DIMAG
El principal objetivo del proyecto a largo plazo es el desarrollo del Atlas Marítimo Interactivo Digital de la Historia (DIMAG). Se trata de una herramienta de investigación basada en la web que se implementa como un WebGIS (sistema de geoinformación). Con ayuda de la herramienta, por una parte, se pueden simular conexiones marítimas con una precisión considerable combinando algoritmos de encaminamiento, datos meteorológicos y datos de rendimiento de, entre otros, la reconstrucción 1:1 del tipo Laurons II. Estas rutas calculadas se muestran en WebGIS a través de un mapa georreferenciado (similar a Google Maps), por lo que en la primera fase de financiación el espacio y el tiempo se limitan al Mediterráneo y a la época imperial romana. Por otra parte, los datos de simulación de rutas pueden ser visualizados y enlazados por historiadores o profanos interesados con los datos de investigación georreferenciados, como faros, hallazgos de ánforas, puntos de navegación, materias primas, mercancías o productos almacenados en una base de datos geográfica o en el entorno de la base de datos FuD y recopilados por el área del proyecto «Investigación histórica» para su posterior análisis, con el fin de realizar nuevos estudios sobre la economía romana, la conectividad marítima y, especialmente, el comercio marítimo romano a partir de los datos de investigación y la información de rutas recopilados. Así pues, DIMAG representa una herramienta de investigación exhaustiva que supera claramente en precisión a planteamientos anteriores como ORBIS.
Estructura aproximada de DIMAG como herramienta de investigación
WebGIS
El WebGIS representa el área visible de la herramienta de investigación. Aquí, los usuarios de DIMAG pueden solicitar conexiones marítimas en función del punto de partida y de destino, del buque que se vaya a utilizar y de la hora de inicio del viaje. Si un usuario presenta una solicitud de conexión de ruta, WebGIS pregunta primero a la geodatabase si ya están disponibles las simulaciones de ruta correspondientes, es decir, si ya existen archivos .gpx para esta solicitud. Si están disponibles, se muestran y visualizan inmediatamente para el usuario en la interfaz de WebGIS. Si las rutas aún no se han calculado, WebGIS pasa los parámetros al programa de simulación de rutas, que constituye el backend de la herramienta de investigación. El programa de simulación calcula todas las rutas y luego las transfiere a la geodatabase, que a su vez transfiere la información al WebGIS.
Además de las simulaciones de rutas, los usuarios de la herramienta de investigación seleccionan los datos históricos de la investigación que desean tener visualizados en la interfaz SIG para su posterior análisis a través del WebGIS. En función de la categoría solicitada, los datos se cargan en el SIG desde la base de datos de investigación FuD y se visualizan. Haciendo clic en los puntos de datos o seleccionando la lista que se muestra en paralelo, se puede recuperar más información específica.
El WebGIS se desarrolla utilizando el framework Angular y OpenStreetMaps.
Simulación de ruta
El software de simulación de rutas es un componente esencial de la herramienta DIMAG. En él confluyen los resultados de la recopilación y el análisis de datos, las reconstrucciones y la investigación de antecedentes históricos. El software de simulación se ejecuta en varias instancias para el acceso paralelo de los usuarios en un entorno de servidor y está conectado a la geodatabase y a WebGIS mediante scripts. Las consultas de los usuarios en WebGIS que aún no se han simulado se pasan como parámetros al software de simulación. A continuación, el software calcula todas las rutas disponibles (es decir, todas las variantes de ruta que llegan al destino) basándose en el diagrama polar del tipo de buque seleccionado, los datos meteorológicos de los años 1990-2010 proporcionados por la NOAA -estos son los que más se aproximan a los del punto imperial debido a las condiciones climáticamente similares- y el tiempo de viaje seleccionado, y transfiere los datos guardados como archivo .gpx a la geodatabase.
El núcleo de la simulación de rutas es el programa OpenCPN escrito en C++, que ha sido y está siendo adaptado desde cero. Desarrollado originalmente por navegantes apasionados como cliente de escritorio, el programa se analizó primero en profundidad y se eliminaron todos los componentes innecesarios. El componente más importante incluido es la función de enrutamiento de OpenCPN, que se separó de la interfaz gráfica del programa en el siguiente paso y se adaptó a Linux como programa de línea de comandos. Dado que el software de simulación de rutas de DIMAG se ejecutará en un servidor Linux, este paso era esencial para la automatización prevista de las solicitudes de rutas por parte de los usuarios de DIMAG.
