Una ontologı́a para representar la información geográfica en el dominio hı́drico ecuatoriano Lucia Lupercio12 , Mauricio Espinoza2 , Fernando Baculima2 , and Victor Saquicela2 1 Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Cuenca, Ecuador, 2 Departamento de Ciencias de la Computación, Universidad de Cuenca, Ecuador, {lucia.lupercio, mauricio.espinoza, fernando.baculima, victor.saquicela}@ucuenca.edu.ec Abstract. In spite of the existing efforts for the creation of semantic models that ensure the interoperability in the water domain, the greater part of these proposals focus on solve specific needs, especially regarding the regulations that the geographic information has to fulfil in a territory or community. To tackle this need, in this work we propose the creation of an ontology that describes the basic concepts, based on existing semantic models of the community and that incorporate the representation of wa- ter resources applied to the Ecuadorian context considering the existing regulations. The data set instantiated in the ontological model come from of different Ecuadorian institutions. The modeling result is an ontological network conformed by a collection of ontologies joined through relations between them. All the process involved i) the selection and execution of activities proposed by the methodology NeOn for the construction of the ontology model, ii) the implementation using the Web Ontology Lan- guage (OWL), and iii) the documentation of the ontological model. We conclude that the created ontology, named hydrOntologyEC provides a more flexible platform to facilitate the interoperability of the agencies involved in the water domain. Keywords: Ontological Engineering, Ontology of Water Resources, NeOn Methodology Resumen. A pesar de los esfuerzos existentes en la creación de mode- los semánticos que aseguren la interoperabilidad en el dominio hı́drico, la mayor parte de estas propuestas se enfocan en solventar necesidades especı́ficas, especialmente en lo referente a las regulaciones que la infor- mación geográfica debe cumplir para un cierto territorio o comunidad. Para abordar esta necesidad, en este trabajo proponemos la creación de una ontologı́a que describa los conceptos básicos, basados en modelos semánticos existentes en la comunidad y que incorpore la representación de recursos hı́dricos aplicados al contexto ecuatoriano tomando en consi- deración las regulaciones existentes. Los conjuntos de datos instanciados en el modelo ontológico provienen de diferentes instituciones ecuatoria- nas. El resultado del modelamiento es una red ontológica conformada por una colección de ontologı́as unidas a través de relaciones entre ellas. Todo 64 el proceso involucró: i) la selección y ejecución de actividades propuestas por la metodologı́a NeOn para la construcción del modelo ontológico, ii) la implementación del modelo utilizando el lenguaje OWL y iii) la do- cumentación del modelo ontológico. Concluimos que la ontologı́a creada, denominada hydrOntologyEC proporciona una plataforma más flexible para facilitar la interoperabilidad de las agencias involucradas en el do- minio hı́drico. Palabras Clave: Ingenierı́a Ontológica, Ontologı́a de Recursos Hı́dri- cos, Metodologı́a NeOn 1. Introducción Es muy común que la Información Geográfica (IG) sea hoy en dı́a gestionada por una variedad de agencias, quienes utilizan diferentes niveles de granularidad, calidad y estructura para representar sus datos. Esta heterogeneidad, combinada con las necesidades de intercambio de información desde diferentes actores, causa varios problemas importantes al momento de buscar, recuperar y explotar datos con caracterı́sticas similares [15]. La comunidad vinculada con los recursos hı́dricos no está exenta de estos desafı́os, los cuales adquieren mayor importancia si se considera que la solución de problemas complejos en el dominio hı́drico tiene un enfoque multidisciplina- rio [6,9]. Esta tendencia ha aumentado la sofisticación de los modelos utilizados, obligando a que los datos provenientes desde diferentes fuentes sean consisten- tes, esto implica considerar la heterogeneidad sintáctica en la estructura de los metadatos utilizados y la heterogeneidad semántica debido a la variedad de ter- minologı́a utilizada para describir los conceptos. Una de las soluciones para enfrentar