Un componente fundamental de los espacios de datos (aquellos que apoyan la estrategia del Pacto Verde Europeo o más allá) será la gestión de series de datos dinámicos procedentes de muchas fuentes diferentes, como diversos sensores. Para permitir la comunicación interoperable entre dichas series de datos, así como para facilitar su interpretación y (re)utilización, el Open Geospatial Consortium (OGC) desarrolló hace tiempo el estándar API SensorThings. En esta publicación, se presenta el estándar junto con los desarrollos planificados y los resultados iniciales de dos proyectos de Horizonte Europa sobre espacios de datos del Pacto Verde en los que participa el OGC: 'All Data for Green Deal' (AD4GD) y 'Urban Data Space for Green Deal' (USAGE).
El Pacto Verde Europeo y las estrategias de datos digitales
El Pacto Verde Europeo tiene como objetivo impulsar la transición de Europa hacia una economía y una gobernanza sostenibles y eficientes en el uso de los recursos, al tiempo que mejora el bienestar de los ciudadanos. Diversos objetivos contribuirán a la meta principal , entre ellos: transformar la economía y las sociedades; lograr un transporte sostenible para todos; innovar en la industria; limpiar los sistemas energéticos; rehabilitar edificios para promover estilos de vida más sostenibles; trabajar en armonía con la naturaleza para preservar el planeta; e impulsar las acciones climáticas globales. Los objetivos del Pacto Verde Europeo, a su vez, están en consonancia con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas.
Los datos, especialmente los datos dinámicos provenientes de sensores, desempeñan un papel esencial en el seguimiento, análisis y comprensión del estado y la evolución de los sectores antes mencionados, la influencia de las políticas y decisiones propuestas, y al simular y medir la efectividad de nuevas medidas, modelos o condiciones modificadas.
Además, el uso de protocolos abiertos y prácticas de gestión de datos alineadas con los principios FAIR de datos (Facilidad de búsqueda, Accesibilidad, Interoperabilidad y Reutilización) aumenta la eficiencia y apoya mejor la democracia a través de la transparencia y la accesibilidad de los datos.
La digitalización se reconoce como un poderoso apoyo al Pacto Verde Europeo y a los Objetivos de Desarrollo Sostenible, siempre que se siga una estrategia que garantice el uso y la gestión eficientes y optimizados de los datos digitales y las herramientas asociadas. La Estrategia Europea de Datos y las políticas de Espacios Europeos de Datos tienen como objetivo regular, definir y respaldar dicha digitalización para lograr un intercambio y uso de datos justo, consciente y eficiente.
OGC SensorThings API: un modelo abierto para datos de sensores
El OGC SensorThings API Fue desarrollado por el Grupo de Trabajo Estándar SensorThings de OGC como un estándar abierto que permite la gestión, el almacenamiento, el intercambio y el análisis basados en la web de datos de observación de sensores basados en Internet de las cosas (IoT).
El OGC SensorThings API Consiste en un modelo de datos y una API dividida en dos documentos: (1) la parte de detección y (2) la parte de tareas (que actualmente se encuentra en la fase de planificación). La parte de detección permite que los dispositivos y aplicaciones de IoT creen, lean, actualicen y eliminen datos y metadatos de IoT en un servicio SensorThings.
El modelo de datos de entidades de SensorThings se basa en el modelo de Observación y Medición (O&M) de OGC/ISO [OGC 10-004r3 e ISO 19156:2011]. El modelo se puede entender de la siguiente manera: una "observación" se modela como un flujo de datos conectado a un "sensor" y un "objeto" que produce un "resultado" (también conocido como "PropiedadObservada") cuyo valor es una estimación de una propiedad del "objetivo de observación" (también conocido como "Característica de Interés").
Por ejemplo: al medir la temperatura de una habitación, la “Observación” es cada medición o valor de datos en un momento determinado; el “sensor” es el termómetro; la “cosa” es el dispositivo que lee y transmite la medición del termómetro; y el “resultado” (ObservedProperty) es la temperatura medida por el sensor. La ObservedProperty está asociada con el “objetivo de observación” (FeatureOfInterest), en este caso, la parte de la habitación en la que se encuentra el sensor.
