Integración de Cartoteca Virtuales como herramienta de apoyo en la investigación histórica y social

En la actualidad, la casi totalidad de las cartotecas que se encuentran en la Web son colecciones de imágenes provenientes de la digitalización de mapas originalmente en soporte papel. Ese tipo de archivos gráficos proporcionan al investigador la posibilidad de acceder a la información cartográfica histórica y visualizarla, con un grado de calidad que depende de la calidad del proceso de digitalización y de las limitaciones impuestas por el propietario de los mismos.

En la mayoría de los casos, el acceso a estas cartotecas sólo sirve para una primera aproximación y no es posible utilizar esos mapas para un trabajo científico debido a las escasas herramientas disponibles para medir, comparar, analizar y/o combinar estos recursos con otro tipo de cartografía. Por ello, el establecimiento de las Cartotecas Virtuales como herramienta de apoyo a los proyectos históricos en los que se involucra a un gran número de investigadores nacionales e internacionales, supone un avance hacia la patente necesidad de los historiadores y documentalistas de poder acceder de manera remota a toda la información existente y que pueda ser ubicable a través de un único sitio que facilite su consulta.

Esto facilita el acceso a recursos restringidos, o la consulta de otros mapas ubicados en las diferentes cartotecas del mundo. Pero indirectamente se está facilitando también el trabajo de las entidades encargadas de salvaguardar estos fondos: optimizando los recursos humanos, impidiendo apropiaciones indebidas, y evitando la manipulación directa de aquellos fondos que se encuentren en un estado de conservación delicado.

Las Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE) son ya un referente metodológico y tecnológico para la publicación del patrimonio cartográfico [1]. La utilización de los estándares y recomendaciones puestos en marcha por el Open Geospatial Consortium (OGC) [2] permiten acceder a la información geográfica con un nivel de detalle limitado sólo por la calidad del documento escaneado y de la información asociada que publique cada institución proveedora. Además, si los documentos están georreferenciados podrán utilizarse herramientas métricas para conocer distancias y superficies reales entre otras características.

De esta forma, una interesante posibilidad de los servidores de mapas acorde con la especificación Web Map Service [3] y aplicada a la cartografía histórica es la de crear una plataforma que permita el acceso a distintos archivos y fondos históricos de forma distribuida, brindando las herramientas adecuadas para su estudio y opciones para su relación con el mundo real antiguo o actual.

1. Proyectos de investigación histórica

El desarrollo e integración de cartotecas virtuales se ha considerado en el contexto de dos proyectos de investigación de gran repercusión nacional e internacional. En ambos se identificó la clara necesidad de contar con acceso distribuido a los diversos fondos cartográficos como soporte a la investigación en dos temáticas diferenciadas. En el primero de ellos, Solo Madrid es Corte, se comparten fondos de carácter histórico, y el segundo, DynCoopNet, componentes de aspecto social. En ambos casos, se relacionan con fuentes histórico-cartográficas.

1.1 El estudio de Madrid y su Corte
El proyecto “Solo Madrid es Corte: La Construcción de la Corte de la Monarquía Católica” [4] constituye una red de investigación que coordina el Instituto Universitario “La Corte en Europa” de la Universidad Autónoma de Madrid, y se compone por un conjunto de investigadores universitarios procedentes de cinco Universidades madrileñas y del Instituto de Historia del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas).

Desde la Corte, los monarcas europeos articulaban políticamente sus reinos, y llevaron a cabo un proceso de transformación de valores y modo de vida que asimilaron los grupos dominantes en Europa. La Monarquía Hispana se configuró como tal en el siglo XVII, y la Corte de Madrid fue el centro donde se tomaban las decisiones políticas que afectaron a un gran imperio económico. Sin embargo, resulta necesario conocer las transformaciones institucionales y culturales que experimento la Corte en el cambio institucional de la Monarquía Católica en el Siglo de las Luces y la descomposición que paulatinamente fue produciéndose en el sistema cortesano, lo que se reflejó en el arte, la música y la literatura de la época, anunciando su definitiva destrucción a principios del siglo XIX.