estos desafı́os es que la comunidad acuer- de una ontologı́a que especifique y organice los conceptos relacionados al dominio hı́drico. Una ontologı́a es una especificación formal y explı́cita de una conceptua- lización compartida [11]. Aquı́, conceptualización se refiere a un modelo abstracto de algún fenómeno en el mundo y la identificación de los conceptos relevantes de ese fenómeno. Explı́cita significa que el tipo de conceptos que se utilizan, ası́ como las restricciones de su uso, se definen de forma explı́cita. Formal hace referencia al hecho de que la ontologı́a debe ser legible por una máquina. Com- partida refleja la noción de que una ontologı́a captura conocimiento consensuado, es decir, que no es privado, sino aceptado por un grupo. Se ha avanzado mucho hacia la representación semántica formal de conceptos en el dominio del agua [15,2,14]. Sin embargo, la mayor parte de las propuestas usan nomenclaturas que no se ajustan al contexto latinoamericano. La principal contribución de este trabajo es la creación de una ontologı́a base que permita uni- ficar y estructurar los conceptos del domino hı́drico en el contexto ecuatoriano. La meta es que esta ontologı́a pueda ser usada como un marco de conocimien- to central en la que expertos de diferentes dominios puedan contribuir con sus conceptualizaciones y necesidades de metadatos. Se espera además que la meto- dologı́a utilizada para la construcción de la ontologı́a pueda servir para que otros 65 desarrolladores y usuarios participen en el proceso de diseño y enriquecimiento de una ontologı́a más completa. El resto del documento está organizado de la siguiente manera: La sección “Metodologı́a” discute la metodologı́a utilizada para crear la ontologı́a y la es- pecificación de los requisitos que ésta debe cumplir. La sección “Resultados y discusión” presenta la ontologı́a propuesta, denominada hydrOntologyEC, la cual permite representar el conocimiento en el dominio de la información geográfi- ca hı́drica ecuatoriana. Finalmente, se resume el trabajo y se discute posibles direcciones para futuras investigaciones en la sección “Conclusiones”. 2. Metodologı́a En el campo de diseño de ontologı́as, varios grupos de investigación han hecho esfuerzos para facilitar el proceso de ingenierı́a ontológica, empleando métodos tanto manuales como automáticos. Lectores interesados en una revisión del estado del arte sobre las metodologı́as más conocidas en el campo de la ingenierı́a ontológica pueden consultar [12]. En este trabajo, dos aspectos fueron considerados como claves para el pro- ceso de selección de la metodologı́a: la existencia de guı́as claras que permitan resolver las diferentes situaciones del modelado y la posibilidad de reutilización de recursos ontológicos y no-ontológicos para reducir el esfuerzo de construir una ontologı́a desde cero. La metodologı́a NeOn descrita en [13] cumple estos requisitos a través de nueve escenarios que facilitan la construcción de una red de ontologı́as. Estos escenarios ofrecen la flexibilidad suficiente para el modela- miento de la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano. El enfoque usado comienza definiendo primero el propósito de la ontologı́a y sus requisitos de diseño. En segundo lugar, la construcción de la ontologı́a se lleva a cabo usando diferentes escenarios de la metodologı́a NeOn. Estos pasos son necesarios para reutilizar y especializar los conceptos usados dentro de la comunidad y determinar el método de presentación de estos conceptos. Las siguientes secciones explican detalladamente estos pasos, especialmente las fases de construcción de la ontologı́a, ya que estos son sin duda los pasos más complejos y desafiantes en la creación de una ontologı́a. 2.1. Especificación de Requisitos para el Modelo Ontológico En esta actividad se establece el propósito, el alcance y los usos previstos del modelo [5]. Adicionalmente se especifican los usuarios finales previstos y el lenguaje de implementación de la ontologı́a. A continuación se describe los resultados de cada una de las tareas de la actividad de elicitación de requisitos, usando para ello la plantilla Documento de Especificación de Requerimientos de la Ontologı́a (DERO) propuesta en la metodologı́a. La Tabla 1, muestra las cinco primeras secciones del documento para el caso de la ontologı́a. 66 Tabla 1. Documento