Toda actuación sobre el territorio, especialmente aquella que se lleva a cabo desde la ingeniería de caminos, requiere de datos geolocalizados precisos. El Ayuntamiento de Madrid, gracias a la cartografía base oficial, ha sido capaz de representar con fidelidad la realidad de su término municipal, información imprescindible para abordar con éxito cualquier proyecto en la capital.
Productor de esa cartografía oficial desde hace décadas, el consistorio crea hace cinco años la infraestructura geográfica municipal Geoportal y garantiza así, además de la producción, la distribución y descarga gratuitas de estos datos de alto valor que, como tales, cuentan con gran potencial para generar beneficios para la sociedad y la economía.
Explotar al máximo los nuevos sistemas de captación y tratamiento de datos supone todo un reto que requiere continua investigación e innovación, muchas veces bordeando la capacidad tecnológica del mercado. Claro ejemplo de ello es la generación de un gemelo digital sobre el que se puedan lanzar simulaciones y sobre el que trabaja Madrid en su Estrategia de Transformación Digital «Madrid, Capital Digital», proyecto que cuenta con la colaboración de la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid.
1927, un año para la historia
La producción cartográfica moderna a gran escala despega a principios del siglo XX con la combinación de dos inventos que iban a cambiar nuestras vidas: la navegación aérea y la fotografía.
Madrid era testigo de su primer vuelo fotogramétrico en 1927, con Julio Ruiz de Alda a los mandos de la avioneta, y aquel gesto histórico suponía el punto de partida de la producción cartográfica tal y como hoy la conocemos.
El salto de las primeras imágenes en papel al formato digital, de los vuelos con avioneta a las tomas de imágenes satelitales o a la restitución con vuelos bajos, del teodolito a las estaciones totales y escáneres para la generación de nubes de puntos ha sido posible gracias a la incorporación de avances técnicos apoyados en el aumento de la capacidad de los sistemas informáticos para el almacenamiento y procesado de la información. Su distribución hoy es accesible a través de geoportales con protocolos como WMS, WFS o WMTS.
Madrid en 3D
La unidad municipal especializada en SIG, integrada en la Dirección General de Planificación Estratégica, es consciente de que el producto cartográfico más demandado en un futuro próximo no serán los puntos, líneas y polígonos, sino el volumétrico. De él formarán parte los levantamientos topográficos clásicos, las nubes de puntos terrestres o aéreas, los vuelos fotogramétricos a distintas alturas y los modelos basados en metodología BIM.
El equipo de la Subdirección General de Innovación e Información Urbana impulsa el desarrollo y adopción de nuevas tecnologías cartográficas y trabaja de forma estrecha con la Oficina Digital para generar el modelo virtual de la ciudad en 3D como soporte del gemelo digital, así como para promover la utilización de la IA para la producción y tratamiento de los datos cartográficos.
De hecho, en el objetivo estratégico Inteligencia de Ciudad de Madrid, Capital Digital, el Gemelo Digital de la Ciudad es uno de los proyectos destacados para incrementar la inteligencia en la gestión por evidencias. Para cumplir su objetivo de permitir la operación de la ciudad en tiempo real de forma ágil y efectiva, es imprescindible una base de geoinformación tridimensional precisa, detallada y en permanente actualización, base que se constituye como la evolución natural de la cartografía hacia un concepto aglutinador de la información georreferenciada de propósito general cuya actualización se aborda de forma integrada.
Producción cartográfica y gemelo digital
Como base del gemelo digital, la producción cartográfica es una réplica virtual de la ciudad que proporciona una representación tridimensional precisa de edificios, espacios públicos, infraestructuras, etc.
Como resultado del proceso cartográfico, es un producto métrico que permite el análisis geográfico y también individualizado mediante la identificación unívoca de las entidades.
Ese punto de partida del gemelo digital de la ciudad brinda una dualidad que permite optar por una representación tridimensional de la ciudad puramente vectorial derivada de la cartografía o por una representación fotorrealista obtenida por correlación y triangulación a partir de imágenes cenitales y oblicuas.