Una instancia de Observación se clasifica según su tiempo de evento, Característica de Interés, Propiedad Observada y el procedimiento utilizado (a menudo un Sensor). Además, los "Objetos" también se modelan en la API SensorThings, y su definición sigue la definición de la UIT-T: " un objeto del mundo físico (cosas físicas) o del mundo de la información (cosas virtuales) que puede ser identificado e integrado en redes de comunicación " [ UIT-T Y.2060 ]. Las ubicaciones geográficas de los Objetos son útiles en casi todas las aplicaciones (en particular en la teledetección, donde el objeto medido está lejos del dispositivo real) y, por lo tanto, también se incluyen.
API de SensorThings para los espacios de datos del Pacto Verde: los proyectos USAGE y AD4GD
Entre los ejemplos recientes de adopción del estándar API de SensorThings se incluyen dos proyectos de Horizonte Europa, en los que OGC participa como socio del consorcio, que pretenden ofrecer soluciones para el Espacio de Datos del Pacto Verde: 'Espacio de Datos Urbanos para el Pacto Verde' (USAGE) y Todos los Datos para el Pacto Verde (AD4GD).
Mediante el uso de estándares para la interoperabilidad e integración de datos y servicios, USAGE proporcionará soluciones que permitan que los datos ambientales y climáticos a nivel de ciudad sean localizables, accesibles, interoperables y reutilizables (FAIR). Esto implica mecanismos de gobernanza innovadores, acuerdos consolidados, herramientas basadas en IA y análisis de datos para compartir, acceder y utilizar mejor los datos a nivel de ciudad generados a partir de la observación de la Tierra, la Internet de las cosas, fuentes autorizadas y de colaboración colectiva.
Los casos de uso de USAGE abarcarán desde la movilidad para mitigar la contaminación atmosférica hasta estrategias de mitigación del cambio climático (como la reducción del impacto de las islas de calor urbanas y el aumento de las inundaciones), así como la gestión inteligente del tráfico. Entre los proyectos piloto y casos de uso de USAGE se incluyen las ciudades de Ferrara (Italia), Zaragoza (España), Graz (Austria) y Lovaina (Bélgica). En Ferrara, ya se han programado iniciativas de ciencia ciudadana con institutos y voluntarios para apoyar los casos de uso de USAGE y la biodiversidad.
AD4GD tiene como objetivo crear un espacio de datos del Pacto Verde junto con las partes interesadas y los usuarios finales. Uno de los principales objetivos del proyecto es la integración de datos de ciencia ciudadana junto con observaciones in situ, resultados de modelos de inteligencia artificial y datos de teledetección. AD4GD aprovechará los estándares y las tecnologías semánticas para alcanzar este objetivo.
Los pilotos y casos de uso de AD4GD incluyen la calidad del agua en los lagos de Berlín (Alemania), la biodiversidad en el Área Metropolitana de Barcelona (España) y la calidad del aire con sensores de bajo costo en el norte de Italia.
La implementación de la API de SensorThings es una parte fundamental de ambos proyectos. Los sensores proporcionan datos esenciales para varios casos de uso tratados, como la calidad del aire, la calidad del agua, el estado del tráfico, el seguimiento de especies animales, los parámetros meteorológicos y ambientales, entre otros.
Al utilizar un protocolo abierto y compartido para comunicar datos, como el estándar API de SensorThings, los datos necesarios para los proyectos pueden provenir de distintos tipos de sensores de distintos proveedores, y los sensores pueden ser gestionados por el gobierno, la industria privada o ciudadanos individuales. Además, la capacidad de la API de SensorThings para vincular observaciones con definiciones de variables y unidades de medida facilita la agregación e integración automáticas de datos, al tiempo que aumenta su interoperabilidad semántica.
Ambos proyectos planean seguir desarrollando el estándar de la API de SensorThings, utilizándolo en las soluciones proporcionadas y la arquitectura recomendada, a la vez que experimentan con su integración con otros sensores y datos dentro del software desarrollado. En USAGE, específicamente, el complemento de la API de SensorThings para QGIS se refactorizará para incorporar el acceso a los puntos finales de la API de SensorThings en la parte central de QGIS y ampliarlo para admitir el análisis de datos.