de Especificación de Requisitos: Secciones 1 a 5 1 Propósito El propósito de la construcción del modelo ontológico es proveer un modelo consensuado para la representación de IG en el dominio hı́drico ecuatoriano que pueda ser usado en el proceso de conflación 2 Alcance El modelo ontológico tiene como alcance determinar las caracterı́sticas propias de la IG, ası́ como también la descripción de las caracterı́sticas de los fenómenos en el dominio hı́drico; todo aplicado a nivel local para el caso ecuatoriano 3 Lenguaje de implementación El modelo ontológico será implementado en OWL y almacenado en un reposi- torio interno (este repositorio será abierto a futuro). 4 Usuarios finales previstos Usuario 1: Especialistas del dominio hı́drico que intentan integrar y com- binar información del espacio geográfico ecuatoriano. Usuario 2: Instituciones gubernamentales ecuatorianas encargadas de la gestión de la IG, y otras instituciones encargadas de la gestión de los recursos hı́dricos en el Ecuador 5 Usos previstos Uso 1: Describir la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano desde fuentes heterogéneas. Uso 2: Colaborar en el proceso de conflación de IG en el dominio hı́drico ecuatoriano. Uso 3: Permitir la recuperación de la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano 2.2. Preguntas de Competencia del Dominio Hı́drico Ecuatoriano El uso de preguntas de competencia es una técnica para identificar requeri- mientos funcionales, que consiste en escribir preguntas en lenguaje natural, que el modelo ontológico deberá ser capaz de responder. La Tabla 2, muestra una lista ordenada de los requerimientos funcionales y no funcionales. 67 Tabla 2. Documento de Especificación de Requisitos: Sección 6 6 Requerimientos de la Ontologı́a (a) Requerimientos no funcionales 1. El modelo ontológico debe estar basado en la normativa y estándares a nivel nacional tanto en el dominio de la IG, como en el domino hı́drico. 2. Los términos y definiciones deben estar en español o en inglés con su respectiva traducción. (b) Requerimientos funcionales (Preguntas de Competencia) 1. Qué superficie de la cuenca hidrográfica del Amazonas ocupa el Ecuador? 2. Qué subcuencas/microcuencas abarcan la cuenca hidrográfica del Amazo- nas en el Ecuador? 3. Qué rı́os existen al interior de la cuenca “x”? 4. Qué localidades existen al interior de la cuenca “x”? 5. Qué cantones y poblados pertenecen a una cuen- ca/subcuenca/microcuenca “x”? 6. Dónde está ubicada geográficamente una cuenca/subcuenca/microcuenca “x”? 7. Cuántas cuencas hidrográficas de nivel “x” existen en el Ecuador? 8. Qué provincias abarca una cuenca hidrográfica “x”? 9. Cuál es el rı́o principal de una cuenca hidrográfica “x”? 10. Cuál es la longitud del cauce principal de una cuenca hidrográfica “x”? 11. Cuál es el cauce más largo de una cuenca/subcuenca/microcuenca “x”? 12. Cuál es la longitud del cauce más largo de una cuenca hidrográfica “x”? 13. Cuáles son los rı́os perenes de la cuenca hidrográfica “x”? 14. Qué afluentes desembocan el rı́o “x”? 15. Cuántas lagunas existen en la provincia “x”? por cantones o parroquias 16. Cuántas lagunas existen en el cantón? 17. Cuál es el área de la laguna “x”? 18. Cuál es la laguna más grande del Ecuador? 19. En qué provincias están ubicadas las lagunas más grandes del Ecuador? 20. En dónde está ubicada geográficamente la laguna “x”? 3. Resultados y discución Para la creación de la ontologı́a se adoptó una propuesta botttom-up, en el cual las ontologı́as seleccionadas para reutilización son integradas para cubrir un objetivo especı́fico dentro de un contexto especı́fico. Cuatro escenarios de la metodologı́a NeOn fueron usados para crear un mo- delo semántico que permita representar el conocimiento en el dominio de la IG hı́drica ecuatoriana: escenario 1-“de la especificación a la implementación”, escenario 2-“reutilización y reingenierı́a de recursos no ontológicos”, escenario 3-“reutilización de recursos ontológicos” y escenario 8-“reestructuración de re- 68 cursos ontológicos”. A continuación se describen las actividades que forman parte de estos escenarios. 3.1. Selección y Reingenierı́a de Recursos No Ontológicos Para la construcción de la ontologı́a se reutilizaron recursos no ontológicos que han alcanzado cierto nivel de consenso. La reutilización de los recursos no ontológicos involucra su reingenierı́a hasta convertirlos en ontologı́as [16]. La Figura 1 muestra las actividades sugeridas en el escenario 2. Figura 1. Actividades para la reutilización y reingenierı́a de recursos no ontológicos. 