Una y otra no tienen por qué ser excluyentes. De hecho, ambos productos pueden ser entendidos como complementarios, aprovechando así el potencial que cada uno ofrece, como ya ocurrió en la década de los 90 entre información vectorial y ráster, que, con el tiempo, han mostrado esa complementariedad entre la precisión de la primera y la realidad de la segunda. Es más que probable que los escenarios 3D recorran un camino similar.
La cartografía de Madrid
La base de geoinformación del Ayuntamiento de Madrid comprende la cartografía base, el modelado 3D de las edificaciones, las escenas 3D realistas a partir de imágenes aéreas, ortofotografías, nubes de puntos 3D, modelos digitales de terreno, modelos digitales de superficie y callejero oficial.
La actualización permanente de toda esta información permite visualizar y simular diferentes escenarios y proyectos, muy valiosos en las labores de planificación, desarrollo urbano, emergencias, conservación u otros servicios.
La colaboración público-privada es fundamental para alcanzar ese objetivo y garantizar el nivel de servicios. Gracias a ella, en los últimos cuatro años se ha conseguido la actualización cuatrimestral de la base de geoinformación municipal, un gran reto teniendo en cuenta que la cartografía se venía actualizando una vez cada tres años.
Para la actualización del espacio público, en la que se han combinado de forma eficiente todas las técnicas de captura posibles (topografía clásica, GPS, láser escáner fijo, mapeo móvil), los métodos topográficos han mostrado toda su potencia. Para la del espacio privado, se han preferido métodos fotogramétricos.
Además, se han incorporado como fuente de actualización los vuelos de alta resolución obtenidos desde helicóptero, de 2-3 cm GSD, tanto cenitales y oblicuos como térmicos. La colaboración interadministrativa con la Comunidad de Madrid en el marco del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) permite combinar estos vuelos bajos en 2024, 2026 y 2028 con los de GSD 9 cm de 2023, 2025 y 2027. Es un hito de gran valor, pues se dispone así de un vuelo anual que complementa la actualización de la base de geoinformación.
Retos importantes
Con estas fuentes de captura de datos, se puede dar un paso importante en la mejora de la restitución de las fachadas y en la modelización 3D de los volúmenes. Es un gran avance para la integración GIS y BIM, pues se facilita la relación bidireccional de la base de geoinformación con los modelos BIM de recepción de obras y licencias.
En la actualidad, se ha incorporado la posibilidad de utilizar escaneos en diferentes modalidades fijo y móvil, incluyendo la captura dinámica con dispositivos en mochilas, para mejorar la información de espacios peatonales y de difícil captura.
¿Cómo se dirige la actualización cuatrimestral? A partir de los mapas de cambios urbanos en 2D y 3D, que se obtienen por teledetección y aplicando modelos de IA, apoyándose en las licencias de primera ocupación otorgadas y en las obras de iniciativa pública y privada procedentes del Área de Gobierno de Obras y Equipamientos.
La gestión conjunta de estas y otras fuentes hace posible el análisis integral y la monitorización constante, un detalle básico para que la Administración actúe de manera selectiva en los emplazamientos en los que, con evidencias, se está transformando la ciudad.
Completando la información, cada entidad incorpora como metadato la fecha y el origen de su actualización.
Adicionalmente, la base de geoinformación evoluciona de forma progresiva desde una escala 1:1000 hacia una escala de mayor detalle (1:500 o 1:250).
Geoportal como infraestructura de distribución
Toda esa información respeta los principios de Gobierno Abierto de transparencia y reutilización, pues se publica puntualmente en el Geoportal municipal, infraestructura de distribución del dato geográfico abierta y gratuita.
La Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) de Madrid se ha alzado como solución estándar para la distribución del dato geográfico y eso ha permitido la difusión de la cartografía y el dato georreferenciado, que, pese a las dificultades que conlleva por su complejidad y volumen, son hoy uno de los principales motores de la digitalización de las administraciones públicas.
