaja en proyectos de tamaño pequeño a mediano, que representan la
mayoría debido a sus pasos técnicos complejos que no son fáciles de entender si no tiene experiencia en
ingeniería de software. Esto ha brindado a los investigadores la oportunidad de iniciar un diálogo sobre una
metodología GIS Web genérica investigando, identificando, aplicando y documentando las actividades de
desarrollo necesarias aplicables a todos esos proyectos.
1.2.Justificación
La visión de SIG distribuido ha avanzado rápidamente en el pasado reciente y existe una necesidad cada vez
mayor de una metodología genérica para el desarrollo de SIG web. Otro avance en la tecnología ha sido la
implementación de estos sistemas en plataformas basadas en la nube, lo que complica aún más su proceso/
necesidades de desarrollo. Por otro lado, los dispositivos móviles inteligentes con mayor funcionalidad
también se han vuelto omnipresentes y ahora estamos presenciando que los SIG web están migrando a
estas plataformas, lo que también plantea desafíos adicionales en las metodologías de desarrollo actuales.
Por lo tanto, es importante que los estudiosos de las metodologías de desarrollo de sistemas revisen
críticamente las metodologías disponibles actualmente con el fin de recomendar enfoques refinados que
cumplan con los cambios tecnológicos actuales y los requisitos comerciales.
2. DDESARROLLOMETROETODOLOGÍASREVISUALIZAR
2.1.Metodologías de desarrollo de sistemas convencionales
Una metodología de desarrollo de sistemas se refiere a una colección de procedimientos, técnicas, herramientas y
ayudas de documentación para ayudar a los desarrolladores de sistemas en sus esfuerzos por implementar nuevos
sistemas de información [10]. Una metodología consta de fases claramente definidas para guiar a los
desarrolladores a lo largo del proyecto. Las metodologías son importantes porque estandarizan el proceso de
desarrollo dando como resultado un mejor producto de software. Las metodologías de desarrollo de sistemas han
existido desde principios de los años 70 e inicialmente estaban pensadas para su uso en sistemas centralizados. La
Tabla 1 muestra algunas de las metodologías en el mercado, pero esta no es una lista detallada ya que el objetivo
de este documento no es realizar una revisión exhaustiva de las metodologías de desarrollo, sino brindar una
breve descripción que nos permita conceptualizar la necesidad de la metodología propuesta. más tarde en el
periódico.
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Tabla 1: Metodologías de desarrollo de sistemas convencionales
Metodología
Cascada
modelo
Descripción
Modelo rígido adecuado para proyectos
estables cuyos requisitos rara vez
cambiarán a lo largo de la vida del
proyecto [10].
Fortalezas debilidades
Este es un modelo fácil de usar
que tiene hitos claramente
definidos
que
la
desarrollo
equipo
comprender.
Sin embargo
pueden
la
El modelo asume que los requisitos
del usuario están congelados en el
tiempo y, por lo tanto, no se
adapta a ningún cambio.
Prototipos
Bien adaptado a aplicaciones interactivas. La
Aumentó
participación/retroalimentación del usuario es
mejor
participación de Usuario
la
y
refina
resultado varias versiones del sistema con
requisitos
incorpora
diferentes niveles de funcionalidad [11].
antes en el proceso de desarrollo.
clave para el éxito del proceso. Da como
usuario
cambios
Sin embargo, una limitación clave
es la pérdida de objetivos clave
debido a un análisis insuficiente
por parte de los desarrolladores,
ya que se centran en los objetivos
del prototipo.
Estructurado
Sistemas
Análisis
Diseño
&
Metodología
Adecuado para grandes proyectos. Pone
mucho énfasis en las actividades de
análisis y diseño. Describe reglas y pautas
estrictas durante todo el proceso [12].
Esta metodología proporciona un
enfoque formal y detallado que
garantiza el uso de enfoques de
análisis y diseño exhaustivos para
garantizar que se cumplan todos los
(SSADM)
requisitos del usuario. Como
resultado de su gran enfoque en los
detalles, la metodología consume
mucho tiempo y es costosa.
modelo espiral
Enfoque cíclico impulsado por el riesgo para el
desarrollo de software [13].
Este modelo tiene una gran
cantidad de análisis de riesgo
y, por lo tanto, es adecuado
para proyectos grandes y de
misión crítica. Sin embargo,
la fase de análisis de riesgos
es la más ardua y requiere
experiencia, ya que el éxito del
proyecto se ve muy afectado
por el resultado de esta fase.
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menor tiempo posible de acuerdo con las
Eso alienta
participación y
Rápido
necesidades cambiantes del negocio. Fue
tiempos de desarrollo. Sin embargo,
Aplicaciones
desarrollado en un intento de reducir los largos
solo es adecuado para sistemas que
plazos de desarrollo y al mismo tiempo garantizar
se pueden modularizar. El modelo
la amortización más temprana del producto con
también cuenta con diseñadores
más tiempo de amortización antes de que el
altamente calificados y
cambio en la tecnología haga que el producto
desarrolladores y no es adecuado
quede obsoleto. También enfatiza la alta
para proyectos pequeños ya que es
participación de las partes interesadas [10].
bastante costoso.