También se implementó y probó aún más en AD4GD y USAGE la API SensorThings MásPara gestionar de forma más eficaz los datos producidos por múltiples actores con diferentes licencias (como en los datos de ciencia ciudadana), SensorThings API Plus amplía la OGC SensorThings API Parte 1: Sensing Versión 1.1 (STA) Modelo de datos estándar y mejora los aspectos de seguridad del estándar. Su desarrollo se inició en el Proyecto COS4CLOUD y se desarrolló aún más en Ciudadanos.
Promoción de la API de SensorThings entre las partes interesadas
Tanto AG4GD como USAGE reconocen además que un desafío fundamental para la adopción de soluciones eficaces es, en primer lugar, alertar a las partes interesadas y a los usuarios finales sobre su existencia y, a continuación, capacitarlos en su uso. Por ello, en el marco del proyecto USAGE, OGC y el socio del proyecto DedaNext organizaron algunos talleres.
El primer taller se organizó el 1 de febrero de 2023 en Ferrara (y en línea). El taller comenzó con una introducción al estándar API de SensorThings junto con varios ejemplos de implementaciones de código abierto. Marco Minghini, del grupo del Centro Común de Investigación que trabaja en el marco y la implementación de la Directiva INSPIRE, presentó el Recomendación de buenas prácticas de INSPIRE OGC SensorThings APITambién se presentó el proyecto API4INSPIRE, que evaluó las implicaciones del uso de APIs para intercambiar datos, incluida la API SensorThings. Una grabación de esta parte inicial del taller está disponible en el canal de YouTube de OGC.
A continuación, se celebró una mesa redonda en la que las partes interesadas de organismos nacionales y regionales italianos debatieron las soluciones actuales para compartir datos dinámicos, así como los desafíos que enfrenta la adopción de la API de SensorThings para mejorar la calidad de la gestión de datos y la equidad. Se invitó a los asistentes a responder dos preguntas a través de herramientas de cuestionario interactivo: 1) ¿Qué obstáculos dificultan más la adopción de la API de SensorThings en su organización? Y 2) ¿Qué podría respaldar mejor la adopción de la norma?
Para facilitar la participación de un público más amplio, las preguntas y respuestas se ofrecieron tanto en italiano como en inglés. Se reconoció que la falta de conocimiento sobre el estándar era una de las principales razones que impedían su adopción, como se muestra en la Figura 1. Por este motivo, la grabación de la primera parte informativa del taller se publicó en línea y se promocionó como parte de la Location Innovation Academy y otros eventos. Además, el 20 de abril de 2023 se celebró un segundo seminario web sobre la API de SensorThings , organizado por la Agencia Italiana para la Digitalización (AgID), que se impartió en italiano.
La segunda pregunta señalaba que el principal impulsor de la adopción del estándar API de SensorThings serían las directrices políticas claras. Los siguientes factores, clasificados como prioritarios —competencias digitales y recursos humanos, respectivamente—, confirman una vez más la necesidad de formación y nuevas competencias profesionales. Este problema es el motivo del lanzamiento de la Location Innovation Academy , desarrollada en el marco del proyecto europeo GeoE3 y gestionada por OGC.
El interés en torno al estándar API de SensorThings continúa creciendo y se esperan más desarrollos, aplicaciones e implementaciones en el futuro.
Los miembros de OGC interesados en mantenerse al día sobre el progreso del estándar API de SensorThings o en contribuir a su desarrollo, pueden unirse al Grupo de Trabajo de Estándares de Sistemas Conectados/SensorThings a través del Portal de OGC . Quienes no sean miembros de OGC y deseen obtener más información sobre cómo participar en el Grupo de Trabajo pueden ponerse en contacto con el Programa de Estándares de OGC.
El proyecto USAGE ha recibido financiación del Programa Marco de Investigación e Innovación Horizonte Europa de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención n.º 101059950.
El proyecto AD4GD ha recibido financiación del Programa Marco de Investigación e Innovación Horizonte Europa de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención n.º 101061001.