3.1.1 Búsqueda de Recursos No Ontológicos La búsqueda de recursos no ontológicos se llevó a cabo principalmente sobre sitios Web de instituciones gubernamentales ecuatorianas vinculadas por una parte a la gestión de la IG, y por otra, aquellas vinculadas al dominio hı́drico. Entre los sitios web revisados, se resalta el sitio del Instituto Geográfico Mili- tar (IGM)1 , desde donde se obtuvieron los siguientes recursos no ontológicos: Catálogo Nacional de Objetos. Versión 1.0 y Versión 2.0. Otro de los sitios Web para búsqueda de información ecuatoriana, y el de mayor importancia en el Ecuador desde el punto de vista que provee o enlaza información digital ecuatoriana es el sitio web del Sistema Nacional de informa- ción (SNI)2 . Desde el SNI, se han obtenido los siguientes recursos no ontológicos emitidos por el Consejo Nacional de Geoinformática (CONAGE)3 : Perfil Ecua- toriano de Metadatos, basado en la norma ISO 19115, Polı́ticas Nacionales de Información Geoespacial, y Terminologı́a para Información Geográfica basado en la Norma ISO/TS 19104:2008. En lo que respecta a la búsqueda de recursos en el dominio hı́drico ecua- toriano, estos se han obtenido desde el sitio Web de la Secretarı́a Nacional del Agua (SENAGUA)4 y son los siguientes: Documento para la delimitación y codificación de unidades geográficas del Ecua- dor. Metodologı́a PFAFSTETTER [10] y Capı́tulo 1, Definición, infraestructura y clasificación de los recursos hı́dricos, tomado de la Ley Orgánica de Recursos Hı́dricos usos y Aprovechamiento del Agua [1]. 1 http://www.igm.gob.ec/ 2 http://sni.gob.ec/acerca-del-sni 3 http://infdigital.sni.gob.ec/?p=1239 4 http://www.agua.gob.ec/ 69 3.1.2 Valoración y Selección de Recursos No Ontológicos A partir del material recopilado se procedió a la valoración y selección de aquellos recursos relevantes que contribuyen a dar respuesta de las preguntas de competencia planteadas en la sección 2.2. Los recursos no ontológicos selec- cionados cubren dominios desde el geográfico al hı́drico y están disponibles en diferentes formatos tales como: PDF o XLS. El proceso de selección involucró una revisión exhaustiva de la terminologı́a contenida en los recursos y fundamentalmente utilizando el criterio del consenso del que gozan estos recursos a nivel nacional. Ası́ por ejemplo, el catálogo de objetos Perfil Ecuatoriano de Metadatos (PEM) usa estándares internacionales de la ISO, por lo que es de uso obligado para las instituciones gubernamentales que generan IG, y para instituciones privadas que con fondos del estado generan IG. 3.1.3 Transformación de los Recursos No Ontológicos hacia la Onto- logı́a Desde los recursos no ontológicos se tomaron los esquemas y conceptos re- levantes para la resolución de las preguntas de competencia sobre la ontologı́a. Estos conceptos fueron formalizados y transformados a ontologı́as usando las actividades descritas en los escenarios 3 y 8 de la metodologı́a NeOn (descritos en la siguiente sección). Cada recurso aportó diferentes elementos a la ontologı́a final. Por ejemplo, desde el Catálogo Nacional de Objetos. Versión 2.0 se incor- poraron definiciones, categorı́as, subcategorı́as, geometrı́as y atributos con las que se representan los fenómenos hı́dricos en el Ecuador. Desde el Documento de delimitación y codificación de unidades geográficas del Ecuador se agregaron los 5 niveles de unidades hidrográficas utilizadas oficialmente en el Ecuador. La siguiente actividad en la creación de la ontologı́a fue la selección y rein- genierı́a de recursos ontológicos que se describe a continuación. 3.2. Selección y Reingenierı́a de Recursos Ontológicos El reciente incremento del número de ontologı́as disponibles en la Web hace posible su reutilización, lo que se traduce en reducción de tiempo y esfuerzo en el proceso de construcción del modelo ontológico. Adicionalmente, la reuti- lización de recursos ontológicos da la posibilidad de refinar el documento de especificación de requerimientos de la ontologı́a, a partir de axiomas o definicio- nes encontradas en las ontologı́as candidatas a la reutilización [4]. Sin embargo, las ontologı́as candidatas a reutilizar pueden ser más extensas de lo requerido o ajustarse parcialmente al documento de especificación de requerimientos, siendo necesario por tanto la reutilización total o parcial, o la reestructuración de los recursos ontológicos seleccionados. La Figura 2 esquematiza las actividades identificadas para la reutilización y reestructuración de recursos ontológicos de la IG en el dominio hı́drico ecuato- riano. 