Estas se consideran las metodologías de
desarrollo de software más nuevas, ya que
surgieron a mediados de los 90. Han sido
diseñados para abordar el problema de
entregar software de alta calidad a tiempo
bajo requisitos que cambian
constantemente y rápidamente en
entornos empresariales y de TI. Algunos
de los métodos generales que caen en
esta categoría son; Programación extrema
(XP), Scrum, Crystal, Método de desarrollo
de sistemas dinámicos (DSDM), Desarrollo
de software adaptativo (ASD), Desarrollo
basado en funciones (FDD), Desarrollo de
software ajustado (LSD), Modelado ágil
(AM) y Proceso unificado ágil (PUA) [14].
Los tiempos cortos de entrega del
Jaime
Martín
Desarrollo
(RAD)
Ágil
desarrollo
metodologías
Enfatiza la entrega de productos funcionales en el
cliente
acortado
producto y la participación del
cliente son el centro de este
enfoque, lo que lo hace realmente
flexible
servicial
en
y
cambios
evaluando
proyecto
prioridades Es importante
mencionar
que
la
metodología también anima a las
personas
creatividad
políticas
y procedimientos.
sobre
Sin embargo, el proyecto requiere
un proyecto experimentado.
gerente, especialmente cuando se
trata de coordinar grandes
equipos de proyectos, ya que el
producto final puede desviarse de
las expectativas iniciales previstas
Las metodologías de desarrollo de sistemas han ido evolucionando a lo largo de los años para adaptarse a las necesidades
cambiantes de los proyectos de software. Cada metodología tiene fortalezas y debilidades que tienden a hacerla favorable
para tipos específicos de proyectos. De manera similar, con la evolución de la complejidad y las necesidades de las
aplicaciones web, también se han desarrollado nuevas metodologías específicas para los sistemas web. Sin embargo, las
tecnologías y las necesidades de los sistemas web han cambiado rápidamente, lo que ha resultado en el desarrollo y la
documentación de nuevas metodologías específicas para proyectos. Estas nuevas metodologías proporcionan marcos que
se pueden adaptar a futuros proyectos web.
Los SIG web son sistemas que exhiben características tanto SIG como web. Más específicamente, los
SIG web se ocupan del mapeo y la visualización de información geográfica en una plataforma web.
Para proponer una metodología adecuada de desarrollo de SIG web, es necesario analizar las
metodologías ya existentes para el desarrollo web y SIG y su idoneidad para los proyectos modernos
de SIG web.
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2.2.Metodologías de Desarrollo Web
Dado que la mayoría de los sistemas modernos se distribuyen a través de la web, ha habido un aumento en
el número de metodologías propuestas para soportar la complejidad del desarrollo de aplicaciones web
[15]. Estas metodologías tienen diferentes fases con algunas características subyacentes comunes. La Tabla
2 proporciona un resumen de las metodologías comunes de desarrollo web actualmente en uso. Algunos
elementos del marco propuesto por Avison y Fitzgerald [10] se utilizan en la evaluación de las metodologías
enumeradas.
Tabla 2: Metodologías de Desarrollo Web
Metodología
Web
Información
Sistemas
Desarrollo
Metodología
(SIADM)
Visión general
Enfoque moderno para el desarrollo web que
se centra en los aspectos más amplios de los
sistemas de información basados en la web.
Combina técnicas de desarrollo de sitios web y
competencias tradicionales de desarrollo de SI
en el diseño de bases de datos y programas.
Sus principales fases son el análisis
organizacional, el análisis de la información, el
diseño técnico, la HCI y el diseño del trabajo.
No hay arreglo/ordenamiento de las fases. Se
pone el énfasis apropiado en cada uno
durante la vida del proyecto [10].
Fortalezas debilidades
La metodología proporciona un
enfoque multivista para el
desarrollo web. enfoque
en
Organizativo
análisis,
Análisis de información, Diseño
técnico, Computadora humana
interacción y diseño del trabajo. Es
adecuado para todos los alcances del
proyecto. A diferencia de las
metodologías convencionales, no hay
un orden a priori de los cinco
aspectos, sino que cada uno se
enfatiza por separado [10,16].
Internet
Comercio
Desarrollo
Metodología
(ICDM)
Esto está altamente adaptado para la aplicación
de comercio electrónico. El enfoque comercial es
el núcleo de esta metodología. Proporciona una
estrategia de gestión y negocio impulsada por
las necesidades del negocio. Esta metodología ha
sido ampliamente presentada por [17].
