BD RELACIONALES 

 Definición Son las de mayor uso en SIG.  Se denominan BD relacionales pues las relaciones entre las entidades y sus atributos se administran como tablas. Del mismo modo la relación entre tablas representa la relación entre entidades. En las tablas los registros o tuplas (records)  corresponden a cada objeto del mismo tipo y los campos (fields) a sus atributos correspondientes.  Cada registro corresponde a una entidad y cada campo a un atributo o variable temática. Identificadores En algunas BD las tablas pueden presentar un orden determinado de registros pero no necesariamente corresponde a la misma secuencia con la que están almacenados físicamente. De ahí que la inserción de los registros puede ser secuencial o no-secuencial.  En el primer caso la búsqueda de un registro implica leer desde el primer registro hasta encontrarlo y cambiar el orden físico implica una copia provisional de los datos. En la inserción no secuencial los registros simplemente quedan el el orden de entrada.  Para facilitar el acceso directo a los datos y una ordenación efectiva se requiere de un índice o Identificador (ID) que permita diferenciar y ordenar los datos. Ninguna tabla puede tener dos registros iguales, ya que cada tabla tendrá uno o varios campos que brindarán un identificador único o compuesto a cada registro (ID).  El identificador es único cuando corresponde a un sólo campo o compuesto cuando se requieren varios campos para poder diferenciar los registros. Ejemplo:

los códigos de un distrito son 01,02,03.... ( columna ID Distrito)los códigos de las parcelas de cada distrito también son 01,02,03.... (columna ID parcela) entonces para reconocer que una parcela es de un distrito y no de otro no basta solo con el codigo de parcela sino que se necesita de forma simultánea el código de distrito. De este modo el identificador de parcela será ID parcela - ID Distrito, es decir, un identificador o llave compuesta. LLaves Las tablas se vinculan, unen o separan a través de los identificadores o campos comunes.(LLAVES) 

Cuando la llave o identificador es el principal de la tabla se llama Llave primaria (primary Key o PK)Cuando la llave o identificador conduce a otra tabla se llama Llave foránea (FK) En teoría, todos los atributos de una misma entidad se podrían almacenar en una misma tabla facilitando la búsqueda y se minimiza el riesgo de redundancia de datos. Pero tablas de muchas columnas saturan al usuario y se dividen desde el identificador principal.  El número, dimensión y enlaces de las tablas influye en el tamaño del archivo y en la velocidad de lectura de los datos.  

 

  

  

 

 

Ventajas comparativas La BD Relacional es más flexible ya que los elementos que la integran se pueden ingresar de modo independiente a la estructura que quiera formarse con ellos (o sea, primero las tablas luego sus relaciones) mientras que en los otros modelos la estructura ya esta definida. Se puede realizar cualquier clase de búsqueda de datos entre tablas siempre y cuando haya campos comunes entre estas.

 Sin embargo, la implementación de una BD relacional es algo dispendiosa y el desempeño puede ser lento en algunos casos cuando el sistema deba realizar muchas confrontaciones entre tablas vinculadas. Aún así, es uno de los modelos de mayor uso y sólo son superadas por las bases de datos orientadas a objetos.

  

El modelo conceptual que refleja las entidades del sistema y sus relaciones se expresa mediante un

 MODELO ENTIDAD - RELACIÓN

EL MODELO

 ENTIDAD - RELACIÓN

Para representar un paisaje en BD relacionales primero se definen el tipo de datos y sus relaciones a través de un MODELO ENTIDAD - RELACIÓN (conjunto de entidades, atributos y relaciones):

Conjunto de entidades: los objetos relevantes para la BDpor ejemplo, municipios, veredas, casas. Conjunto de atributos: las variables o características de los objetos.P.ej.   N° habitantes / vereda; area del municipio; Cabezas de ganado por finca, etc.Cada atributo posee un conjunto de valores posibles p.ej . 0-200 hab, 0-20 km², etc. este conjunto de valores posibles de un atributo se llamaDOMINIO  Conjunto de relaciones:  los aspectos que permiten relacionar a cualquier nivel una entidad con otra.P. ej.   La vereda X posee muchas escuelas;  Cada escuela solo esta en una vereda;La carretera F cruza muchas fincas; Una finca puede tener varias carreteras.  