70 Figura 2. Actividades para la reutilización y reestructuración de recursos ontológicos. 3.2.1 Búsqueda y Selección de Recursos Ontológicos Para esta actividad se buscaron ontologı́as que cubran los requisitos especi- ficados en el DERO. Para ejecutar el proceso de búsqueda se utilizaron motores de recursos semánticos como Watson5 y Swoogle6 . En el dominio hı́drico se en- contraron más de 40 resultados y en el domino geográfico más de 100 resultados. Algunas de las ontologı́as encontradas para la representación de conocimiento en el dominio hı́drico fueron: surfhydrocore7 , hydrontology8 o Urba-enb9 . Un ejemplo de ontologı́as encontradas para la representación de la IG son: NeoGeo Geometry10 , WGS84 vocabulary11 , ISO 19115:200312 o GeoSPARQL13 . Las ontologı́as candidatas fueron analizadas con la librerı́a de código abierto Protégé14 . Esta herramienta, entre otras funcionalidades permite abrir y editar ontologı́as, además de soportar los lenguaje OWL15 y OWL216 . En el análisis de las ontologı́as, se consideraron principalmente dos aspectos: el idioma de repre- sentación, considerando únicamente aquellas ontologı́as en español, cumpliendo ası́ con el requerimiento no funcional del DERO; y el nivel de granularidad, des- cartando ontologı́as genéricas o globales debido las dificultades que estas causan 5 http://watson.kmi.open.ac.uk 6 http://swoogle.umbc.edu/ 7 https://svn.sdsc.edu/repo/WATER/CUAHSI/OntologyOwl/StarTree Current/ontology/ 8 http://mayor2.dia.fi.upm.es/oeg-upm/files/hydrontology/hydrOntology GeoLinkedData.owl 9 http://cui.unige.ch/isi/onto/2010/ 10 http://geovocab.org/geometry 11 http://www.w3.org/2003/01/geo/ 12 http://loki.cae.drexel.edu/ wbs/ontology/2004/09/iso-19115 13 http://www.opengeospatial.org/standards/geosparql 14 http://protege.stanford.edu/ 15 http://www.w3.org/2001/sw/wiki/OWL 16 http://www.w3.org/TR/owl-overview/ 71 por la tendencia a contener muchas más definiciones que la mayorı́a de aplica- ciones normalmente necesitan [4]. De esta manera, las ontologı́as que se reutilizaron para el modelo ontológico de la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano fueron: HydroOntology, ISO 19115, Provenance17 , y GeoSPARQL. 3.2.2 Reestructuración de las Ontologı́as Seleccionadas En las siguientes secciones se describe brevemente el proceso utilizado para la reutilización y/o restructuración de las ontologı́as seleccionadas. a) Reutilización y reestructuración de HydrOntology (Ontologı́a del dominio hı́drico) HydrOntology ha sido desarrollada por el Grupo de Ingenierı́a Ontológica de la Universidad Politécnica de Madrid (OEG)18 . Esta ontologı́a trata de cubrir la mayor parte de los conceptos del dominio hı́drico, contiene más de ciento cincuenta (150) conceptos relevantes relacionados con hidrografı́a (por ejemplo, rı́os, embalses, lagos, canales, y otros), 34 relaciones, 66 atributos y 256 axio- mas. El modelo semántico hydrOntology contiene la mayorı́a de los conceptos del dominio hı́drico ecuatoriano, reflejados en el catálogo nacional de objetos geográficos del Ecuador (recurso no ontológico reutilizado, tratado en la sección 3.1) y cubre completamente lo requerido por las preguntas de competencia del DERO en lo referente al dominio hı́drico. A partir del modelo definido por hydrOntology, se reutilizaron los conceptos coincidentes. Sin embargo, se hizo necesario la extensión de hydrOntology, par- ticularmente, para representar el fenómeno de las cuencas hidrográficas según lo establecido por la normativa ecuatoriana, que define 5 niveles de unidades hidrográficas. b) Reutilización de GeoSPARQL (Ontologı́a del dominio de la IG) GeoSPARQL19 es a dı́a de hoy un estándar del OGC, que soporta tanto la representación como la consulta de datos geoespaciales sobre la Web Semántica, para esto, GeoSPARQL define un vocabulario para representar datos geoespa- ciales y define una extensión al lenguaje de consultas SPARQL [7]. GeoSPARQL, define tanto la topologı́a como la geometrı́a utilizando conjunto de clases, propie- dades y tipos de datos a partir de un diseño modular; esto facilita la reutilización y/o extensión de la ontologı́a para la representación de la IG en un dominio o aplicación particular. Para la organización de la IG, GeoSPARQL utiliza las clases geo:Feature y geo:Geometry. 