Servidor MCP local (DuckDB + H3)

Servidor MCP local (DuckDB + H3)

En este repositorio se creó el servidor MCP, el cual funciona como intermediario para hacer que un modelo LLM pueda establecer conexión y hacer consultas a una base de datos SQL. Además de este servidor, también se tienen los scripts que convierten los datos geoespaciales en una base de datos relacional en formato H3.

1. tif_to_h3_parquet.py — convierte un raster (COG local, remoto, oresuelto desde un item STAC) en un .parquet indexado en H3: una filapor hexágono, con la clase mayoritaria (datos categóricos) o el promedio(datos continuos).
2. vector_to_h3_parquet.py — convierte un vector de polígonos (GeoJSON,Shapefile, GeoPackage) en un .parquet indexado en H3: una fila porcada combinación de feature y hexágono que esa geometría cubre — útilpara límites administrativos, páramos, cuencas y cualquier capa queluego se quiera cruzar (por JOIN) con datos raster ya indexados en H3.
3. server.py — un servidor MCP que sirve esos .parquet locales con la herramienta query de SQL DuckDB.

Arquitectura

Vista general del ecosistema

Este servidor es una pieza dentro de un ecosistema de tres repositorios: la app web (geo-agent-LIB), la librería del mapa/agente que esa app carga desde CDN (geo-agent), y este servidor de datos local.

flowchart LR
    User(("Persona<br/>usando el chat"))
    LIB["geo-agent-LIB<br/>app: datasets, branding,<br/>layers-input.json"]
    LibCore["geo-agent<br/>librería: mapa, chat, agente LLM<br/>(cargada desde CDN)"]
    MCP["local-mcp-server<br/>(este repo)<br/>SQL sobre datos H3 locales"]
    STAC["Catálogos STAC<br/>local + público"]
    LLM[["LLM externo<br/>OpenRouter / Bedrock (BYOK)"]]

    User <-->|"pregunta →<br/>← mapa + respuesta"| LIB
    LIB <-->|carga módulos / eventos UI| LibCore
    LibCore -->|metadata + capas visuales| STAC
    LibCore <-->|Chat Completions API| LLM
    LibCore <-->|MCP · Streamable HTTP| MCP

geo-agent-LIB es la app configurada (datasets propios, direcciones propias); los módulos que la hacen funcionar (mapa, chat, agente LLM) vienen de la librería geo-agent, cargada desde CDN. Esa librería habla con tres sistemas externos: el catálogo STAC (metadata + capas visuales), un LLM externo (razonamiento del chat), y este servidor (SQL sobre datos H3 propios).

Este repositorio en detalle

flowchart TD
    Client[["Cliente MCP<br/>(geo-agent, en el navegador)"]]
    Map[["Mapa<br/>(MapLibre GL, en el navegador)"]]

    subgraph Repo["local-mcp-server"]
        direction TB
        Tools["Tools MCP (server.py)<br/>list_local_datasets · get_local_schema · query<br/>get_stac_details · compute_area<br/>summarize_by_category · join_datasets_by_h3<br/>register_hex_tiles · get_hex_tile_status"]
        Engine[("DuckDB<br/>+ extensiones h3, spatial")]
        Data[("data/*.parquet<br/>H3-indexado")]
        Tiles[("tiles/*.geojson")]
        Conv["Herramientas de conversión a H3<br/>tif_to_h3_parquet.py · vector_to_h3_parquet.py"]

        Tools --> Engine --> Data
        Tools --> Tiles
        Conv --> Data
    end

    Raster[("Raster COG /<br/>GeoTIFF")] --> Conv
    Vector[("Vector GeoJSON /<br/>SHP / GPKG")] --> Conv

    Client <-->|"MCP · Streamable HTTP<br/>localhost:8001/mcp"| Tools
    Tiles -.->|"GET /tiles/&lt;hash&gt;.geojson"| Map

server.py expone los tools MCP; todos leen/escriben a través de DuckDB (con las extensiones h3 y spatial cargadas). Los .parquet de data/ se generan una sola vez, offline, con los dos scripts de conversión — nunca en tiempo de consulta. register_hex_tiles es la única excepción que escribe en caliente: genera un .geojson en tiles/ y lo sirve por HTTP directo al mapa, sin pasar por el cliente MCP.

Se recomienda tener un ambiente conda o un ambiente virtual para ejecutar todo lo siguente.

1. Instalar

Clonar este repositorio

cd local-mcp-server
pip install -r requirements.txt

Además se necesitan los binarios de GDAL en el PATH (gdalinfo,gdal_translate):

sudo apt install gdal-bin        # Ubuntu/Debian
# o
conda install -c conda-forge gdal

2. Convertir un dataset a H3 (ejemplo: colección "Coberturas")

El catálogo STAC expone la colecciónCoberturas (grado de conservación/transformación de ecosistemas —1=Natural, 2=Secundaria, 3=Transformada) como un COG categórico. Para unaprimera prueba rápida usar una resolución H3 gruesa (h6, ~36 km²/celda):

python tif_to_h3_parquet.py \
    --stac-item http://172.191.168.255:8082/collections/Coberturas/items/2020 \
    --output data/coberturas_h6.parquet \
    --resolution 6 \
    --labels "1=Secundaria,2=Natural,3=Transformada"

