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OcÉanOs 2.0 IntroducciÓn 30 de Abril de 2015

UNA INICIATIVA DE

Introducción a Océanos 2.0 30 de Abril de 2015

Ocean Networks Canada Página 1

ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN A OCÉANOS 2.0 ............................................................................................................................................... 3

1.1 OCÉANOS 2.0 EN NÚMEROS* .......................................................................................................................................................... 3 1.2 GENERALIDADES ............................................................................................................................................................................ 3 1.3 BENEFICIOS DE OCÉANOS 2.0 .......................................................................................................................................................... 5 1.4 CATEGORÍAS DE GRUPOS DE USUARIOS PERMITIDAS .............................................................................................................................. 6

2 GENERALIDADES DE LA ARQUITECTURA ................................................................................................................................... 7

2.1 GENERALIDADES DE LA ARQUITECTURA LÓGICA .................................................................................................................................... 7 2.2 SEGURIDAD Y RESISTENCIA ............................................................................................................................................................. 10

3 INFORMACIÓN GENERAL DE LAS FUNCIONALIDADES .............................................................................................................. 11

3.1 GESTIÓN DEL SISTEMA .................................................................................................................................................................. 11 3.2 ADQUISICIÓN DE DATOS ................................................................................................................................................................ 12 3.3 ENRIQUECIMIENTO/MEJORAMIENTO DE DATOS................................................................................................................................. 12 3.4 DISTRIBUCIÓN DE DATOS ............................................................................................................................................................... 12

3.4.1 Visualizaciones/Análisis de datos ....................................................................................................................................... 13 3.4.1.1 Datos escalares. ............................................................................................................................................................................ 13 3.4.1.2 Datos complejos ........................................................................................................................................................................... 14 3.4.1.3 Flujo de datos con altas tasas de muestreo .................................................................................................................................. 15 3.4.1.4 Informes de metadatos ................................................................................................................................................................ 15

3.5 ASPECTOS PRINCIPALES DE LOS MÓDULOS ........................................................................................................................................ 16 3.5.1 Archivos de video y transmisión en directo (SeaTube) ....................................................................................................... 17 3.5.2 Visualizador de datos de hidrófonos .................................................................................................................................. 18 3.5.3 Ciencia ciudadana con participación colectiva (Pescadores Digitales: Digital Fishers) ...................................................... 20 3.5.4 Función de gráficos ............................................................................................................................................................ 20

3.5.4.1 Fuente de datos ............................................................................................................................................................................ 22 3.5.4.2 Selección del periodo de tiempo .................................................................................................................................................. 23 3.5.4.3 Visualización y exportación de datos ............................................................................................................................................ 23 3.5.4.4 Gestión de gráficos ....................................................................................................................................................................... 25

3.5.5 Flujo de trabajo de los dispositivos .................................................................................................................................... 25 3.5.6 SeaScribe ............................................................................................................................................................................ 25



LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Generalidades de Océanos 2.0 ........................................................................................ 4 Figura 2 - Arquitectura lógica de alto nivel de Océanos 2.0 ............................................................ 8 Figura 3 - Componentes clave de Océanos 2.0 ................................................................................ 9 Figura 4 - Control de dispositivos ................................................................................................... 11 Figura 5 - Wally: el robot oruga que estudia los fondos marinos .................................................. 12 Figura 6 - Datos escalares (dispositivos de presión del fondo) ...................................................... 14 Figura 7 - Sonar multihaz ............................................................................................................... 15 Figura 8 - Informe de metadatos ................................................................................................... 16 Figura 9 - Archivo de videos SeaTube ............................................................................................ 18 Figura 10 - Visualizador de datos de hidrófonos ........................................................................... 19 Figura 11 – Pescadores Digitales (Digital Fishers) .......................................................................... 20 Figura 12 - Interfaz de la función de gráficos ................................................................................. 21 Figura 13 - Leyenda ........................................................................................................................ 22 Figura 14– Selección para control de calidad (QA/QC) .................................................................. 22 Figura 15 - Selección de periodos de tiempo y actualización automática ..................................... 23 Figura 16- Opciones ....................................................................................................................... 24 Figura 17- Valores de los gráficos .................................................................................................. 24 Figura 18 - Anotaciones con SeaScribe .......................................................................................... 25



1 Introducción a Océanos 2.0 Océanos 2.0 es un elemento esencial de la singular infraestructura digital de Ocean Networks Canada (ONC). Océanos 2.0 es el motor para la adquisición, gestión y redistribución de grandes cantidades de datos oceanográficos de diversos instrumentos, 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año.