La metodología considera el
desarrollo evolutivo de los
sistemas, brinda un enfoque
comercial y estratégico e
incluye una estructura de
gestión además de cubrir los
aspectos de ingeniería de la
aplicación Web. desarrollo.
Sin embargo, la metodología es
bastante compleja y carece
directrices suficientemente flexibles
que tengan en cuenta los factores
específicos de la industria [18].
basado en UML
Web
Ingeniería
(UWE)
Metodología basada en el proceso unificado.
Es un enfoque basado en modelos que
enfatiza el uso de modelos estándar de
análisis y diseño para sistemas web. El
enfoque del proceso está en aplicaciones
adaptativas con usuarios cambiantes.
UWE se adapta continuamente a las
nuevas características de los sistemas
web, como más basados en
transacciones, personalizados,
dependientes del contexto,
aplicaciones asíncronas y
y
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y requisitos tecnológicos [19,20,21].
de manera más general, UWE
evoluciona para incorporar el estado
del arte de las técnicas de ingeniería
de software. Una limitación
importante es que UWE no permite
tratar con todas las partes diferentes
de una aplicación web en términos de
su contenido, hipertexto y niveles de
presentación y sus características
estructurales y de comportamiento
[22].
Web
Modelado
Idioma
(WebML)
Web
Software
Arquitectura
(WebSA)
Esta es una metodología iterativa inspirada
en el modelo espiral de Boehm. Con cada
iteración, se prueba la conformidad de la
nueva versión de la aplicación con los
requisitos nuevos y existentes [19,20].
WebML permite la descripción de alto nivel
de un sitio web bajo distintas dimensiones
ortogonales: su contenido de datos
(modelo estructural), las páginas que lo
componen (modelo de composición), la
topología de enlaces entre páginas (modelo
de navegación), el diseño y los requisitos
gráficos para la representación de páginas
(modelo de presentación) y las funciones de
personalización para la entrega de
contenido uno a uno (modelo de
personalización) [22]
WebSA es un enfoque basado en modelos
web basado en el paradigma Model Driven
Architecture (MDA). Agrupa el modelo de
aplicación Web en tres puntos de vista:
requisitos,
funcional,
y
miradores arquitectónicos. El proceso de
desarrollo basado en MDA establece cuatro
fases del ciclo de vida del desarrollo:
análisis; diseño independiente de la
plataforma; diseño e implementación
específicos de la plataforma [23]
Mucho más fácil de implementar
ya que solo tiene 4 modelos más
adecuados para representar los
requisitos de una aplicación web.
WebML tiene la principal
desventaja de no admitir el uso
de diagramas de casos de uso
que se utilizan principalmente
para visualizar las interacciones
entre el usuario y la aplicación.
Los diagramas de casos de uso
presentaron la
desarrolladores con una manera
fácil de usar para explicar la
aplicación web a los clientes.
La metodología añade una nueva
arquitectura
punto de vista
especificando una vista de
arquitectura lógica y una vista de
arquitectura física. Este punto de
vista se ocupa explícitamente de
cuestiones arquitectónicas. Se
considera como la principal
contribución del enfoque al
desarrollo de aplicaciones web.
Los investigadores y desarrolladores de software están continuamente proponiendo y experimentando con nuevas
metodologías para apoyar el desarrollo de aplicaciones web. La Tabla 3 proporciona solo una descripción general
de algunas metodologías comunes y no un análisis detallado que no es el enfoque de este documento.
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Escalona y Koch [19] brindan un análisis más detallado de las metodologías y prácticas de la ingeniería
web. Otro estudio comparativo de metodologías web fue presentado por Standing [18].
2.3.Metodologías de desarrollo SIG
SIG se refiere a la amplia categoría de aplicaciones informáticas capaces de crear, almacenar, manipular,
visualizar y analizar información geográfica [2]. Al igual que cualquier sistema de información, un SIG se
compone de varios componentes principales identificados por Abbot et. otros[4]; Un componente para
recopilar datos geográficos en el SIG, ya sea de fuentes de sensores remotos, estudios de campo, mapas
impresos y digitales, un componente de base de datos que permite el almacenamiento y la manipulación de
datos espaciales y, finalmente, un componente de presentación que reúne temas o capas de datos para una
número de operaciones analíticas espaciales. Harmon y Anderson [3] proporcionan una visión diferente de
los componentes de un SIG.
El desarrollo de un SIG requiere que el desarrollador adopte un proceso estructurado que garantice que se
satisfagan las necesidades del sistema y del usuario. Estos procesos estructurados son metodologías en el contexto
del desarrollo de software. Las metodologías siguen un proceso de implementación básico que se aplica a todos
los SIG. Pueden diferir en algunos antecedentes técnicos debido a la naturaleza del SIG implementado, pero el
enfoque subyacente se basa en un concepto de desarrollo común. La Tabla 3 proporciona un resumen de algunas
metodologías comunes de desarrollo de SIG.
