Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía

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Charla impartida en la Agrupación Astronómica de Madrid sobre aplicaciones prácticas de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía. Cálculo de efemérides y su representación, análisis de observaciones, arqueoastronomía, ocultaciones por la luna y asteróides, eclipses y meteoros

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Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía

  1. 1. Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Agrupación Astronómica de Madrid Madrid, 15 de febrero de 2011 José Gómez Castaño
  2. 2. IndiceUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Objetivo Qué es una IDE La IDE de España IDEE Servicios de una IDE Componentes de una IDE Uso en Astronomía Ejemplos prácticos
  3. 3. ObjetivoUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Aplicar los Sistemas de Información Geográfica a la Astronomía •Publicando las efemérides en formato vectorial, con la información geográfica almacenada en bases de datos espaciales •Georreferenciando los resultados para poder publicarlos como geoRSS •Utilizando las posibilidades del API de programación de los clientes de visualización, OpenLayers, Google Maps o gvSIG •Publicando las efemérides en forma de capa cartográfica a través de WMS •Creando clientes de los servicios de mapas que hagan uso de estas capas y de los datos georreferenciados
  4. 4. Qué es una IDE Conjunto de tecnologías que incluyen datos y atributos geográficos, junto a servicios que permiten la visualización de esta cartografíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía y su integración con otros sistemas Evolución de los GIS tradicionales Permiten integrar diferentes fuentes geográficas mantenidas por diferentes organismos junto a datos georreferenciados El objetivo es compartir de forma eficaz la Información Geográfica para evitar duplicidades y garantizar el uso de un conjunto de datos geográficos básicos
  5. 5. Qué es una IDE Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  6. 6. La IDE de España – www.idee.es Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  7. 7. La IDE de España – www.idee.es Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  8. 8. Servicios de una IDE WMS (Web Map Service)Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía •Es un estándar que permite visualizar Información Geográfica. •Proporciona una imagen del mundo real para un área solicitada. •La fuente de esta imagen puede ser un fichero de datos de un SIG, de una Base de Datos espacial, un mapa digital, una ortofoto, una imagen de satélite •Está organizada en una o más capas, que pueden mostrarse u ocultarse una a una •Es posible la consulta de información relativos a elementos individuales del mapa •Permite superponer visualmente datos vectoriales, raster, en diferente formato, con distinto Sistema de Referencia y Coordenadas y en distintos servidores, siempre devolviendo al usuario final una imagen rasterizada en un formato ampliamente usado como PNG, JPG o SVG.
  9. 9. Servicios de una IDEUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía WFS (Web Feature Service) •Permite acceder y consultar todos los atributos de un elemento espacial, representado en modo vectorial, con una geometría descrita por un conjunto de coordenadas. •Los datos proporcionados están en formato GML (otro estándar OGC). Un WFS permite no sólo visualizar la información tal y como permite un WMS, sino también consultarla y descargarla libremente.
  10. 10. Servicios de una IDE Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  11. 11. Ejemplo de IDE usando OpenStreetMaps Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  12. 12. Ejemplo usando Google Maps Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  13. 13. Componentes para una IDE Base de Datos EspacialUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Almacena los elementos que se representarán y sus atributos Utiliza un lenguaje específico SFSQL PostgreSQL PostGIS, Oracle Spatial o MySQL
  14. 14. Componentes para una IDE Software para Publicación. Servidor de mapasUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Permite ofrecer los servicios WMS y WFS para visualizar la cartografía GeoServer, MapServer, ArcGISServer
  15. 15. Componentes para una IDE Clientes de la IDE – Clientes pesadosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Permite el tratamiento de los datos geográficos gvSIG, ArcGIS,
  16. 16. Componentes para una IDE Clientes de la IDE – Clientes ligerosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Permite la visualización de los datos geográficos y su cruce con otras fuentes de datos OpenLayers, ExtJS
  17. 17. Componentes para una IDE Elementos espacialesUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Representan vectorialmente los elementos del terreno Puntos Líneas Polígonos Redes Ortoimágenes
  18. 18. Componentes para una IDE Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  19. 19. Proceso de construcción de la información geográfica Levantamiento Topográfico Almacenamiento de datos georreferenciados en BDUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Geoprocesamiento Publicación de los elementos
  20. 20. Proceso de construcción de la información geográfica Imagen LIDAR de los alineamientos de Stonehenge Estas imágenes se forman mediante la reconstrucción del terrenoUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía utilizando un laser y el rebote que produce sobre la superficie