Además de la función crítica de adquisición de datos, Océanos 2.0 también ofrece funciones de almacenamiento, control de calidad, calibrado y visualización para usuarios a nivel global. Asimismo, cuenta con una interfaz práctica que simplifica el manejo de tareas relacionadas con la supervisión remota y el control de instrumentos e infraestructura del observatorio.

El valor fundamental de Océanos 2.0 radica no solamente en que facilita y amplía el acceso a información compleja, sino también en su diseño fundamental basado en los principios de flexibilidad y escalabilidad. Gracias a esto, no sólo permite trabajar con instrumentos sumamente distintos, sino que también se adapta a las diversas necesidades del usuario (por ejemplo: apoyo a investigación básica, supervisión de actividades comerciales, preparación para emergencias, etc.) en observatorios a pequeña o gran escala.

ONC reconoce la importancia de los mercados emergentes para el estudio de los océanos, por lo que se compromete a mejorar continuamente sus productos de Océanos 2.0 con herramientas punteras para optimizar, agilizar y ampliar la capacidad de decisión en operaciones marinas.

1.1 Océanos 2.0 en números* 4 observatorios distintos 5 estaciones costeras 9 nodos instrumentados 32 plataformas de instrumentos 5 plataformas móviles 180 instrumentos que proporcionan datos 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año 3.400 sensores de medición Más de 250 TB de datos en total 290 GB de información diaria 4.300 usuarios registrados a nivel global (2013) 11.500 usuarios activos en total (2013)

*En agosto de 2014

1.2 Generalidades

Gracias a su poderosa, eficiente e inteligente función de procesamiento y análisis de datos, Océanos 2.0 es capaz de manejar la enorme cantidad de datos producidos por un observatorio y se puede utilizar para extraer datos archivados y a tiempo real para detectar tendencias, clasificar contenidos y extraer las características de los datos; de esta manera convierte los datos no procesados en información y los prepara para su transformación en conocimiento sobre los océanos.

Océanos 2.0 cuenta con una elegante plataforma que puede responder de manera dinámica y autónoma a cambios de configuración relacionados con la gran variedad y el gran número de sensores instalados (fijos y móviles), y permite la incorporación de nuevos instrumentos o el retiro de instrumentos desplazados o descatalogados.



Figura 1 - Generalidades de Océanos 2.0 Representación de alto nivel de la funcionalidad principal que ofrece Océanos 2.0 y observatorios mantenidos actualmente (existentes y propuestos)

Océanos 2.0 es escalable, permitiendo manejar cientos de instrumentos conectados, y está diseñado para seguir todos los cambios y eventos que sucedan en cualquier parte del sistema. El sistema de archivo es flexible y puede funcionar fácilmente con la gran variedad de datos que se encuentra típicamente en instrumentos oceánicos.

Su organización del flujo de trabajo brinda la capacidad crítica de ensamblar y ejecutar cadenas de procesamiento que de otra manera tendrían una ejecución más compleja, ofreciendo la flexibilidad necesaria para satisfacer las necesidades específicas de cada organización.

Océanos 2.0 cuenta con una función de supervisión y control de la infraestructura submarina y de gestión de datos del observatorio gracias a una interfaz vía web fácil de usar. Actualmente, es compatible con gran variedad de instrumentos convencionales, superando así el reto al que se enfrentan los nuevos participantes en el mercado de observatorios.

Océanos 2.0 es un paquete robusto y fácil de personalizar que puede adaptarse a las necesidades de cualquier red de sensores, incluso aquellas que no están permanentemente en línea (por ejemplo, boyas, deslizadores y AUVs).



Si bien algunos clientes pueden preferir instalar el software y hacer el almacenamiento de sus propios datos localmente, ONC también puede brindar un servicio de almacenamiento seguro y redundante, así como servicios de apoyo y de gestión remota las 24 horas. Océanos 2.0 también incluye la gestión de almacenamiento de datos, copias de seguridad, recuperación de datos perdidos, servicio de ayuda, mantenimiento del software y planificación de versiones.