El enfoque de las metodologías en la Tabla 3 es el SIG empresarial. Según Huxhold et. al.[24], Enterprise GIS
se refiere a un sistema que está diseñado para satisfacer las necesidades de múltiples usuarios. Dicho
sistema se construye alrededor de una base de datos que se puede centralizar o replicar en diferentes
máquinas. Todas las metodologías presentadas se pueden resumir en los siguientes pasos genéricos;
•
•
•
•
•
Diseño conceptual/Evaluación de necesidades/Recopilación de requisitos
Diseño lógico: ¿qué hace el sistema?
Diseño físico: ¿cómo lo harán los sistemas?
Implementación: hacer el trabajo
Gestión continua del sistema: operación y mantenimiento
Tabla 3: Metodologías de desarrollo SIG
Autor
Somers [25]
Visión general
El desarrollo se divide en 5 fases básicas dispuestas en un modelo de cascada con
un bucle de retroalimentación al paso inmediatamente anterior;
•
•
•
•
•
planificación,
análisis,
diseño,
adquisición y desarrollo,
operaciones y mantenimiento
Cada fase se define y desarrolla aún más en pasos sucesivos que comprometen los
circuitos de retroalimentación.
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armon y
anderson [3]
Proponer una metodología más detallada con múltiples pasos sucesivos;
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Evaluación de necesidades/análisis de requisitos
Plan estratégico
Plan de IMPLEMENTACION
Fase de diseño
Fase de implementación
Proyecto piloto
Desarrollo de aplicaciones
Planes de actualización y mantenimiento
Capacitación
Evaluación
La metodología es relativamente sencilla con bucles de retroalimentación y puntos
de decisión mínimos. Sin embargo, algunos pasos son continuos.
Longley [26]
La metodología aborda el desarrollo de SIG como grandes proyectos de TI basados
en componentes. Hay 4 fases principales del ciclo de vida;
tomlinson [27]
•
•
•
Implementación del sistema: ensamblaje de componentes para crear una
•
operación y mantenimiento
Planificación empresarial: análisis y obtención de requisitos.
Adquisición del sistema - compra de componentes del sistema
solución integrada.
Más útil como metodología de planificación con 10 pasos para ayudarlo a
determinar sus necesidades e implementar un sistema para satisfacer esas
necesidades. Los pasos sucesivos son;
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Determinar el propósito estratégico
plan para la planificación
realizar un seminario de tecnología
describir productos de información
definir el alcance del sistema
crear un diseño de datos
elegir un modelo lógico
determinar los requisitos del sistema
análisis de costo-beneficio, migración y riesgo
hacer un plan de implementación
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2.4.Metodologías de desarrollo SIG web
Los SIG web tienen poco más de una década y estos sistemas ganaron una gran popularidad a mediados de
la década de 2000. La tecnología para respaldar estos sistemas ha evolucionado rápidamente. Ahora
estamos presenciando la adopción de herramientas y estándares de código abierto en el desarrollo de estos
sistemas. A diferencia de los sistemas de software convencionales, las metodologías para Web GIS no
existen desde hace mucho tiempo y algunas son específicas de un proyecto. Existe una creciente necesidad
de enfoques estandarizados para el desarrollo de estos sistemas. Pocos autores han publicado algunas
metodologías que se presentan en la Tabla 4.
Tabla 4: Metodologías de desarrollo de SIG web
Metodología
Visión general
Desarrollo
Ciclo
Un enfoque híbrido adaptado del modelo en
cascada y el ciclo de vida de desarrollo de
software clásico (SDLC).
Adecuado para el desarrollador
El desarrollo se divide en 8 fases sucesivas en el
siguiente orden; análisis de requisitos, diseño
conceptual, estudio de hardware y software,
diseño y construcción de bases de datos,
adquisición de hardware y software SIG,
integración de sistemas SIG web, desarrollo de
aplicaciones y uso y mantenimiento de SIG web.
simplificado. Sin embargo, el
SIG web
(Alesheikh
et al.[28])
Fortalezas debilidades
novato, ya que ofrece un
enfoque paso a paso
la metodologia no es
práctico para grandes
proyectos y no pone ningún
énfasis en el usuario
participación y pruebas
que son críticas
componentes durante el
desarrollo de tal
sistemas
SIG rápido
Desarrollo
(Cavaco et.
otros[29])
Basado en la metodología de desarrollo rápido de
aplicaciones. Soporta el rápido
desarrollo de aplicaciones GIS centradas en bases
de datos. Es más un marco de implementación
que una metodología.
El marco deriva su
fuerza de su
principios subyacentes de
interoperabilidad,
minimizando la codificación,
generalización de la edición
gráfica, auditoría y
autenticación. Sin
embargo, el marco no está
claramente definido con
fases y entregables claramente
establecidos. que es
proporciona es un enfoque
generalizado para el desarrollo
de SIG web.