17 http://www.w3.org/ns/prov-o 18 http://www.oeg-upm.net/ 19 http://www.opengeospatial.org/standards/geosparql 72 Para la representación de la geometrı́a de la IG ecuatoriana, se reutilizó la clase: geo:Geometry (linestring, polygon y multipolygon) que enlaza a los fenóme- nos representados a través de la propiedad hasGeometry, y para la serialización de estas geometrı́as se trabajó con el formato WKT20 utilizando la propiedad hasSerializacion. Adicional a sus clases, GeoSPARQL define relaciones topológicas según los modelos Egenhofer [3], RCC-8 [8] y Simple Features21 , y también define un conjunto de operaciones espaciales no topológicas (geof:distance, geof:buffer, geof:convexHull, geof:intersection, geof:union, geof:difference, geof:symDifference, geof:envelope y geof:boundary) que son utilizadas como extensión del lenguaje de consultas SPARQL, lo cual permite la consulta de información aprovechando las propiedades de localización propias de la IG. Estas funciones espaciales que ofrece GeoSPARQL, pueden ser explotadas en una interfaz de visualización de la información almacenada. c) Reutilización del ISO 19115 (Ontologı́a para representar Metadatos de la IG) Una de las ontologı́as que destaca en el proceso de descripción de metada- tos de la IG es la norma ISO19115-2003. En este trabajo se ha reutilizado esta ontologı́a, debido a que el Perfil Ecuatoriano de Metadatos (PEM) está basado en esta norma y es de uso oficial en el territorio nacional. A partir de la ontologı́a ISO19115, se modeló únicamente el concepto de “es- cala”, con la posibilidad de ampliar el modelo ontológico para representar todos los metadatos requeridos por el PEM. Este concepto está descrito en la onto- logı́a ISO19115 con la propiedad“denominator ” haciendo referencia al número de denominador de la escala. Por ejemplo para la escala 1:50000 el denominador serı́a 50000 por lo tanto el número denominador es almacenado en el modelo ontológico. d) Reutilización de PROV-O (Ontologı́a para representar la proce- dencia de las fuentes de datos) La ontologı́a PROV-O, constituye una recomendación de la W3C22 que pro- porciona un conjunto de clases propiedades y restricciones que pueden ser uti- lizadas para representar e intercambiar la información de procedencia de la IG. Esta ontologı́a también puede ser especializada para crear nuevas clases y pro- piedades para modelar información de procedencia desde diferentes aplicaciones y dominios. Esta ontologı́a está basada en el modelo de datos de procedencia (PROV-DM)23 generado por la misma W3C, en donde se modela información 20 Well Know Text (WKT) es una codificación estandarizada, en formato de texto para describir objetos espacio vectoriales 21 http://www.iso.org/ 22 https://www.w3.org/ 23 http://www.w3.org/TR/2013/REC-prov-dm-20130430/ 73 acerca de entidades, actividades, personas, organizaciones responsables o invo- lucradas en la producción de los datos, etc.; esta información de procedencia puede ser usada para valorar sobre la calidad, confiabilidad o integridad de los datos. En la construcción del modelo ontológico se reutilizó el componente de PROV- O que define los agentes responsables de generación de la información. Los agen- tes responsables de la generación de la información en la ontologı́a PROV-O se sub clasifican en organizaciones, personas y agentes de software, de estos se ha reutilizado únicamente la clase que define la organización responsable: “orga- nization”. Sin embargo, es posible la reutilización de más clases, pero en este trabajo se utiliza únicamente una clase como prototipo de modelo. La reutilización de PROV-O, como parte del modelo ontológico está justifi- cado debido a que la IG se integra desde diferentes fuentes y en este contexto el conocimiento de la procedencia de las fuentes se torna importante para la valoración por parte del usuario sobre la confiabilidad de la IG consultada. 