Así, el objetivo principal de este proyecto plantea el estudio de la transformación que experimento la ciudad y su entorno desde que la Corte se asentó en Madrid, las adquisiciones de propiedades y construcciones, el estudio de la composición, organización y ordenanzas de las casas reales, de los consejos, etc. Por eso, el desarrollo de una “Cartoteca Virtual de la Corte de Madrid” [5] como herramienta de consulta y apoyo a la investigación, se ha considerado muy necesaria desde su redacción.

Esta red de investigación aspira a convertirse en un centro de referencia obligada en el campo de las Humanidades. De hecho, su portal temático aspira a ser una instancia de consulta obligada a todos los investigadores que trabajen sobre la Corte o sobre la Monarquía Hispana desde la Edad Media al siglo XIX. Desde el mismo, se ofrece materiales originales vinculadas a través de una base de datos construida a partir de las actividades investigadoras de los distintos archivos europeos durante las últimas décadas

1.2 La evolución del comercio en la Primera Edad Global
La comunidad “DynCoopNet” (Dynamic Complexity of Cooperation-Based Self-Organizing Networks in the First Global Age) [6] está coordinada por el CSIC, y se enriquece de la labor de diversos profesores e investigadores asociados provenientes de 15 universidades internacionales.

Este Proyecto Colaborativo de Investigación (CRP) auspiciado por la European Science Foundation [7], estudia mediante una convergencia de métodos inusuales en la historia de las ciencias sociales, la evolución de la auto-organización de las redes comerciales mundiales existentes durante lo que se conoce como Primera Edad Global (1400-1800). Con este fin se ha realizado el estudio de un conjunto de funciones de análisis de datos espacio-temporales que permitan el reconocimiento de patrones o comportamientos a lo largo del tiempo de los datos históricos, deducir realidades pasadas no contempladas hasta el momento, y que pongan de manifiesto los mecanismos de cooperación que permitieron establecer y mantener a larga distancia las redes de comercio.

El proyecto aporta nuevos conocimientos teóricos de la dinámica de sistemas complejos mediante la utilización de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) como motor de integración de datos, alimentados por bases de datos distribuidas proveniente de extensas colecciones de información existente y de otras herramientas de gestión y visualización temporal. Todas ellas necesitan de una Cartoteca Virtual basada en estándares abiertos que permita a los investigadores acceder de forma organizada y fácil a esa ingente cantidad de datos e información que abarca la Primera Edad Global. (Figura 1 [8]).

Figura 1. Cartoteca Virtual de la Primera Edad Global

2. Diseño e implementación de una Cartoteca Virtual

Para conseguir la integración de las cartotecas, se ha puesto a disposición de cada proyecto de investigación un espacio virtual que cuenta con servidores Web y de publicación de datos geográficos y espaciales, con un conjunto de herramientas necesarias para la puesta en marcha de un servidor de mapas basado en servicios OGC. Igualmente, se ha diseñado un cliente web específico que permita el acceso al motor de búsqueda del repositorio de cartografía antigua, sincronizado con un navegador geográfico que permita realizar las operaciones de navegación y consulta geográfica. El software utilizado como plataforma ha sido en todos los casos de código abierto.

2.1 El repositorio de datos histórico
El acceso a toda la información documental se ha resuelto con ayuda del repositorio de datos histórico-cartográficos DIGMAP. Este portal es el resultado de un proyecto europeo del programa eContentplus [9] recientemente finalizado (noviembre de 2008), y en el que ha participado activamente la Universidad Politécnica de Madrid. El propósito de DIGMAP es convertirse en la principal referencia internacional para mapas antiguos y bibliografía relacionada. Para ello, tiene previsto publicar la tecnología y el conjunto de servicios desarrollados como software libre bajo la licencia GNU General Public License. Este proyecto propone el desarrollo de soluciones para bibliotecas digitales, especialmente focalizadas en materiales cartográficos que promocionen su herencia cultural y científica [10].

Así, este ambicioso proyecto permite en la actualidad acceder de forma distribuida y a través de Internet a los miles de fondos históricos-cartográficos de las bibliotecas nacionales y colecciones de todo el mundo. Esta posibilidad es sin duda de gran utilidad para la creación de Cartotecas Virtuales relacionadas con un interés específico, ya que permite el acceso masivo a una cantidad ingente de información cartográfica relacionada con la temática de cada proyecto, independientemente de donde se encuentre almacenada.