SIG web
Relativo a la navegación
Desarrollo
Técnicas
Este proceso integra modelos de la
metodología Navigational Development
Techniques (NDT) [31] con modelos de la
técnica Semiótica Organizacional [32].
Soporta el rápido
desarrollo de aplicaciones
SIG web. Además durante
los requisitos
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(Escalona y
Consiste en ingeniería de requisitos, diseño
conceptual, diseño de navegación, diseño
abstracto de interfaz y
ingeniería, introduce el
uso de la
otros[30])
implementación. Se basa en definiciones de
definir requerimientos.
(END)
Metodología
Semiótica organizacional para
modelos formales para representar conceptos
geográficos.
Las metodologías de desarrollo de SIG web aún se están desarrollando a medida que aumenta el número de proyectos de
este tipo. Las metodologías aún requieren pruebas adecuadas en una amplia gama de proyectos. Esto no es del todo
posible ya que los proyectos GIS son bastante costosos y es posible que las organizaciones no estén dispuestas a
arriesgarse a adoptar procesos con una formación puramente académica.
2.5.Elección de la Metodología SIG Web
Como se evidencia en la revisión de la literatura, existen muchas metodologías de desarrollo, cada una adecuada
para diferentes ámbitos y dominios de proyectos. Por lo tanto, era necesario que los investigadores adoptaran un
enfoque más formal al decidir qué metodología utilizar. Avison y Fitzgerald [10] proponen una lista de verificación
que los desarrolladores pueden emplear al seleccionar una metodología. La Tabla 5 proporciona esta lista de
criterios de evaluación que se consideraron. La Tabla 6 muestra cómo puntuó cada metodología frente a los
elementos de los criterios.
Tabla 5: Lista de verificación de selección de metodología
Criterios de evaluación
Descripción
Normas
¿Proporciona directrices formales claras para cubrir fases,
tareas y entregables?
Cobertura
¿Cubre todo el proceso de desarrollo?
Diseño
¿Separa el diseño físico y el lógico?
entre etapas
El trabajo debe ser comunicable a otras etapas.
Educable
¿Son comprensibles las técnicas de la metodología?
Diseñando para el cambio
¿Se pueden modificar fácilmente los diseños?
Simplicidad y
¿Es fácil de usar?
comunicación
pragmático
Participación
Fomentado a través de la sencillez y la buena comunicación.
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Tabla 6: Comparación cruzada de metodologías Web GIS
Criterios de evaluación
SIG web
Ciclo de desarrollo
SIG rápido
Desarrollo
SIG web
Relativo a la navegación
Desarrollo
Técnicas
(END)
Metodología
Normas
Cobertura
Diseño
entre etapas
comunicación
Educable
Diseñando para
cambio
Simplicidad y
pragmático
Participación
Vavpotic et. otros[33] sugerir un enfoque más formal para evaluar la idoneidad de las
metodologías que implica examinar la metodología desde 2 dimensiones; idoneidad
técnica y social. La dimensión técnica examina las características técnicas que incluyen;
tamaño del equipo de desarrollo, requisitos de compatibilidad, alcance del proyecto,
duración y tipo. La dimensión social examina las características sociales y culturales del
equipo de desarrollo que incluyen; experiencia, cultura, innovación y ética de equipo.
Estas dos dimensiones se pueden aplicar para decidir formalmente la idoneidad de una
metodología de desarrollo para un proyecto de software. Sin embargo, este enfoque de
evaluación de la metodología no fue aplicable para esta investigación porque todas las
metodologías presentadas carecían de documentación sobre los aspectos sociales.
Después de revisar las metodologías existentes para proyectos web, GIS y Web GIS, los investigadores
tuvieron que elegir entre adoptar, adaptar o construir una metodología adecuada para el proyecto actual. La
Tabla 6 muestra los resultados de la comparación cruzada entre las tres metodologías Web SIG revisadas.
Está claro que existe la necesidad de una metodología híbrida que agregue todos los elementos y enfatice la
comunicación entre etapas mientras que al mismo tiempo sea lo suficientemente simple y pragmática para
un usuario novato. La metodología debe abarcar los enfoques bien probados de las metodologías
convencionales y web, pero al mismo tiempo debe tener en cuenta las actividades de desarrollo únicas
típicas de tales sistemas.
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2.6. Enfoque utilizado para crear una metodología híbrida
A los efectos de la investigación, era necesario utilizar un modelo de mejora de procesos de software (SPI)
para la mejora y evaluación de procesos a fin de proporcionar un enfoque estructurado a la metodología
Web GIS propuesta. Paulk et. Alabama. [34] define unproceso de softwarecomo "un definido como un
conjunto de actividades, métodos, prácticas y transformaciones que las personas utilizan para desarrollar y
mantener el software y los productos asociados". Se utilizó el Capability Maturity Model Integration (CMMI)
desarrollado por Software Engineering Institute (SEI) en Carnegie Mellon University (CMU). El Modelo de
Madurez de la Capacidad (CMM) inicial fue diseñado para guiar las estrategias de mejora de procesos al
examinar la madurez del proceso actual mientras se identifican los problemas críticos para la calidad del
software y la mejora de procesos. Al resolver estos problemas, se puede mejorar el proceso de software en
general, lo que conduce a ganancias duraderas en la capacidad del proceso de software [34,35].