Entre las principales características de Océanos 2.0 se incluyen: o Un diseño que recoge, archiva y redistribuye eficientemente datos de redes de sensores submarinos o Disponibilidad casi en tiempo real de datos para investigadores y otros usuarios (público, educadores, etc.) o Herramientas necesarias para gestionar y supervisar de manera interactiva los sensores y la infraestructura del

observatorio o Escalabilidad: Océanos 2.0 puede funcionar con cientos de instrumentos y está diseñado para hacer

seguimiento de todos los cambios y/o eventos que ocurran en cualquier parte de la infraestructura o Un sistema de archivo flexible y expansible que funciona con gran variedad de datos oceanográficos, diseñado

para el estudio de series de temporales a largo plazo o Una infraestructura basada en una arquitectura moderna orientada a servicios (SOA) donde todas las

herramientas (acceso a los datos, gestión de sistemas y configuración) están basadas en distribución a través de la red

o Un diseño modular que brinda la flexibilidad necesaria para instalar solamente los componentes requeridos para implementaciones autónomas

o El aprovechamiento de la tecnología Web 2.0 al brindar una plataforma de investigación donde los usuarios pueden trabajar e interactuar en línea con sus colegas, procesar y visualizar datos, establecer horarios de observación y programar por adelantado la detección autónoma de eventos y la reacción correspondiente.

1.3 Beneficios de Océanos 2.0 o Océanos 2.0 es un sistema comprobado, seguro y escalable que elimina el riesgo y el coste relacionado con el

desarrollo de un sistema nuevo y complejo. o Es compatible con cientos de instrumentos, permitiendo el uso de la mayoría de los instrumentos

oceanográficos disponibles en el mercado (aproximadamente 80 tipos diferentes, cifra que va en aumento) o Capacidad para generar productos de datos integrales que funcionan con varios formatos de exportación en

base a las necesidades de los usuarios. o Compatible con varios sitios geográficamente dispersos para la recolección y almacenamiento de datos. o Funciones de enriquecimiento de datos que incluyen, pero no se limitan al desglose y análisis, calibrado,

cálculo de variables secundarias, garantía y control de calidad, detección y reacción a eventos y reprocesado de datos archivados o procesados previamente.

o Capacidad para añadir fácilmente productos de datos nuevos diseñados a la medida de los usuarios o Es compatible con el filtrado de datos confidenciales por parte de organismos gubernamentales cuando sea

necesario (por ejemplo, para fines militares o en caso de emergencias) o El modelo de datos está bien definido permitiendo el acceso directo a los datos según sea necesario. o Capacidad para cambiar el diseño gráfico de la interfaz del usuario en instalaciones autónomas, lo que permite

introducir el logotipo de la organización de manera sencilla y efectiva para satisfacer las necesidades del cliente.

o Actualmente se están realizando mejoras para que Océanos 2.0 funcione de forma segura con conexiones a terceros, de modo que puedan desarrollar y desplegar sus propios controladores de dispositivos (drivers).

o Alojamiento en Internet por parte de ONC, opciones de instalación para funcionamiento independiente y opciones de ahorro de coste.



o Apoyo y mantenimiento continuo que incluyen actualizaciones frecuentes para que el sistema funcione con sensores, servicios y productos de datos nuevos, así como actualizaciones de sensores existentes.

1.4 Categorías de grupos de usuarios permitidas o Usuarios avanzados controlan y supervisan los dispositivos y la adquisición de datos o Científicos tienen acceso a todos los datos a través de las funciones de distribución de datos o Educadores guardan y tienen acceso a datos personalizados para fines curriculares o El público tiene acceso a imágenes, videos y otros productos de datos por medio de portales de ciencia o Administradores controlan y supervisan la adquisición y distribución de datos



2 Generalidades de la arquitectura

2.1 Generalidades de la arquitectura lógica

Los observatorios por cable submarinos suelen ser instalaciones heterogéneas complejas que funcionan con gran variedad de datos e instrumentos. Estos observatorios deben prestar servicios fundamentales de control y comandos de dispositivos, adquisición de datos, archivado y redistribución de datos.

Con el fin de lograr la máxima flexibilidad y rapidez de comunicaciones e integración entre los diversos componentes, Océanos 2.0 ha adoptado una arquitectura orientada a los servicios (SOA) que se basa en un bus de servicios de empresa (ESB).

Para aprovechar esta plataforma de alto rendimiento, Océanos 2.0 se diseñó como un sistema modular, con acoplamiento flexible basado en componentes, que permite que se añadan o se modifiquen de manera simplificada los componentes modulares según sea necesario.

Gracias a esta arquitectura, Océanos 2.0 ofrece un sistema simplificado, bien definido, orientado a eventos, con capacidad de conexión a diferentes escalas a medida que evolucionan los requisitos de la organización. En una instalación inicial sólo se deben tener en cuenta los módulos necesarios para la situación presente, y los demás módulos se pueden incorporar según sean necesarios. También permite la incorporación de módulos de terceros o la integración con otros sistemas de la empresa.

Más aún, los usuarios tienen acceso por medio de una tecnología convencional de navegadores que no necesita ningún software basado en el cliente, ni parches o "plug-ins" que deban instalarse o mantenerse, reduciendo así la carga de mantenimiento por parte de la organización.