 

 

    

GRADO DE LAS RELACIONES  UNO - UNO:Un registro en una tabla sólo tiene relación con un registro en otra tabla.Un municipio tiene un área rural y esa área rural sólo le corresponde a ese municipio. UNO - MUCHOS:Un registro en una tabla puede relacionarse con varios registros en otra pero cada uno de esos registros sólo se relacionan con esa tabla.Un área rural tiene varias veredas pero cada una de esas veredas sólo pertenecen a esa área rural. 

MUCHOS - MUCHOS:Muchos registros en una tabla se relacionan con muchos registros en otra tabla.Una parcela puede tener varios dueños y cada dueño puede tener varias parcelas. 

   

TIPO DE RELACIONES A su vez las relaciones pueden ser OBLIGATORIAS u OPCIONALES y obedecen a sí la relación entre dos entidades debe darse o puede darse. ej: Un LOTE puede tener CONSTRUCCIÓN  (rel. opcional)Un PROPIETARIO debe tener PREDIO  (rel. obligatoria)  

  

Ejemplo 

paisaje de una zona de aprovechamiento forestal 

 Modelo Entidad - Relación simplificado

 

 Nótese en el modelo de ejemplo, entre otras, las siguientes características:

El campamento posee varios caminos y no todos los caminos conducen a un campamento.

Al menos un bosque cruza muchos polígonos de suelos y no todos las unidades de suelos poseen bosque.

No todo bosque tiene cable aéreo pero todo cable aéreo ingresa a un bosque. Un mismo camino conecta más de un centro de acopio y todos los centros de acopio

poseen camino. Un cable aéreo debe conectar a un centro de acopio pero no todo centro de acopio

tiene cable aéreo.

  

  

ELABORACIÓN DEL MODELO  

1.    Se definen las entidades relevantes2.    Se ilustran las entidades

3.    Se reconocen identificadores y atributos son propios de cada entidad4.    Se definen las relaciones

  

NOTA SOBRE EL MODELO E-R: Aunque es el mas usado debido a la alta expansión de las bd relacionales, el modelo E-R no muestra claramente los procedimientos que tienen lugar sobre los objetos. Aquí definitivamente el modelo y sus tablas están por un lado y las

operaciones por otro. (p.ej incrementar registros, borrar atributos, alterar registros, etc). 

 

MODELO FISICOCuando se tiene el modelo entidad - relación, es necesario ajustarlo mediante consejos de normalización a fin de poder realizar su implementación física.  Este nuevo modelo ajustado se denomina el MODELO FISICO .

En el modelo físico se incorporan las llamadas TABLAS DE PASO que rompen aquellas relaciones Muchos-Muchos que puedan presentarse entre dos entidades y al menos una de ellas es NO ESPACIAL.  La tabla de paso tan sólo se compone de dos campos, el identificador de una entidad y el identificador de la otra.  Al final, la relación será de uno-muchos hacia la tabla de paso desde cada entidad. (ver figura)

 

Como ejemplo, una tabla de paso puede resolver una consulta sobre una relación muchos - muchos entre PREDIOS y PROPIETARIOS.  Sin la tabla de paso, un predio sólo podria mostrar un dueño y asi mismo un propietario sólo podría relacionarse con un predio. Gracias a la tabla de paso - que comunmente adquiere el nombre de las dos entidades, p. ej. PREDIO-PROPIETARIO, contiene los identificadores de cada entidad y por tal las combinaciones posibles.predio-propietario.  

EXCEPCIÓN EN SIG

En todas las bases de datos convencionales se rompen las relaciones muchos- muchos en tablas de paso, sin embrago, hay una excepción en SIG y ocurre cuando las dos entidades son espaciales (p.ej, suelos y bosques). En este caso la relación no se normaliza ya que se puede resolver físicamente en cualquier momento gracias a una superposición de capas que automáticamente generará una tercera capa fruto de la intersección y su respectiva tabla que efectivamente será una tabla de paso.