Específicamente, CMMI for Development consiste en las mejores prácticas que abordan el desarrollo de
productos y servicios que cubren todo el ciclo de vida desde la concepción hasta la entrega y el
mantenimiento. En base a esto, se utilizó la representación continua de CMMI-DEV, V1.3 [36] como modelo
de mejora de procesos de software de referencia en el desarrollo de la metodología propuesta. Este modelo
fue elegido principalmente porque ha ganado aceptación internacional entre la comunidad de ingeniería de
software y es un modelo integral de mejora de software que se adhiere a varios estándares internacionales.
3.PROPUESTOMETROETODOLOGÍA
La metodología propuesta discutida en este documento se basa en un enfoque combinado para el
desarrollo web que utiliza tanto la cascada iterativa como el SDLC clásico como métodos básicos de
desarrollo de software. Esta elección está informada por las siguientes razones;
•
•
Los clientes entienden mejor el proyecto porque los enfoques son estructurados y lineales, lo que
requiere que se desarrollen especificaciones completas antes del comienzo.
Ambos enfoques enfatizan la necesidad de una planificación adecuada con objetivos claros establecidos antes del
lanzamiento del proyecto, lo que facilita la estimación precisa de los presupuestos del proyecto.
•
Ambos enfoques ofrecen una ruta de progresión de proyecto definitiva que enfatiza el mantenimiento estricto
•
•
Las iteraciones permiten refinar mejor la solución para satisfacer las necesidades del usuario.
de registros y permite una fácil predicción del producto final.
Ambos son aplicables para proyectos pequeños, medianos y menos complejos.
La metodología se conoce como la metodología de desarrollo Y-Model Web GIS (YWDM). La figura 1
ilustra las principales fases de la metodología. El proceso de desarrollo está organizado en tres
secciones distintas; Desarrollo SIG, desarrollo de aplicaciones Web e Integración y Gestión. La
metodología propuesta aprecia que un proyecto Web GIS produce un producto híbrido que tiene
cualidades tanto de SIG tradicionales como de aplicaciones web y, por lo tanto, es importante fusionar
las mejores prácticas de cada enfoque para lograr un producto sólido. La metodología tiene fases
claramente definidas con entregables al final de cada fase, incluido un circuito de retroalimentación a
las fases anteriores en un intento de introducir flexibilidad para adaptarse a los cambios de requisitos
del usuario. Los detalles de las fases de la metodología se discuten en las siguientes subsecciones;
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3.1.Fase 1
La etapa inicial en el desarrollo de software es la definición del problema que determina el alcance del
problema. Hay dos actividades que ocurren simultáneamente durante esta fase;
i.)
Planificación y definición del problema: es importante expresar el problema que se está resolviendo con
referencia a su relevancia geográfica, ya que el sistema a desarrollar tiene aspectos geoespaciales
específicos que abordar. También es importante desarrollar un plan general para el desarrollo de SIG. Los
planes se pueden expresar a través de informes de viabilidad y diagramas de flujo de trabajo detallados.
ii.) Evaluación y descubrimiento de necesidades: las aplicaciones web son interactivas por naturaleza y es
importante considerar las necesidades del usuario final durante las fases iniciales. ¿Cuáles son las
expectativas de los usuarios del sistema? Esto se puede descubrir a través de encuestas de usuarios
simples y discusiones de grupos focales con los usuarios finales previstos del sistema.
3.2.Fase 2
Esta es la fase de análisis del proyecto. Al mismo tiempo, debe descubrir los requisitos funcionales y no
funcionales del GIS y los componentes web. En esta fase se utilizan varias herramientas dependiendo de la
sección a la que se esté dirigiendo. Los requisitos SIG se pueden descubrir a través de debates y entrevistas.
Los requisitos web también se pueden descubrir a través de entrevistas estructuradas y cuestionarios. Es
importante examinar los procesos comerciales que serán compatibles con el sistema que está entregando
para que pueda personalizar el sistema para abordar estas necesidades. Esta fase da como resultado un
documento de especificación de requisitos que detalla los requisitos geográficos y de usuario del sistema.
3.3.Fase 3
Las aplicaciones web son aplicaciones interactivas. Es importante diseñar los modelos conceptuales y de
navegación de dicho sistema. Un modelo conceptual proporciona una vista instantánea resumida del sistema
general. Nos permite comprender los principales aspectos del sistema. Esto se puede expresar a través de modelos
diagramáticos. Un modelo de navegación web muestra cómo se vinculan entre sí las diferentes páginas web. La
ingeniería web basada en UML nos proporciona la notación adecuada para expresar este modelo. El diseño de la
base de datos para la geodatabase que se utilizará también se lleva a cabo en esta fase. Los modelos relacionales
todavía se pueden usar para expresar entidades dentro del sistema.