  21. 21. Capas útilesUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Modelo digital del terreno, elevaciones Ortofotografía PNOA Imágenes de satélite Información Geodésica de referencia Mapa Topográfico Nacional ● Vías de Transporte ● Municipios, Provincias, CCAA Específicas (arqueología, meteorología...) Cualquiera que cumpla estándares OGC
  22. 22. Aplicaciones en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Planificación de observaciones Cálculo de efemérides Reducción y análisis de observaciones Arqueoastronomía, Análisis histórico Nueva Cartografía Planetaria
  23. 23. Planificación de ObservacionesUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Selección de lugares óptimos de observación, a partir de capas cartográficas del MTN25 y Google Maps, planificación de rutas, tiempos de llegada
  24. 24. Planificación y análisis de Observaciones – Imágenes de satéliteUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Las imágenes de satélites tomadas en diferentes longitudes de onda, presentan el estado de la atmósfera durante las observaciones Las imágenes se pueden georreferenciar para seleccionar una zona
  25. 25. Planificación y análisis de Observaciones – Imágenes de satélite Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  26. 26. Planificación y análisis de Observaciones – Imágenes de satélite Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  27. 27. Aplicaciones en Astronomía - EjemplosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Análisis de mediciones de Cielo Oscuro Arqueoastronomía Cartografía Planetaria Ocultaciones Eclipses
  28. 28. Cielo OscuroUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Representación geográfica de las medidas ● Generación de cartografía ● Publicación capa cartográfica en IDE Clasificación de las medidas en función de ● Distancia a núcleos urbanos ● Pertenencia a Municipios ● Influencia de la Luna
  29. 29. Cielo Oscuro – Publicación de datos Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  30. 30. Cielo Oscuro – Análisis espacial de datos www.astroide.es/cielooscuro Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  31. 31. Cielo Oscuro – Generación de Cartografía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  32. 32. Cielo Oscuro – Generación de Cartografía Utilizando diferentes capas cartográficas seUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía compone el mapa definitivo añadiendo escala y leyenda
  33. 33. Cielo Oscuro – Análisis SFSQL mediciones por municipio A partir de medicionesUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Georreferenciadas, se hacen consultas a la base de datos, que producen resultados espaciales directamente representables Permite multiples funciones de cálculo de distancias, relaciones espaciales, etc
  34. 34. Cielo Oscuro – Análisis vectorial, determinación del horizonteUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía A partir de una localización, se calcula el horizonte a partir del modelo digital del terreno (modelo de elevaciones)
  35. 35. Cielo Oscuro – Análisis zonas de influenciaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Integración capas generadas con capas espaciales de otras IDEs Municipios de Toledo sobre Imágenes de satélite
  36. 36. Cielo Oscuro – Análisis sobre imágenes de satélite SPOT Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  37. 37. Cielo Oscuro – Análisis sobre Ortoimágnes PNOA Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  38. 38. Cielo Oscuro – Análisis series Globe at Nigth 2006 a 2010 Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  39. 39. La IDE Arqueológica Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  40. 40. La IDE Arqueológica como herramientaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Problemática •La cartografía de los yacimientos está dispersa •Diferentes formatos de almacenamiento de los datos •Dificultad de acceso Solución •Integración de diversas fuentes de mapas de yacimientos arqueológicos en formato digital •Ponerlos a disposición de los investigadores a través de Internet a través de Servicios OGC
  41. 41. La IDE como herramienta en Arqueoastronomía La Astronomía es una herramienta eficaz a la hora de datar hechosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía históricos y la época de construcción de asentamientos Problemática •La cartografía de los yacimientos está dispersa •Dificultad de acceso •Dificultad de cruzar datos astronómicos con información de los yacimientos Solución •Consumir los servicios WMS y WFS mediante un cliente ligero añadir los datos astronómicos en función de la posición geográfica •Utilizar clientes pesados con geoprocesos que añadan la información astronómica •El formato de datos a utilizar será geoRSS
  42. 42. La IDE Arqueológica Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  43. 43. La IDE Arqueológica Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  44. 44. La IDE Arqueológica Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  45. 45. La IDE Arqueológica Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  46. 46. Datos Astronómicos a representarUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Orto Helíaco de las estrellas brillantes y los planetas, para la determinación de coincidencias con las alineaciones presentes en la cartografía Datos de las circunstancias locales en eclipses de sol y luna, para la datación de fenómenos históricos Azimut sobre el horizonte de orto, ocaso y paso por el meridiano del Sol durante los Solsticios y Equinoccios
  47. 47. Orto Helíaco de un astro Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  48. 48. Geometría del Orto Helíaco de un astro Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  49. 49. Efecto de la precesiónUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Variación en la declinación de varias estrellas del 3000 a.c. al 2000 d.c.