El principal servicio es una biblioteca digital especializada, reutilizando metadatos de bibliotecas nacionales europeas, con servicios de búsqueda y acceso a contenidos. Se reutilizan también metadatos de otras fuentes, así como descripciones y referencias a otros recursos externos relevantes [11] [12].

Pero el valor añadido que tiene el portal DIGMAP como motor de acceso para el desarrollo de las Cartotecas Virtuales, está en que una gran cantidad de sus fondos ya han sido previamente georreferenciados (Figura 2).

Figura 2. Referenciación geográfica de contenidos históricos en DIGMAP [13]

Sin embargo, las herramientas de navegación geográfica que acompañan al motor de búsqueda son excesivamente simples y no siguen unos criterios de usabilidad adecuados [14], por lo que se ha seguido una adaptación de las Cartotecas Virtuales al marco de referencia de las IDE. De esta forma, los resultados se presentan sobre un servidor de mapas acorde con los servicios habituales del OGC, gestionando la información cartográfica a partir de capas independientes y facilitando de esta manera la investigación documental. (Figura 3).

Figura 3. Sincronización de resultados de la búsqueda textual con el WMS

2.2 MapServer como servidor de mapas
Identificadas las restricciones que presenta el repositorio de datos, se ha considerado el servidor de datos geográficos MapServer [15] como la opción más adecuada para la gestión y publicación de la información cartográfica e histórica a partir de capas generadas automáticamente y que son el resultado de las diversas búsquedas realizadas por los historiadores o de otros servicios OpenGIS® Web Map Service Interface Standard (WMS) que permitan el acceso a otros repositorios históricos.

MapServer es una plataforma para la publicación de datos espaciales y otras aplicaciones geográficas a través de la Web. Está implementado en el lenguaje de programación ANSI C/C++ por lo que puede ser ejecutada, configurada y personalizada en multitud de sistemas operativos. Dispone de librerías externas que permiten su extensibilidad y soporta multitud de formatos vectoriales y raster. Esta característica resulta fundamental a la hora de acceder, extraer y servir los datos de diferentes repositorios de datos históricos, como los descritos en el proyecto DIGMAP.

La flexibilidad de uso y configuración dinámica que ofrece mediante el intercambio de parámetros a través de los métodos GET o POST [16], consigue configurar dinámicamente las variables adecuadas según las necesidades concretas de un usuario particular, en un instante dado. Se solventa así la limitación de generar mapas utilizando un fichero estático de configuración, el cual no permite su modificación por usuarios externos al sistema. Debido a la naturaleza de desarrollo de los componentes del repositorio DIGMAP y en los que el intercambio de mensajes se hace a través de esta técnica, MapServer se perfila como un candidato apropiado para la interacción con los contenidos históricos de las cartotecas y futuras colecciones que se quieran integrar.

De este modo, mediante consultas parametrizadas vía URL se extrae por un lado la información geográfica ubicada en los repositorios de documentación histórica, generando como resultado un fichero raster, y por otro, información para su posterior georreferenciación en un fichero de texto. La información generada es accesible desde una URL temporal, que apunta a un directorio público del servidor Web en el que se ejecuta el servidor MapServer como aplicación CGI (Common Gateway Interface). De este modo, se tiene disponible la imagen y la información necesaria para su georreferenciación.

El siguiente paso por tanto es visualizar la información y ofrecer a los historiadores las herramientas necesarias para que puedan interactuar con los recursos identificados.

2.3 Cliente web de consulta
Para que sea posible interactuar con los recursos consultados, es necesario contar con una interfaz de consulta y de explotación que se ajuste al propósito de una Cartoteca Virtual. Teniendo en cuenta que actualmente hay una gran oferta de frameworks robustos y de alto desempeño que hacen las veces de clientes Web ligeros, se decidió utilizar estas interfaces y no desarrollar una nueva desde cero, puesto que la mayoría cumplen con los requisitos mínimos necesarios para brindar a los historiadores las herramientas necesarias para que puedan interactuar con la cartografía antigua encontrada. Entre los criterios de selección deseables hay que destacar: la licencia de uso, el lenguaje de desarrollo y personalización, el lenguaje que utiliza la API o interfaz de aplicación, los servicios OGC que soporta, la dependencia del servidor de mapas, la inclusión de componentes de metadatos, la interoperabilidad y usabilidad de sus herramientas, y quizás lo más relevante, que el framework sea de código abierto para su fácil personalización a las necesidades específicas.