3.4.Fase 4
Esta es una fase muy importante para la línea de desarrollo SIG. La recopilación de datos se lleva a cabo en este punto
utilizando una variedad de enfoques, a saber, encuestas de campo, datos satelitales, uso de GPS, mapas de encuestas,
datos de censos, fotografías aéreas y técnicas más amplias de PRA. Luego, los datos recopilados se representan dentro del
esquema de la base de datos diseñado anteriormente. Las páginas web se pueden codificar utilizando un lenguaje de
secuencias de comandos. Varias herramientas de código abierto están disponibles para su uso. Sin embargo, solo se
pueden realizar los prototipos de la página web, ya que la implementación final depende de los datos de la geodatabase.
La mayor parte del trabajo en las páginas web consistirá en representar y analizar los datos geoespaciales en el
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geodatabase. Las pruebas unitarias se realizan en las páginas web para comprobar si hay errores en puntos funcionales
individuales.
Figura 1: Metodología de desarrollo de SIG web modelo Y
3.5.Fase 5 (Fase de Integración y Gestión)
Esta es la fase final y es la más larga. La integración implica interconectar varios componentes del sistema
para que puedan trabajar juntos. Las pruebas de integración también se realizan durante esta fase para
verificar problemas de compatibilidad y rendimiento en general. El sistema tendrá que ser
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optimizado especialmente al servir las capas del mapa. Aquí se realizan diferentes técnicas de optimización,
como la optimización de la caché de teselas, para mejorar los tiempos de rendimiento. La prueba del
sistema es muy importante ya que el sistema se prueba en su entorno operativo final, que puede ser real o
simulado, según el acceso de los desarrolladores. El cambio del entorno de desarrollo al entorno operativo
durante la implementación y la configuración puede exponer el sistema a varios casos de
incompatibilidades. Los usuarios del sistema también tienen la oportunidad de examinar los aspectos de
usabilidad del sistema. Esto se puede hacer a través de pruebas alfa y beta. La clave aquí es tener tantos
usuarios como sea posible participando en el proceso para reducir cualquier posible resistencia al sistema.
El mantenimiento es continuo y se esforzará por adaptarse a cualquier necesidad emergente.
4.METODOLOGIAmiVALUACIÓN
Este artículo adopta el marco propuesto por Avison y Fitzgerald [10] para evaluar la metodología
propuesta. Actualmente es muy difícil comparar o evaluar metodologías ya que hay muchas
opiniones sobre las metodologías ya que hay escritores. Sin embargo, Avison y Fitzgerald [10]
han ideado un marco integral que consta de siete elementos que pueden usarse para evaluar/
comparar metodologías. Estos elementos son;
i.)
ii.)
iii.)
Filosofía - El principio o conjunto de principios que subyace a la metodología. Abarca el
paradigma, el objetivo, el dominio y la meta.
Modelo: ¿qué construcciones utiliza la metodología para modelar el mundo real? Técnicas y
herramientas: ¿qué herramientas y técnicas se proporcionan para apoyar al usuario de la
metodología?
IV.) Alcance - ¿Qué fases del ciclo de desarrollo cubre la metodología? Salida:
v) ¿cuáles son los principales entregables de la metodología y cuándo se
generan?
vi.) Práctica: ¿la metodología tiene antecedentes comerciales o académicos? ¿Quiénes
son los principales usuarios de la metodología y cuál es su competencia técnica
requerida?
vii.) Producto - ¿Qué proporciona la metodología? ¿software? ¿documentación? ¿capacitación?
La siguiente sección presenta detalles de la metodología YWDM en relación con los siete
elementos de Avison y Fitzgerald [10];
Tabla 7: Evaluación de YWDM
Elemento
Filosofía
Descripción
Paradigma- La metodología sigue un paradigma científico que pertenece a los
enfoques objetivistas.
Objetivo: construir aplicaciones geográficas impulsadas por la web. Dominio: es una
metodología de resolución de problemas que se adapta a la resolución de problemas
específicos preidentificados.
Objetivo: organizaciones pequeñas y medianas y adecuadas para aplicaciones
geográficas basadas en web.
Modelo
La metodología se basa en modelos orientados a procesos, datos y objetos para
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Técnicas y
representan diferentes aspectos del sistema.
La metodología proporciona un enfoque estructurado para el desarrollo de sistemas.
No recomienda un conjunto específico de herramientas, ya que las aplicaciones web
instrumentos
se pueden desarrollar utilizando una amplia gama de herramientas y tecnologías. Se
aplican técnicas de gestión de datos, procesos, orientación a objetos y proyectos.