  50. 50. Geometría del Orto Helíaco de un astro Efecto de la refracciónUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  51. 51. Orto Helíaco de un astro Salida de las Pleiades del 3000 a.c. hasta el 2000 d.c. para una latitud de 30ºNUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  52. 52. Alineamientos Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  53. 53. Alineamientos en Carnac 4410 AC - 3360 ACAlineamientos Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  54. 54. AlineamientosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Alineamientos en Bighorn Medicine Wheel Wyoming, USA
  55. 55. AlineamientosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Salida del sol en Stonehenge durante el Solsticio de Verano 2500 a.c.
  56. 56. Eclipses Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  57. 57. Efemérides procedentes de Almanaques y propias Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  58. 58. Efemérides Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  59. 59. Aplicación resultante - ejemploUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Para representar las trayectorias en el caso de límites de eclipses de sol, puntos de azimut del orto y ocaso helíacos, paso por el meridiano del sol durante los Solsticios y Equinoccios: •Generación de las líneas como elementos espaciales, en formato vectorial y almacenados en una base de datos espacial •Generación de puntos de azimut vectoriales Para el estudio de ortos helíacos se procede para cada estrella: •Aplicar corrección por movimiento propio de la estrella •Aplicar corrección por Precesión •Determinar la fecha del orto helíaco •Aplicar corrección por refracción •Calcular el azimut del orto
  60. 60. IDE Arqueológica – Casa Montero, minas de Silex del NeolíticoUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  61. 61. IDE Arqueológica – Casa Montero, minas de Silex del NeolíticoUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  62. 62. Aplicación del algoritmo de orto a un yacimientoUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Orto Sirio Meridiano
  63. 63. Usar estándares cartográficos para intercambio Almacenar datos en formato espacialCartografía Planetaria Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  64. 64. Cartografía Planetaria Uso de servidores WMS de cartografía planetaria y satélites (Imágenes Raster)Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  65. 65. Cartografía Planetaria Uso de servidores WMS de cartografía planetaria y satélites (Modelo Elevaciones)Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  66. 66. Uso de datos espacialesCartografía Planetaria Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  67. 67. Cartografía Planetaria Superposición de capas raster y digitales para identificación de elementosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  68. 68. Cartografía Planetaria Superposición de capas raster y digitales para identificación de elementosUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  69. 69. Cartografía Planetaria - pilot.wr.usgs.gov Cliente ligero para visualización planetariaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  70. 70. EclipsesUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Representación geográfica de las efemérides Cálculo de las circunstancias locales Tratamiento de las zonas de visibilidad como elementos espaciales Aplicación a la datación histórica
  71. 71. Eclipses – www.astroide.es Proyección de la trayectoria de la sombra sobre cartografía para delimitar Zonas de visibilidadUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  72. 72. Eclipses – www.astroide.es Cálculo de las circunstancias locales aUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía partir de la posición elegida y los elementos Besselianos, Calculado para cada observador
  73. 73. OcultacionesUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en AstronomíaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía Representación geográfica de las efemérides Ayuda a la planificación de expediciones Tratamiento de zonas de visibilidad como objetos espaciales Mejora en la reducción de observaciones
  74. 74. Ocultaciones por asteroides – www.astroide.es Representación de la trayectoria de la sombra y los límites norte y sur de visibilidad, así como la incertidumbre.Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  75. 75. Ocultaciones Rasantes – www.astroide.es Representación de la trayectoria de una ocultación rasante por la lunaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  76. 76. Ocultaciones por asteroides Para las ocultaciones rasantes por la luna, se debe realizar una corrección de la trayectoria debida a la altitud del lugar, lo que produce un desplazamiento de la líneaUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  77. 77. Ocultaciones por asteroides Comparación de altitudes entre Google Earth y GTOPO30Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  78. 78. Ocultaciones por asteroides Comparación de altitudes entre Google Earth y GTOPO30Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  79. 79. Meteoróides - Análisis en doble estación Uso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía
  80. 80. Direcciones de interésUso de las Infraestructuras de Datos Espaciales en Astronomía jgcasta@gmail.com www.meridi.es www.astroide.es Cielo oscuro ● www.astroide.es/cielooscuro ● www.meridi.es/astro/cielooscuro IDE de España www.idee.es Horizons JPL http://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons Bureau des Longitudes www.bdl.fr USNO www.usno.navy.mil Cartografía Planetaria: www.mapaplanet.org

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