En el caso de Madrid, siguiendo el esquema IDE (catálogo de metadatos ISO 19115, tecnología de publicación basada en servicios estándar y visualizador web de mapas), Geoportal se ha consolidado como el principal canal de distribución de la información geográfica municipal y como la infraestructura de referencia para el acceso al dato georreferenciado.
En la actualidad cuenta con 800 conjuntos de datos, que suponen la puesta a disposición de la ciudadanía, administraciones y empresas de más de 3.800.000 ficheros , con un volumen de 35 TB, en formatos como tif, cog, shp, ecw, jpg, dwg, las, dxf o geojson.
Junto con las opciones de descarga, la puesta a disposición de la información en formato de servicio de mapas, respetando los estándares del Open Geospatial Consortium (OGC) y de INSPIRE, hace posible que no solo esté disponible para un uso individual. La conexión en línea a los datos para su visualización en otras herramientas o en visualizadores web de mapas y para su uso por otros sistemas para obtener la información geográfica sin necesidad de analizar visualmente un mapa es posible, sí. Como también lo es, utilizando las capacidades de análisis geográfico de los servicios de mapas, conocer si un punto se encuentra dentro de un ámbito geográfico, qué geometrías cruza una línea o qué otras entidades se ven afectadas según el área de influencia de un recinto.
Definir una infraestructura con estas capacidades requiere un complejo sistema de herramientas hardware y software. En el Geoportal de Madrid, se suman en su construcción principalmente 4: servidores de mapas en clúster de información vectorial (Esri Enterprise) y de información ráster (Geoserver), servidor de metadatos (Geoportal Server) y herramienta de búsqueda de direcciones y toponimia basada en el callejero oficial (Geolocalizador).
¿Hacia dónde va Geoportal?
Profundizar en la utilización del dato georreferenciado y en las capacidades de análisis espacial es el principal motivo del planteamiento de las líneas de evolución que pretenden aprovechar las novedades que ofrece la tecnología y los avances en producción de datos, sobre todo en 3D (cartografía tridimensional, fotografía aérea oblicua, nubes de puntos, mapeo móvil).
¿Y cuáles son estas líneas?
En tecnología, utilizar el procesamiento del lenguaje natural a través de un chat conversacional como herramienta de búsqueda de información del Geoportal, explorar las posibilidades de aprendizaje y automatización en la generación de mapas con IA, incorporar el estándar OGC API a todos los servicios que lo permitan, facilitar la distribución de información tridimensional como servicio tanto vectorial como de teselas, mejorar las herramientas de visualización y análisis tridimensional o ampliar el volumen de información adaptada a los estándares INSPIRE y de conjuntos de datos de alto valor (HDV).
Desde un punto de vista organizativo, profundizar en la implantación de una infraestructura que integre la captura del dato georreferenciado y la funcionalidad de análisis geográfico con la automatización robotizada y la gestión inteligente de procesos, incorporar una versión del Geoportal en la intranet municipal que permitirá añadir al catálogo y servidores de mapas información que, no pudiendo ser pública, sí es imprescindible para el funcionamiento de las distintas unidades municipales y federar el catálogo de metadatos con otras administraciones públicas, como la Comunidad o el Instituto Geográfico Nacional.
El Geoportal del Ayuntamiento de Madrid ha aprovechado la existencia de una tecnología madura y de una demanda creciente de información geográfica a todos los niveles para su consolidación, cinco años después de su presentación, como una herramienta fundamental y un servicio esencial para toda la sociedad.
El desarrollo exitoso de esas líneas innovadoras y la percepción de las novedades y alternativas que surjan servirán para seguir avanzando en la plataforma geográfica de servicio público que necesita una ciudad como Madrid.
Vídeos
Tecnología geográfica para un Madrid inteligente: https://youtu.be/muj8oXJRxs0
Nubes de Puntos Plaza Mayor: https://youtu.be/sLcuvOp6tKY?feature=shared
Por Margarita Torres Rodríguez, directora general de Planificación Estratégica, y José María Boyano Sánchez, subdirector general de Innovación e Información Urbana