Desde su creación hace varios años, Océanos 2.0 ha demostrado ser un sistema robusto y escalable, al tiempo que permite la integración de cientos de instrumentos. También incluye las herramientas necesarias para gestionar y supervisar los sensores y la infraestructura, dando seguimiento a todos los cambios y eventos que se producen en cualquier lugar del observatorio.



Figura 2 - Arquitectura lógica de alto nivel de Océanos 2.0 Representación de la arquitectura lógica de alto nivel de Océanos 2.0, destacando el diseño con capacidad de conexión basado en componentes con un ESB subyacente



Figura 3 - Componentes clave de Océanos 2.0

Océanos 2.0 consta de varios elementos clave:

o El bus de servicios de empresa es el sistema de paso de mensajes que permite que todas las partes de Océanos 2.0 interactúen y transfieran información y datos. Todos los componentes funcionales de Océanos 2.0 lo utilizan para intercomunicarse de manera asincrónica.

o El administrador de drivers y la interfaz de instrumentos representan la parte del software que interactúa con los instrumentos y sus sensores integrados. El software estandariza el acceso a los instrumentos y generaliza sus estructuras de datos para que puedan ser utilizados por componentes del software en procesos posteriores. Otro papel de importancia crítica de los drivers es su función de marcado de tiempo para garantizar que todos los instrumentos conectados con todas las redes del sistema tengan la misma referencia horaria. Una vez que se obtiene el registro de datos no procesados de un instrumento, el driver lo publica en el bus de servicios que posteriormente lo pone a disposición de otros elementos del software en el sistema. Océanos 2.0 tiene drivers para aproximadamente 80 tipos distintos de instrumentos de varios fabricantes.

o Desglose, análisis, calibrado, garantía de calidad/control de calidad (QA/QC) es el módulo de software que toma las lecturas no procesadas de los instrumentos y convierte sus valores en valores corregidos y significativos, normalmente tras un calibrado que es opcional. En esta etapa, el calibrado automático se puede configurar para marcar los valores de los sensores que estén fuera de rango.

o La detección de eventos se utiliza para crear reacciones personalizadas para los eventos en tiempo real. Los usuarios pueden crear definiciones de eventos utilizando fórmulas algebraicas u otros factores de activación para luego asociarlas con las reacciones correspondientes cuando se produzca dicho evento. Actualmente, la detección de eventos cuenta con dos casos en Océanos 2.0: se utiliza para llevar a cabo evaluaciones de garantía



de calidad y control de calidad (QA/QC) (red de eventos) y para sincronizar los datos de dispositivos acústicos a fin de evitar interferencias (eventos simples).

o Archivo de datos toma todo el tráfico de datos entre los instrumentos y los archiva.

o Procesado de datos es la parte del sistema donde los productos de datos se generan a partir de los datos crudos. Entre estos se incluyen la conversión de formatos de datos, gráficos e imágenes, etc.

o Servicios para el usuario incluyen una combinación de herramientas de visualización y acceso a datos, generalmente por medio de páginas web, aunque también pueden acceder directamente en el caso de dispositivos inteligentes o servicios web, permitiendo así que los datos se compartan con otros ordenadores sin intervención humana.

2.2 Seguridad y resistencia

La seguridad del sistema que impide el acceso accidental o malintencionado de terceros se basa en el aislamiento de todos los componentes clave en redes privadas protegidas y no enrutables.

La arquitectura de Océanos 2.0 también se ha diseñado en torno a la resistencia, en particular para el componente de adquisición de datos, incluyendo:

• la tolerancia a fallos en caso de averías en la ruta de la red • varios dispositivos de seguridad para minimizar la pérdida de datos en caso de anomalías inesperadas • compatibilidad con varios centros de archivos que contienen copias completas de datos

En términos de capacidad de expansión, Océanos 2.0 funciona simultáneamente con un número arbitrario de observatorios, estaciones costeras, nodos, instrumentos y cajas de conexión, todos ellos gestionados fácilmente a través de una topología jerárquica lógica.



3 Información general de las funcionalidades Océanos 2.0 ofrece una amplia gama de servicios y herramientas sofisticadas que permiten que todo tipo de usuarios interactúen con el observatorio.