Si se quiere una resolución "estándar" (h8, ~0.7 km²/celda,la misma que usa el servidor de boettiger-lab), correr:

python tif_to_h3_parquet.py \
    --stac-item http://172.191.168.255:8082/collections/Coberturas/items/2020 \
    --output data/coberturas_h8.parquet \
    --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --labels "1=Natural,2=Secundaria,3=Transformada"

Nota de tamaño/tiempo: el raster de Coberturas es 48657×66749 píxeles(~27m/píxel) cubriendo todo Colombia — del orden de mil millones de píxelesválidos. A resolución h8 puede tardar bastante.Para pruebas o iterar rápido es suficiente con un h6 o h7El h8 solo cuando sea algo más definitivo y preciso

El mismo comando sirve para la colección Humedales (humedal binario,clase única "humedal") — solo cambiar --stac-item y --labels, ejemplo:

python tif_to_h3_parquet.py \
    --stac-item http://172.191.168.255:8082/collections/Humedales/items/Humedales30 \
    --output data/humedales_h8.parquet \
    --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --labels "1=Humedal"

Y para datos continuos (elevación, HHContinua, etc. — no categóricos) se usa --agg avg en vez de --agg mode (que es el default), y omiten --labels.

Desde un archivo local (sin STAC)

--source no está limitado a datos del catálogo STAC — también acepta unaruta local directa a cualquier COG/GeoTIFF en disco:

python tif_to_h3_parquet.py \
    --source /ruta/local/mi_raster.tif \
    --output data/mi_raster_h8.parquet \
    --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --labels "1=Clase A,2=Clase B"

--stac-item y --source son mutuamente excluyentes: usa --stac-itemcuando sea un item del stac; usar --source con ruta local.

2b. Indexar límites vectoriales (departamentos, páramos, cuencas...)

vector_to_h3_parquet.py hace lo mismo que el conversor de raster pero parapolígonos: convierte cada .geojson/.shp/.gpkg en un parquet con unafila por cada (feature, hexágono) que esa geometría cubre — el modelo de"tiling" que usa el resto del ecosistema para límites administrativos, noel de "un valor agregado por celda" del raster. Nota: Para estas pruebas poner los archivos geojson en la carpeta ./data_previa

python vector_to_h3_parquet.py \
    --source data_previa/departamentos.geojson \
    --output data/departamentos_h8.parquet \
    --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --keep-columns dpto_cnmbr,dpto_ccdgo

Mismo patrón para los otros archivos en data_previa/:

python vector_to_h3_parquet.py --source data_previa/paramos.geojson \
    --output data/paramos_h8.parquet --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --keep-columns NM_UA,COD_CMPLJ,Area_Ha

python vector_to_h3_parquet.py --source data_previa/jurisdicciones-ambientales.geojson \
    --output data/jurisdicciones_h8.parquet --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --keep-columns car,nombre

python vector_to_h3_parquet.py --source data_previa/subzonas-hidrograficas.geojson \
    --output data/subzonas_h8.parquet --resolution 8 --parent-resolutions "6,0" \
    --keep-columns nom_szh,COD_SZH,nom_zh,nom_ah

--keep-columns es opcional pero recomendado: sin él se conservan todas lascolumnas de atributos

A diferencia del raster, esto corre en segundos incluso a resolución h8: los33 departamentos de Colombia tilados a h8 son ~1.5M filas, generadas enmenos de un minuto, todo en local con DuckDB (no necesita GDAL como binarioaparte — ST_Read de la extensión spatial lee GeoJSON directo).

Ejemplo real: "cobertura natural en Antioquia"

Con departamentos_h8.parquet y las Coberturas(coberturas_h8.parquet, generado igual que en el paso 2) se usaun SEMI JOIN por h8 — nunca con una intersección geométricasobre el polígono:

WITH antioquia_hex AS (
    SELECT DISTINCT h8
    FROM read_parquet('data/departamentos_h8.parquet')
    WHERE dpto_cnmbr = 'ANTIOQUIA'
),
cobertura_en_antioquia AS (
    SELECT c.h8, c.class_label
    FROM read_parquet('data/coberturash8.parquet') c
    SEMI JOIN antioquia_hex a USING (h8)
)
SELECT class_label,
       COUNT(*) AS celdas,
       SUM(h3_cell_area(h8, 'km^2')) AS area_km2,
       ROUND(100.0 * COUNT(*) / SUM(COUNT(*)) OVER (), 1) AS pct
FROM cobertura_en_antioquia
GROUP BY class_label
ORDER BY area_km2 DESC

Resultado real (recorte de Coberturas a la extensión de Antioquia):

El área total ≈ 63,020 km², consistente con el área oficial de Antioquia —

Este es exactamente el patrón que el LLM del chat de geo-agent generará solocuando se le pregunta "¿cuánta cobertura natural hay en Antioquia?": llamalist_datasets → get_schema en ambos datasets → arma el SEMI JOIN dearriba.

3. Levantar el servidor MCP

python server.py

DATA_DIR: /ruta/a/local-mcp-server/data
Datasets encontrados: 2 → ['coberturas_h8', 'humedales_h8']
Sirviendo MCP en http://127.0.0.1:8001/mcp

4. Conectar geo-agent a este servidor local

En el archivo de configuración de geo-agent-LIB app/layers-input.json:

{
  "mcp_url": "http://localhost:8001/mcp"
}

Al pregúntar al chat algo como "¿qué porcentaje del área tiene coberturanatural?" — el agente llamará list_datasets → get_schema → query