3.2.3 Integración del modelo ontológico El modelo ontológico resultante de la reutilización de las ontologı́as GeoS- PARQL, Prov-O, ISO19115 y la reestructuración de hydrOntology para la re- presentación de la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano, es el que se muestra en forma de metamodelo en la Figura3. En la ontologı́a resultante se crearon 5 clases, dependientes de la clase princi- pal “Cuenca Hidrográfica” de hydrOntology, según la subdivisión para las unida- des hidrográficas ecuatorianas. Estas nuevas clases corresponden a los 5 niveles de unidades hidrográficas del Ecuador según la metodologı́a Pfafstetter. En lo que se refiere a las propiedades de los objetos “Object Properties”, en hydrOn- tology, están implementadas una serie de propiedades que permiten modelar la información de forma detallada, indicando la relación que existe entre objetos como: Rı́os, Lagunas, Cuencas, Lagos, etc.; ejemplos de estas propiedades son: “parte de”, “desagua en”, “esta en” , etc., de aquı́ que, a través de estas relacio- nes se podrı́a indicar por ejemplo que: el rı́o x desagua en el lago y . Adicional a estas propiedades, se implementaron dos nuevas propiedades que son: “con- tiene a” y “pertenece a”. Estas dos nuevas propiedades permiten relacionar las unidades hidrográficas según sus niveles de clasificación, de la siguiente manera: • Una cuenca de nivel 1 contiene a una cuenca de nivel 2. • Una cuenca de nivel 2 contiene a una cuenca de nivel 3, ası́ sucesivamente. • Una cuenca de nivel 5 pertenece a una cuenca de nivel 4 • Una cuenca de nivel 4 pertenece a una cuenca de nivel 3, ası́ sucesivamente. Finalmente, se decidió implementar nuevas propiedades de superficie y perı́me- tro exclusivas para la clase “Cuenca Hidrográfica”, porque las propiedades exis- tentes de superficie y perı́metro de hydrOntology presentaron un error en la fase de evaluación de la extensión realizada sobre hydrOntology. A esta extensión, enriquecimiento y especialización de hydrOntology se le denominó hydrOnto- logyEC . En resumen para llegar a hydrOntologyEC fue necesario: 74 Figura 3. Metamodelo ontológico de la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano. • Agregar las clases: Nivel 1, Nivel 2, Nivel 3, Nivel 4, Nivel 5 que representan los niveles de las cuencas hidrográficas ecuatorianas y son subclases de la clase “Cuenca Hidrográfica”. • Agregar las propiedades: “superficie cuenca”, “nombre cuenca” y “perme- tro cuenca” cuyo dominio es “Cuenca Hidrográfica”. • Establecer y agregar las propiedades “contiene a” y “pertenece a” para re- lacionar a los objetos de Cuencas Hidrográficas. 4. Conclusiones La principal contribución de este trabajo consiste en la creación de un mo- delo semántico que permita representar el conocimiento en el dominio de la información geográfica hı́drica ecuatoriana. Tanto la definición de los requisitos del modelo ontológico como su construcción tomaron como base las guı́as pro- puestas en la metodologa NeOn. Diferentes recursos ontológicos y no ontológicos relacionados al dominio fueron considerados para crear un modelo comprensible y extensible. La ontologı́a resultante está definida como una red de ontologı́as que conju- gan el dominio hı́drico (ontologı́a: hydrOntologyEC), la IG (geo-ontologı́a: GeoS- PARQL), la procedencia de las fuentes (ontologı́a: Prov-O), y los metadatos de la información representada (ontologı́a: ISO19115). Con el modelo ontológico construido es posible modelar el conocimiento a nivel local y alcanzar este cono- cimiento compartido, permitiendo además, integrar múltiples enfoques del diseño de la IG en el dominio hı́drico ecuatoriano. Como trabajo futuro se espera ejecutar diferentes pruebas a la ontologı́a propuesta. Particularmente, se busca medir la usabilidad y la calidad de la mo- delación. 75 Referencias 1. Asamblea Nacional: Ley orgánica de recursos hı́dricos, usos y aprovechamiento del agua. (2014) 2. Bermudez, L. E andPiasecki, M.: Role of ontologies in creating hydrologic meta- data. In International Conference on HydroScience and Engineering (2004) 3. Egenhofer, M.: A formal definition of binary topological relationships. Lecture Notes in Computer Science 367 (1989) 457–472 4. Fernández-López, M., Suárez-Figueroa, M.C., Gomez-Pérez, A.: Ontology deve- lopment by reuse. In Ontology Engineering in a Networked World (2012) 5. 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