3.1 Gestión del sistema

Océanos 2.0 brinda un conjunto sofisticado e integral de funcionalidades relacionadas con la gestión del sistema, incluyendo:

• la gestión de permisos/usuarios • la introducción y modificación de metadatos de los dispositivos • el mantenimiento de la topología del sistema • una consola que indica el estado del sistema • programadores de horarios • definiciones de control de calidad (QA/QC) • un sistema de gestión de cajas de conexión eléctricas (por ejemplo: supervisión, configuración de alarmas) • supervisión del flujo de datos • anotaciones para instrumentos y flujos de datos

También se incluye una funcionalidad de comando y control para que los usuarios autorizados puedan gestionar interactivamente los instrumentos instalados, incluyendo cámaras de video (movimiento horizontal, inclinación, etc.) y vehículos por control remoto. A continuación se muestra un ejemplo de gestión de dispositivos:

Figura 4 - Control de dispositivos Imagen de la pantalla de control y comando de dispositivos de Océanos 2.0.



Un ejemplo de aplicación de esta función es el control de Wally: un robot oruga de aguas profundas operado remotamente para estudios de hidratos de gas frente a las costas de British Columbia, Canadá. Wally es controlado por científicos y técnicos de Jacobs University en Bremen, Alemania que utilizan Océanos 2.0 a través de Internet.

Figura 5 - Wally: el robot oruga que estudia los fondos marinos Fotografía de Wally, el robot oruga, moviéndose sobre los hidratos de gas expuestos en el lecho marino. Wally es controlado por científicos desde Alemania. Este control está habilitado por la función de control del dispositivos de Océanos 2.0.

3.2 Adquisición de datos Esta función gestiona todas las interacciones con instrumentos submarinos (en todos los observatorios y las redes configuradas) para seguimiento, comando y control, adquisición de datos y permanencia y protección en archivos o bases de datos.

3.3 Enriquecimiento/Mejoramiento de datos Después de la adquisición inicial y el archivado, los datos se mejoran/enriquecen a través de funciones de desglose, análisis, calibrado, derivación de variables secundarias, control de calidad (QA/QC), detección/reacción de eventos y reprocesado (para datos procesados o archivados previamente).

3.4 Distribución de datos La distribución de datos ofrece las siguientes funciones: • Permite la interacción del usuario a través de interfaces de web con muchas funciones, permitiendo la búsqueda,

recuperación y distribución de datos. • El acceso a datos almacenados (archivos sin procesar o datos escalares desglosados y analizados) y los productos de

datos generados e informes relacionados para que el usuario los descargue



• Generación de productos de datos sobre la marcha utilizando herramientas externas tales como MATLAB

3.4.1 Visualizaciones/Análisis de datos

Océanos 2.0 ofrece un conjunto sofisticado y diverso de productos de datos para satisfacer las exigencias de su gran base de usuarios.

Cada instrumento puede requerir varios productos de datos únicos y cada producto de datos puede requerir varios formatos. Como resultado, Océanos 2.0 ofrece cientos de combinaciones de instrumentos/productos de datos distintos útiles para una comunidad de usuarios muy diversa.

Para apoyar la gran variedad de productos de datos, estos productos se generan dentro de una infraestructura flexible fácil de usar, y sobre todo, fiable.

Océanos 2.0 ofrece productos de datos en tres grandes categorías • Escalares • Complejos • Flujo de datos con altas tasas de muestreo

Cada uno de estos tipos de datos incluye metadatos.

3.4.1.1 Datos escalares.

Paquete de productos de datos escalares y datos escalares calibrados. Los datos escalares se definen como una medición por sensor por unidad de tiempo (por ejemplo, una lectura de temperatura cada segundo). Los productos de datos escalares de series temporales son productos de datos esenciales que presentan varios formatos, incluyendo:

• CSV y otros formatos basados en texto (accesibles con aplicaciones como Ocean Data View, R, SPSS, Minitab, Matlab, Excel)

• Formato binario (como netCDF, MAT, etc.) • Gráficos (PNG, etc.)

Todos los datos escalares deben pasar primero por una serie de procesos antes generar el producto de datos final, incluyendo:

• Desglose y análisis • Conversión de unidades • Calibrado • Cálculo de variables secundarias (si es necesario) • Cálculo de valores adicionales a partir de sensores primarios.

El control de calidad (QA/QC) está integrado en estos productos de datos, con normas internacionales aplicadas a algunos de ellos. Los usuarios pueden filtrar los datos marcando problemas de calidad, llenar vacíos de datos y calcular el promedio, mínimo y máximo. Océanos 2.0 también ofrece una mayor funcionalidad, como la concatenación de datos de varios instrumentos instalados en el mismo lugar de forma sucesiva.