Después de analizar las diferentes opciones disponibles se determinó que el marco de visualización que mejor se ajusta a las necesidades específicas de las cartotecas es p.mapper [17]. Un cliente web ligero que ofrece una amplia funcionalidad y múltiples opciones con el fin de facilitar la configuración e instalación de aplicaciones basadas en MapServer y PHP/MapScript. p.mapper trabaja junto con MapServer bajo el modelo cliente-servidor de múltiples capas, el cual resulta adecuado para la visualización de datos geoespaciales, y para su manipulación a través de herramientas básicas de navegación y consulta. Se caracteriza por utilizar la licencia GNU General Public License la cual garantiza poder modificar la aplicación y redistribuirla sin restricciones respecto a las modificaciones de su código fuente [18]. Por otro lado, cuenta con una arquitectura modular que facilita el desarrollo e incorporación de nuevas funcionalidades o la modificación de las existentes según se requiera.

Como cliente ligero, p.mapper aprovecha los últimos avances en las tecnologías Web como AJAX [19], permitiendo que los datos viajen del cliente al servidor y retornen resultados de manera asíncrona, actualizando la información al cliente sin necesidad de recargar la página web. Esta funcionalidad se aprovecha para conseguir una interacción más natural e intuitiva con la cartografía antigua. Además, soporta varios sistemas gestores de bases de datos relacionales, y contiene librerías de JavaScript que facilitan la tarea del programador a la hora de modificar sus funcionalidades. Maneja el formato ligero para intercambio de datos JSON [20], que minimiza el ancho de banda consumido en las comunicaciones cliente-servidor, con el consiguiente incremento de velocidad de respuesta.

Los resultados y el desempeño obtenidos hasta el momento son fiables y las pruebas realizadas indican que este framework ha sido una elección acertada, sobre todo a la hora de desarrollar nuevas herramientas específicas para la cartografía antigua y la integración con el repositorio de datos DIGMAP.

3. Conclusiones y próximos avances

Las Cartotecas Virtuales son herramientas de gran interés para aquellos proyectos de investigación históricos y sociales que precisen el acceso especializado a fondos distribuidos de cartografía antigua. El éxito y la sostenibilidad de estas herramientas vendrán influenciados en gran medida por el diseño de las mismas, que deberá llevarse a cabo de acuerdo con los criterios de interoperabilidad de la publicación de información geográfica que promulgan las IDE.

Son a la vez un ejemplo de como las Tecnologías de la Información Geográfica pueden ser útiles para la labor profesional e investigadora de los profesionales de la historia y las ciencias sociales en general; contribuyendo notablemente a la diseminación de la Historia de la Cartografía y del Patrimonio Cartográfico en los entornos académicos más especializados. Además, facilitan la labor de aquellas bibliotecas y archivos encargados de salvaguardar los fondos cartográficos.

Se contempla la mejora de las Cartotecas Virtuales con nuevas aportaciones tecnológicas que potencien su uso, de acuerdo con las necesidades de sus usuarios. Para ello, se plantea necesario abordar los siguientes aspectos:

(i) Línea de Tiempo. La incorporación de una herramienta de navegación temporal que se sincronice con las búsquedas textuales sobre el catálogo y el navegador geográfico. (Figura 4)

Figura 4. Prototipo de herramienta de tiempo para el Patrimonio Cartográfico [21]

(ii) Incorporación de componentes semántico, espacial y temporal. Estos componentes complementan la labor investigadora que se pretende facilitar con esta herramienta. Así, la presentación de todas ellas de forma coordinada, supondrá un adelanto considerable en el tratamiento inicial de la información y llevará a un cambio sustancial en los hábitos de búsqueda a los que están acostumbrados los historiadores y documentalistas.