La metodología cubre toda la gama del ciclo de vida del desarrollo de
sistemas. Estas etapas son; factibilidad, análisis, diseño lógico, diseño
físico, programación, pruebas, implementación y mantenimiento.
Alcance
Salidas
Adopta el mismo enfoque que el SDLC clásico mediante la producción de productos de
documentos en cada hito significativo, es decir, informe de viabilidad, especificación de
requisitos, documentos de diseño, informes de prueba, documentación del sistema e
informes de implementación.
Práctica
La metodología tiene un trasfondo académico. Los principales usuarios de la
metodología serían programadores y analistas. Dependiendo del alcance del sistema,
el rol podría ser desempeñado por una sola persona. Actualmente todavía es difícil
justificar/evaluar la base de usuarios.
La metodología es sencilla y está destinada a ser utilizada con un mínimo de
Producto
capacitación o consultas. Los trabajos académicos están disponibles como
documentos de respaldo.
4.1.Contribución única
Cada proyecto Web GIS tiene diferentes objetivos y un conjunto único de problemas y, por lo tanto, la
metodología elegida para el desarrollo aún requerirá adaptarse a las contingencias de cada situación.
La contribución única de la metodología propuesta es que combina el enfoque fácil de usar basado en
hitos del modelo de cascada iterativo con el SDLC clásico, escalable y basado en planes. El bucle
iterativo introducido al final del ciclo elimina la desventaja anterior de rigidez en el modelo de cascada.
Esto facilita el manejo de requisitos cambiantes al permitir que se revisen los pasos completados
anteriormente. En segundo lugar, el enfoque dual de la metodología permite que diferentes equipos
trabajen simultáneamente en los dos aspectos del desarrollo de Web GIS al mismo tiempo y permite
una integración y prueba del sistema antes de la finalización final.
Se espera que la metodología propuesta aquí sirva como un marco útil para las habilidades
aprovechando
técnicas y el pensamiento creativo del desarrollador de SIG web, al mismo tiempo que retiene
la simplicidad deseada tanto por los desarrolladores novatos como por los expertos.
5.CONCLUSIÓN
La metodología Web GIS propuesta es un modelo teórico basado en la investigación académica y la
experiencia de los autores con este tipo de aplicaciones y metodologías de desarrollo existentes. La
metodología es un intento de proporcionar un enfoque estructurado para el desarrollo de SIG Web que
puede adoptarse ampliamente para proyectos de tamaño pequeño y mediano. Su simplicidad y similitud con
los enfoques existentes lo convertirán en el favorito para el desarrollador novato. La metodología se aplicó
al desarrollo del Portal SIG Web Emuhaya. La documentación que se produjo como parte de
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el proyecto no pudo ser presentado en este documento debido a limitaciones de espacio. Se puede
acceder al portal enwww.emuhayawebgis.info. La metodología debe probarse más en una serie de
proyectos para que se pueda recopilar evidencia empírica para demostrar su éxito en ayudar al
desarrollo de aplicaciones Web GIS.
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desarrollar mejores productos y servicios". ,Instituto de Ingeniería de Software,2010.
RECONOCIMIENTO
Agradecemos a todos los colaboradores y miembros del personal del departamento de Ingeniería
Geomática y Sistemas de Información Geoespacial de la Universidad de Agricultura y Tecnología Jomo
Kenyatta, Nairobi, Kenia, por su continuo apoyo durante la duración de este estudio.
sesenta y cinco
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AAUTORES
fanón anandaes estudiante de doctorado en el departamento de Ingeniería Geomática y Sistemas de Información Geoespacial de
la Universidad de Agricultura y Tecnología Jomo Kenyatta, Nairobi, Kenia. Tiene una licenciatura en Tecnologías de la Información,
Maestría en Tecnologías de la Información y sus intereses de investigación se encuentran en los campos de la ingeniería de
software y los Sistemas de Información Geoespacial. Actualmente imparte clases en el departamento de informática de la misma
universidad.
Prof. David Kuriaes el actual Director de Sistemas de Información de Gestión de Tierras en la Comisión Nacional
de Tierras en el Ministerio de Tierras y Planificación Física del gobierno de Kenia. Tiene un doctorado en Ingeniería
Civil (Universidad de Tokio), M. Sc., Fotogrametría y Geoinformática (Universidad de Ciencias Aplicadas de Stuttgart)
y B. Sc. Agrimensura (Universidad de Nairobi).
Dr. Moisés Ngigies profesor titular en el Instituto de Geomática y SIG, Universidad Tecnológica Dedan
Kimathi, Nyeri, Kenia. Tiene un doctorado en Ciencias Geoambientales (Universidad de Tsukuba, Japón), M.
Sc., Fotogrametría y Geoinformática (Universidad de Ciencias Aplicadas de Stuttgart) y B. Sc. Agrimensura
(Universidad de Nairobi).
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