Figura 6 - Datos escalares (dispositivos de presión del fondo)

3.4.1.2 Datos complejos

Los datos complejos pueden ser datos multidimensionales, como campos vectoriales de velocidad o datos que son difíciles de transformar en mediciones escalares, como los datos de retrodispersión acústica. Los productos de datos complejos también se pueden procesar y visualizar con Océanos 2.0. Los formatos de los archivos del fabricante del instrumental son un tipo común de datos complejos que utilizan software especializado. Los datos crudos son la unidad fundamental de almacenamiento de datos. Estos datos almacenan toda la información transferida entre el instrumento y la estación costera.

Si bien algunos productos de datos complejos se generan según sean requeridos, muchos se generan automáticamente y se almacenan permitiendo extraerlos rápidamente cuando sean necesarios.



Figura 7 - Sonar multihaz Imagen creada a partir de datos de sonar multihaz Rutgers COVIS mostrando columnas de fumarolas cerca del observatorio NEPTUNE de ONC (crédito: Michael Kenney, Laboratorio de física aplicada, University of Washington)

3.4.1.3 Flujo de datos con altas tasas de muestreo

El flujo de datos representa datos obtenidos continuamente con altas tasas de muestreo por medio de instrumentos tales como hidrófonos y cámaras de video. Los productos de datos se seleccionan en base al la posición geográfica del sensor y el periodo de tiempo seleccionado, o bien se seleccionan tras la previsualización de los datos con nuestro visualizador de datos de hidrófonos (hydrophone data viewer) o el SeaTube (ver más abajo). Los datos se suelen obtener sin procesar y sin ninguna transformación (WAV para audio, MPx para video).

3.4.1.4 Informes de metadatos

Los informes de metadatos contienen información exhaustiva, incluyendo información detallada sobre el procesado e instalación de instrumentos. Estos informes en formato PDF se obtienen virtualmente con todas las descargas de productos de datos complejos y escalares disponibles.

En los informes se incluyen aspectos como:



• Información detallada sobre la identificación de los dispositivos (ubicación geográfica, atributos, etc.), incluyendo información sobre cómo citar los datos en publicaciones

• Información de la calidad de los datos (QA/QC) • Información de datos espaciales • Información de referencias espaciales • Información de atributos y entidades • Información de la distribución • Otros metadatos

Figura 8 - Informe de metadatos

3.5 Aspectos principales de los módulos

Como se mencionó en la sección de Arquitectura, Océanos 2.0 fue diseñado como un sistema modular con acoplamiento flexible basado en componentes que permite que se añadan o se modifiquen de manera simplificada los módulos constitutivos según sea necesario.

En Océanos 2.0 es posible incorporar módulos de terceros y en su versión básica se pueden utilizar una serie de módulos sofisticados desarrollados para las actividades de investigación a nivel mundial que se han liderado en los observatorios de Ocean Networks Canada.

En las siguientes secciones se muestran los aspectos principales de algunos de estos módulos.



3.5.1 Archivos de video y transmisión en directo (SeaTube)

SeaTube es un módulo de video que permite ver, buscar y hacer anotaciones en videos archivados. El módulo sincroniza la información de la ubicación y las anotaciones con el video. Entre sus características avanzadas se incluyen la captura de imágenes en pantalla y las listas de reproducción.

Las grabaciones de las cámaras fijas y móviles están disponibles; las cámaras fijas están ancladas en el suelo marino, mientras que las grabaciones de las cámaras móviles provienen de vehículos a control remoto (ROV).

SeaTube ofrece muchas funciones exclusivas, entre las que se incluyen: • una línea de seguimiento en mapa que muestra la ubicación (latitud y longitud) del registro de datos de la

inmersión a tiempo real y anotaciones de esa inmersión • reproducción sincronizada con la ubicación geográfica en el mapa, las anotaciones y el registro de datos de la

inmersión • una función de búsqueda en el registro de datos de la inmersión en un video concreto o en todos los videos

disponibles • la posibilidad de hacer anotaciones en videos en momentos definidos por el usuario • la posibilidad de incluir el plan de inmersión, detallando los objetivos alcanzados en videos concretos de esa

inmersión • una gráfica del perfil de la inmersión en la que se representan las profundidades para cada momento de la

inmersión • una función para capturar una serie de imágenes consecutivas de alta calidad del video. Estas imágenes se

extraen de la versión de alta calidad disponible • una función para capturar segmentos o videos enteros y añadirlos a una lista de reproducción personal.

Océanos 2.0 también cuenta con una función de transmisión en directo para cámaras de video que estén instaladas en varios puntos del observatorio.