Representación ejemplar de OpenCPN para el cálculo de la ruta con isócronas de la ruta Marsella – Alejandría
El cálculo de las rutas y los tiempos de navegación lo realiza el programa de simulación mediante el uso de las llamadas isócronas. Esto significa que el programa ejecuta desde el punto de partida durante un intervalo de tiempo fijo, por ejemplo durante una hora, todos los rumbos que puede navegar el barco virtual (es decir, en función del diagrama polar del barco y de las condiciones del viento en ese momento). En la siguiente iteración, se calculan de nuevo todos los recorridos posibles a partir de los puntos exteriores alcanzados en el tiempo. Este procedimiento se lleva a cabo hasta que el objetivo se encuentra «dentro» de una isócrona -o el procedimiento se detiene de antemano por falta de viabilidad de la conexión, por ejemplo debido a malas condiciones de viento-.
Mediante este enfoque, por un lado, se obtienen todas las rutas realmente posibles mapeadas en este momento, al mismo tiempo que es necesario un fuerte filtrado de la ruta para evitar conexiones isócronas innecesarias y que consumen mucho tiempo (véase la imagen para una representación ejemplar del cálculo de la ruta). Para la conexión de Marsella a Alejandría, las isócronas que conducen en última instancia a Mallorca, Croacia o Turquía no son ciertamente convenientes.
Las conexiones isócronas que han alcanzado el punto de destino son exportadas por el programa como un archivo .gpx recopilado y transferido a la geodatabase. De este modo, todas las rutas que se pueden navegar durante un periodo de consulta se almacenan juntas y están disponibles. Si otro usuario de DIMAG vuelve a solicitar la misma conexión de rutas para el mismo periodo de consulta, una lógica de consulta dentro del WebGIS reconoce que los datos ya están disponibles en la geodatabase, por lo que ya no es necesario realizar un nuevo cálculo. De este modo, la geodatabase de rutas calculadas de DIMAG se amplía constantemente gracias a las consultas de los usuarios, con lo que se reduce constantemente el tiempo de cálculo y, por tanto, de espera de los usuarios.
Representación ejemplar del proceso isócrono, aquí en la segunda iteración. Sólo los puntos más alejados de la primera iteración o del punto de partida interesan para el cálculo de la ruta. Fuente de la imagen: https://routing.luckgrib.com/intro/isochrones/img/iso second as iso.jpeg
Diseño de bases de datos
DIMAG utiliza dos bases de datos diferentes para el suministro de datos, que se alojan junto con el resto de la arquitectura DIMAG en el mismo entorno de servidores. Cabe distinguir entre la base de datos de investigación FuD, que proporciona principalmente datos georreferenciados de la zona del proyecto de investigación histórica, y una geodatabase, que almacena las simulaciones de rutas.
Base de datos de investigación FuD
La base de datos «Red de Investigación y Sistema de Bases de Datos (FuD)», que existe en la Universidad de Tréveris desde 2004 y está financiada por la Fundación Alemana de Investigación DFG, ofrece un entorno virtual de investigación para las humanidades y las ciencias sociales. El software modular planifica todo el proceso de investigación y facilita el trabajo de investigación en colaboración, independientemente del tiempo y la ubicación. FuD ofrece una amplia gama de herramientas para la recogida, anotación, análisis y preparación de datos hasta su publicación y archivo.
El núcleo de FuD es una base de datos MySQL, a la que se puede acceder a través de La interfaz JSON (Elastic Search Index) se comunica con el WebGIS. En DIMAG, numerosos conjuntos de datos georreferenciados se almacenan y están disponibles en FuD, incluidos puertos, mercancías, productos, datos de ánforas, faros y mucho más.
Para más información sobre FuD, visite: https://fud.uni-trier.de/
Base de datos geográficos
DIMAG almacena las simulaciones de ruta precalculadas y solicitadas en una geodatabase especialmente configurada. Se basa en PostgreSQL. Una interfaz entre la base de datos y WebGIS garantiza que las rutas ya calculadas y almacenadas en la geodatabase no se transfieran de nuevo al software de simulación como una orden, sino que se transfieran directamente de la base de datos a WebGIS.