(iii) Calidad de la cartografía. No es extraño encontrar que entre los proveedores de la información haya colecciones que no cuentan todavía con sus fondos georreferenciados o que disponen de descripciones literales muy pobres. Sin embargo, conviene destacar que esta cartoteca es susceptible de incorporar automáticamente las mejoras que sobre los contenidos se vayan realizando en el futuro, así como de los nuevos catálogos o colecciones que se vayan añadiendo.

Agradecimientos. Esta investigación ha sido parcialmente financiada por el Plan Nacional de I+D del Ministerio de Ciencia e Innovación, en colaboración con el programa EUROCORES de la European Science Foundation; así como por el programa de actividades de I+D de la Comunidad de Madrid.

Referencias

[1] Fernández-Wyttenbach, A., Álvarez, M., Bernabé-Poveda, M., Borbinha, J.: Digital Map Libraries Services in the Spatial Data Infrastructure (SDI) Framework: The Digmap Project. In: 23rd International Conference in Cartography. International Cartographic Association, Moscow (2007)

[2] Open Geospatial Consortium, http://www.opengeospatial.org

[3] OpenGIS Web Map Server Implementation Specification. Version: 1.3.0. OGC 06-042, http://www.opengeospatial.org

[4] Proyecto “Solo Madrid es Corte: La Construcción de la Corte de la Monarquía Católica”, http://www.iulce.es

[5] Cartoteca Virtual de la Corte de Madrid, http://www.iulce.es/publicaciones.aspx?id=16&p=105

[6] DynCoopNet: Dynamic Complexity of Cooperation-Based Self-Organizing Networks in the First Global Age, http://dyncoopnet.wikispaces.com

[7] European Science Foundation, http://www.esf.org

[8] Cartoteca Virtual de la Primera Edad Global, http://www.dyncoopnet.eu/cartoteca

[9] DIGMAP: Discovering our Past World with Digitised Maps (Programme eContentplus – Project: ECP-2005-CULT-038042), http://www.digmap.eu

[10] Borbinha, J., Pedrosa, G., Gil, J., Martins, B., Freire, N., Dobreva, M., Fernández-Wyttenbach, A.: Digital Libraries and Digitised Maps: An Early Overview of the DIGMAP Project. In: Goh, D.H.L., Cao, T.H., Sølvberg, I., Rasmussen, E. (eds.) Asian Digital Libraries: Looking Back 10 Years and Forging New Frontiers. LNCS, vol. 4822, pp. 383–386. Springer (2007)

[11] Pedrosa, G., Luzio, J., Manguinhas, H., Martins, B., Borbinha, J.: DIGMAP: A Digital Library Reusing Metadata of Old Maps and Enriching It with Geographic Information. In: Christensen-Dalsgaard, B., Castelli, D., Ammitzboll Jurik, B., Lippincott, J. (eds.) Research and Advanced Technology for Digital Libraries. LNCS, vol. 5173, pp. 434–435. Springer (2008)

[12] Martins, B., Manguinhas, H., Borbinha, J., Siabato, W.: A geo-temporal information extraction service for processing descriptive metadata in digital libraries. In: e-Perimetron. International Web Journal on Sciences and Technologies Affined to History Of Cartography, vol. 4, no. 1, pp. 25–37. Thessalonica (2009)

[13] Martins, B., Silva, M., Freitas, S., Alfonso, A.: Handling Locations in Search Engine Queries. In: 3rd Workshop on Geographic Information Retrieval(2006)

[14] Fernández-Wyttenbach, A., Moya-Honduvilla, J., Álvarez, M., Bernabé-Poveda, M.: First approaches to the usability of Digital Map Libraries. In: e-Perimetron: International Web Journal on Sciences and Technologies Affined to History Of Cartography, vol. 3, no. 2, pp. 63–76. Thessalonica (2009)

[15] MapServer, http://www.mapserver.org

[16] Fielding, R. et al.: Hypertext Transfer Protocol. The Internet Society (1999)

[17] P.mapper, http://www.pmapper.net

[18] GNU General Public License v.2, http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html

[19] W3C Working Draft, XMLHttpRequest. W3C (2009)

[20] JSON : JavaScript Object Notation, http://www.json.org

[21] The SIMILE© Project, http://simile.mit.edu