Figura 9 - Archivo de videos SeaTube

Imagen de la aplicación SeaTube que muestra el video en el panel central, un mapa del sitio a la derecha, anotaciones en la parte inferior y una ventana de selección de videos a la izquierda

3.5.2 Visualizador de datos de hidrófonos

Los datos de los hidrófonos son por naturaleza cuantiosos y complejos, lo que dificulta que los investigadores localicen rápidamente eventos de interés.

El módulo del visualizador de datos de hidrófonos (hydrophone data viewer) resuelve este problema proporcionando visualizaciones en miniatura que representan un día completo de datos, segmentadas de manera práctica en espectrogramas de cinco minutos.

Los investigadores puede visualizar rápidamente los datos de cada día para buscar los eventos de interés que se pudieron haber grabado. Una vez localizados los datos, el investigador los puede seleccionar y descargar grupos de datos o los datos de todo el día.

En el Visualizador de datos de hidrófonos que se muestra se incluye lo siguiente: • Los datos acústicos de interés se pueden filtrar rápidamente en base a la región, ubicación, instrumento

específico y periodo de tiempo. • Una vez se ha seleccionado la fecha y el hidrófono, el visualizador muestra en una sola página un día completo

de espectrogramas. • Se puede hacer zoom en la página para mostrar más o menos espectrogramas del área de interés. • Al hacer clic en un espectrograma concreto, este se mostrará detalladamente en pantalla completa • El usuario puede ir rápidamente al día siguiente o al anterior • Cada pre-visualización del espectrograma se etiqueta con la fecha y hora a la que se registró el sonido y se

puede seleccionar la imagen para descargarla. Por otro lado, también se puede seleccionar el día entero.



• Los datos se pueden descargar en uno o varios formatos simultáneamente (PNG, PDF, WAV, MP3, FFT, HYD)

Figura 10 - Visualizador de datos de hidrófonos

Imagen del módulo del visualizador de datos de hidrófonos que muestra las visualizaciones de todo un día completo de datos para la fecha e hidrófono seleccionados



3.5.3 Ciencia ciudadana con participación colectiva (Pescadores Digitales: Digital Fishers) Pescadores digitales (Digital Fishers) es una aplicación de participación colectiva diseñada para motivar al público a contribuir en la ciencia anotando videos. Las anotaciones se presentan como un juego: al hacer anotaciones, el usuario obtiene puntos y accede a videos nuevos. El diseño gráfico del juego simula los controles de un submarino de investigación para que los usuarios tengan la sensación de que cruzan el océano, explorándolo desde su ordenador. Sus anotaciones dan más valor a los datos de videos, ayudando a los analistas profesionales que revisan estas anotaciones en busca de características o contenido específicos. Los administradores pueden añadir y eliminar videos del juego utilizando una sencilla interfaz de gestión.

Figura 11 – Pescadores Digitales (Digital Fishers)

Imagen de la aplicación de participación colectiva Pescadores Digitales (Digital Fishers) que muestra el video en el panel central, los niveles del juego en la parte superior derecha, el total de anotaciones y nivel del usuario y del ganador a nivel global del juego en la parte inferior derecha, un mapa con el lugar donde se grabó ese video a la izquierda y los menús de introducción de anotaciones del juego en la parte inferior.

3.5.4 Función de gráficos

La función de gráficos es un módulo que permite a los usuarios crear gráficos y comparar de manera interactiva los datos escalares disponibles en la base de datos.

En la interfaz, los usuarios pueden visualizar el número de gráficos que deseen de manera simultánea para ver y comparar rápidamente los datos obtenidos en períodos de tiempo especificados por el usuario.

Los usuarios también pueden descargar los datos que han visualizado u obtener información adicional sobre ellos.



Figura 12 - Interfaz de la función de gráficos

Imágenes de la función de gráficos. El panel superior muestra gráficos con anotaciones que explican las funciones disponibles para los usuarios y el panel inferior es un ejemplo de tres gráficos con diversas opciones seleccionadas por el usuario.



Figura 13 - Leyenda

Características principales

3.5.4.1 Fuente de datos • La función de gráficos cuenta con una lista exhaustiva de instrumentos catalogados en un diagrama de árbol que

se pueden ordenar según la ubicación, el tipo de instrumento y el proyecto. • Es posible filtrar el tipo de sensor para identificar los sensores de interés para el usuario. • Los usuarios también pueden elegir entre crear gráficos a partir de datos sin procesar o a partir de datos limpios.

Figura 14– Selección para control de calidad (QA/QC)

Imagen de las opciones de la función de gráficos para descargar los datos visualizados y el lugar de acceso a información adicional sobre dichos datos.



