Otra forma de integración de VisCi-SIG es mediante la incorporación a los SIG de formatos de datos científicos. Se han desarrollado intentos de integrar algunos de los formatos de datos científicos más comúnmente utilizados en la visualización científica, -como Common Data
Format (CDF) (Atkinson et al., 1995), Network Common Data Format (NetCDF) (Rew et al.,
1990), Hierarchical Data Format (HDF) (Zhao et al., 2010), y Flexible Image Transport System (FITS) (Hanisch et al., 2001)-, con sistemas de información geográfica, por ejemplo actualmente la suite de ArcGIS permite la manipulación de algunos de estos formatos, como NetCDF y HDF.
CAPÍTULO I 2013
29
HDF
HDF significa Hierarchical Data Format y es desarrollado por el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercómputo (National Center for Supercomputing Applications, NCSA) en la Universidad de Illinois. HDF es una biblioteca y un formato de fichero multiobjeto para la transferencia de datos gráficos y numéricos entre máquinas.
Los principales rasgos que caracterizan los ficheros HDF son:
Es versátil. HDF suporta muchos tipos diferentes de modelos de datos. Cada modelo de dato define un conjunto específico de tipo de dato y provee una API para lectura, escritura y organización de datos y metadatos del tipo correspondiente. Los modelos de datos soportados incluyen arreglos multidimensionales, imágenes de puntos, y tablas. Es auto-descriptivo. Permitiendo una aplicación para interpretar la estructura y
contenidos de un fichero sin ninguna información proveniente del exterior.
Es flexible. Con HDF, se pueden mezclar y asociar objetos relacionados agrupados en un fichero y acceder a ellos como un grupo o como objetos individuales. Los usuarios pueden además crear sus propias estructuras de agrupamiento utilizando un rasgo de HDF llamado vgroups.
Es extensible. Puede acomodar fácilmente nuevos modelos de datos, sin tener en cuenta si fueron adicionados por el equipo de desarrolladores de HDF o por los usuarios de HDF.
Es portable. Los ficheros HDF pueden ser compartidos a través de la mayoría de las plataformas comunes, incluyendo muchas estaciones de trabajo y computadoras de alto desempeño. Un fichero HDF creado en una computadora puede ser leído en un sistema diferente sin modificación alguna.
Es comprimible. Los datos pueden estar compactados permitiendo un ahorro en la capacidad de almacenamiento, sobre todo cuando no se necesita tener cargada toda la información en memoria.
CAPÍTULO I 2013
30
CDF
El Common Data Format (CDF) es un formato de datos auto-descriptivo para el almacenamiento y manipulación de datos escalares y multidimensionales en una forma independiente de la plataforma y el campo de especialidad. A pesar de que CDF tiene su propio formato interno auto-descriptivo, éste consiste en algo más que sólo un formato de datos. CDF es un paquete de administración de datos científicos (conocido como la “Biblioteca CDF") la cual permite a los programadores y desarrolladores de aplicaciones administrar y manipular arreglos de datos escalares, vectoriales y multidimensionales.
El fichero dotCDF (Fichero de datos CDF) contiene un número mágico y dos o más registros internos (RIs) que son utilizados para organizar los contenidos de un CDF. Diferentes tipos de registros internos son utilizados para almacenar información sobre varios aspectos y/u objetos en el CDF.
Todos los ficheros dotCDF contienen un CDF Descriptor Record (CDR) y un Global Descriptor
Record (GDR). Otros registros internos estarán presentes dependiendo de los contenidos del
CDF. El único registro interno en una localización fija en el fichero dotCDF es el CDR. Todos los otros registros internos (incluyendo el GDR) pueden estar presentes en cualquier orden (el cual depende, generalmente, del orden en que fueron creados por la aplicación los contenidos del CDF).
netCDF
The Network Common Data Form o netCDF, es una interfaz a una biblioteca de funciones de
acceso a datos diseñada para el almacenamiento y recuperación de datos en forma de arreglos, donde cada arreglo es una estructura rectangular n-dimensional (conn0,1,2) en la que todos sus elementos son del mismo tipo de dato (ejemplo: caracteres de 8-bit, entero de 32-bit) y un escalar (un solo valor) equivale a un arreglo 0-dimensional.
La biblioteca netCDF implementa un tipo de datos abstracto, por lo que todas las operaciones para acceder y manipular datos en un conjunto de datos de netCDF, deben usar sólo las funciones que provee la interfaz. La representación de los datos está oculta para aplicaciones que
CAPÍTULO I 2013
31 usen la interfaz, así que la forma en la cual estos se encuentran almacenados puede ser cambiada sin afectar los programas existentes. La representación física de los datos de formato netCDF está diseñada para ser independiente de la computadora en que se almacenen.
Los datos son vistos como una colección de objetos portables y auto-descriptibles que pueden ser accedidos a través de una simple interfaz. Se puede acceder directamente a sus valores, sin conocer detalles sobre la forma en que se encuentran almacenados. Las informaciones auxiliares sobre los datos, tales como, las Units que utilizaron, se pueden almacenar conjuntamente con los datos. Las Utilidades Genéricas (Generic Utilities) y los programas de aplicación pueden acceder a conjuntos de datos en netCDF y transformar, combinar, analizar o mostrar campos específicos de los datos. El desarrollo de tales aplicaciones ha dado lugar a una mejor accesibilidad de datos y una mejor reutilización de software para la administración, análisis y visualización de datos orientados a arreglos. La biblioteca netCDF está soportada para varios sistemas operativos UNIX y tiene también disponible un puerto de Microsoft Windows. El programa fue también portado hacia otros sistemas operativos y probado en los mismos, asistidos por usuarios con acceso a esos sistemas, antes de cualquier lanzamiento mayor.
FITS o Flexible Image Transport System
Es el formato de archivo más utilizado comúnmente en el mundo de la astronomía. Es a menudo utilizado para almacenar también datos que no son imágenes, como espectros electromagnéticos, listas de fotones, cubos de datos y muchos más. Un fichero FITS podría contener varias extensiones, y cada una de ellas podría contener datos de un objeto. Por ejemplo, es posible almacenar imágenes de rayos X y también imágenes pertenecientes al infrarrojo en el mismo archivo FITS.
La mayor ventaja de FITS para datos científicos es que la información de las cabeceras es legible en ASCII, de modo que un usuario puede examinar las cabeceras para investigar un archivo de procedencia desconocida. Cada archivo FITS consiste en una o más cabeceras que contienen secuencias de 80 cadenas de caracteres fijos que llevan pares de valores, interpolados entre los bloques de datos. Los pares de valores proveen información (metadatos) como son el tamaño, origen, formato binario de los datos, comentarios, historia de los datos y cualquier otra
CAPÍTULO I 2013
32 información que el creador desee: mientras varias palabras están restringidas para FITS, el estándar permite el uso arbitrario de todas las palabras. FITS está soportado mediante bibliotecas disponibles en los lenguajes más utilizados en el ámbito científico, incluyendo C, FORTRAN, Perl, PDL, Python, e IDL. La Oficina de Soporte de FITS de la NASA/GSFC mantiene una lista de bibliotecas y plataformas que actualmente soportan FITS.