3.5.4.2 Selección del periodo de tiempo • Con la función de gráficos, los usuarios pueden seleccionar entre periodos de tiempo preestablecidos o un

periodo de tiempo personalizado para los gráficos. • Los usuarios también pueden crear un recuadro de periodo en un gráfico para cambiar rápidamente el periodo

de tiempo seleccionado en todos los gráficos que se están visualizando. • Todos los gráficos se muestran para el mismo periodo de tiempo seleccionado. • La función de gráficos muestra el historial de todos los periodos de tiempo seleccionados que permite navegar

rápidamente entre estos gráficos. • La función de gráficos tiene una función de actualización automática que vuelve a cargar los gráficos en un

incremento de tiempo preseleccionado para que los usuarios puedan ver los datos más recientes a medida que se vayan obteniendo.

• Es posible configurar actualizaciones automáticas para intervalos seleccionados dependiendo de los permisos del usuario.

Figura 15 - Selección de periodos de tiempo y actualización automática

El panel superior muestra una imagen de las opciones para selección de periodos temporales de la función de gráficos. El panel inferior muestra cómo los usuarios pueden establecer intervalos de tiempo para la actualización automática de los gráficos.

3.5.4.3 Visualización y exportación de datos • La función de gráficos puede mostrar varios gráficos para el intervalo de tiempo seleccionado. • Cada gráfico puede tener hasta dos escalas de datos (decibar, S/m, etc.) visibles al mismo tiempo: una para el

eje izquierdo y otra para el eje derecho. • Varias series temporales de datos, con las mismas unidades y escala, se pueden representar en el mismo gráfico. • El tipo de gráfico y su color se pueden modificar después de haber creado dicho gráfico. Entre los distintos tipos

de gráficos disponibles se incluyen: de área, de barras, lineal, mín/máx y (mín/máx + promedio), diagrama de dispersión y en escalera.



• Con la función de gráficos, los usuarios pueden utilizar el módulo de Gestión de anotaciones para crear y buscar anotaciones en la interfaz de la función de gráficos.

• Es posible utilizar varios métodos para ajustar la escala de los gráficos en ambos ejes. • Los usuarios pueden exportar imágenes PNG de alta calidad de los gráficos. • Los usuarios pueden exportar y ver los datos numéricos relacionados con el gráfico generado.

• Los gráficos se pueden exportar rápidamente como imágenes de alta calidad o bien se puede descargar los datos utilizando el módulo de búsqueda de datos para análisis concretos.

Figura 16- Opciones Imagen de las opciones para guardar y configurar las propiedades de la función de gráficos

Figura 17- Valores de los gráficos Imagen de los valores que se utilizan para generar el gráfico como se ha seleccionado en la imagen de opciones de arriba

https://internal.neptunecanada.ca:8443/display/DS/AM+High+Level+Description



3.5.4.4 Gestión de gráficos • Los gráficos se pueden nombrar y guardar de manera personalizada en la cuenta del usuario. • Es posible generar enlaces de referencia para compartir gráficos entre usuarios • La función de gráficos permite guardar tanto gráficos públicos como personales. Solo los administradores

pueden guardar los gráficos públicos

3.5.5 Flujo de trabajo de los dispositivos

La aplicación del flujo de trabajo de los dispositivos es una herramienta de gestión de proyectos con la que los operadores del observatorio pueden definir todos los procesos del ciclo de vida, fases y tareas relacionadas con la preparación de los instrumentos para varios despliegues, su puesta en marcha, su recuperación, etc.

Ejemplos de esta de la aplicación incluyen: • Planificación y desarrollo detallado del flujo de trabajo de los instrumentos • Distribución del trabajo en toda la organización a cargo de la instalación y el mantenimiento • Seguimiento del progreso a nivel de instrumentos, así como a nivel de campaña oceanográfica

3.5.6 SeaScribe SeaScribe es una herramienta de Océanos 2.0 que permite hacer anotaciones eficientes, con palabras clave, en línea y en tiempo real de la transmisión de video desde diferentes sitios al mismo tiempo. SeaScribe permite que el personal desde diferentes lugares (por ejemplo, en tierra o a bordo de un buque oceanográfico) haga anotaciones según sea necesario mientras todos ven la misma transmisión o trasmisiones distintas. Las anotaciones se sincronizan de manera bidireccional. Esta potente herramienta, básicamente envía parte de la información a SeaTube. SeaScribe es parte de una serie de herramientas para obtener datos durante una campaña oceanográfica con transmisión inmediata (o con cierto retraso añadido) a tierra.

Figura 18 - Anotaciones con SeaScribe

Imagen de parte de la herramienta SeaScribe para introducir anotaciones. Diferentes personas registraron las tres líneas que se muestran aquí.

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