MODELO LOGICO

Una vez definido el modelo conceptual esquematizado por el modelo E-R se procede a elaborar el modelo lógico que expresa el diseño de las tablas asociadas a cada entidad.  El modelo lógico típico suele describir los siguientes ítems para cada uno de los campos de atributos:

NOMBRE nombre del campo

LLAVE Tipo de llave

si es la clave propia de la tabla es  PRIMARIA (PK)

si es la clave que conduce a otra tabla es FORÁNEA (FK)

si no es ninguna clave va como un espacio en blanco (-------)

TIPO tipo de campo

Number, String o Caracteres, Date (fechas), boolean (V o F)Campos con valores que combinan números y letras son también del tipo string

LONGITUD MÁXIMA

numero de caracteres máximo incluyendo espacios

4,7,10, etc

UNICIDAD indica la exclusividad o no del valor del campo

Si otra fila puede tener ese mismo valor es  NO UNICO

si el valor sólo puede ir en una fila es  UNICO

OBLIGATORIEDADSi tiene o no que ir un dato en el campo

Si el campo se puede dejar en blanco es  NULO

Si el dato debe ser conocido es  NO NULO

EJEMPLO Un ejemplo de cómo serían los datos de este campo o columna.

Ejemplo

Entidad:   CARRETERA

NOMBREID_CARRE

TERATIPO

ESTADO

Carriles

ID_FLUJO

Mantenimiento

Construcción

LLAVE PK ------ ---- ------ FK ------ ------

TIPO String String Stringnumb

erString Boolean date

LONGITUD MAX.

5 30 12 1 5 1 8

UNICIDAD único no únicono

únicono

únicono

únicono único no único

OBLIGATORIEDAD

No nulo nulo nulono

nulonulo no nulo nulo

EJEMPLO V-007paviment

ada transitable

2 T4 F2001090

5

Nótese en la tabla de ejemplo entre otros los siguientes aspectos:

El campo ID_carretera es la llave primaria (PK) e identificador UNICO ya que permite diferenciar a todas las carreteras del modelo y cada carretera tendrá un ID único e irrepetible.

Si el campo tipo de flujo es una llave externa (FK) significa que conduce a una tabla donde se explican uno a uno los diferentes tipos de flujo incluyendo el tipo T4 del renglón de ejemplo.

El campo mantenimiento es Booleano ya que se quiere expresar con verdadero (True) o Falso (False) si cada carretera tiene o no mantenimiento. El campo construcción es del tipo Date ya que refiere a la fecha 5 de agosto del 2001 en el formato AAAAMMDD.

Según este modelo lógico sólo se pueden usar hasta 12 dígitos (Long. Maxima) para expresar el estado de cada carretera (EJ. "transitable =11 dígitos)

Como el campo Tipo es No único significa que habrá mas de una carretera que sea del mismo tipo que otra  por tanto el valor que tome este campo se podría repetir en dos o mas registros.  (p.ej. habrán dos o mas pavimentadas)

Como el campo Estado es Nulo significa que esta característica no es un dato que se este obligado a conocer y por tanto podría dejarse en blanco al momento de llenar la BD

Como el campo Carriles es No Nulo significa que es un dato que deber ser ingresado y por tanto se sta obligado a conocer cuantos carriles tienen todas las carreteras del modelo.

LAS FORMAS NORMALES

Una base de datos relacional debe procurar no violar las tres formas normales básicas que refieren a formas de estructuración de las tablas:

 1ra forma normal:  cuando hay un atributo en una tabla cuyo dominio es conocido conviene definir una tabla aparte para este atributo.p. ej. en una tabla de EDIFICACIONES se puede tener una columna que indique directamente el material de cada edificación.  Pero también podría existir una tabla aparte llamada MATERIALES que tuviera una lista de materiales posibles y que se citara desde la tabla edificaciones mediante códigos.Violación a la segunda forma normal:  cuando se crean llaves compuestas innecesariamente.p.ej. en una tabla de PROPIETARIOS se tienen como identificadores la cedula y el nombre. Este ultimo sobra ya que con la cedula ya se puede diferenciar cada propietario.Violación a la 3ra forma normal: cuando en la tabla de un objeto se ingresan atributos que no son propios de este tipo de objeto.  P. ej. en una tabla de ZONAS BOSCOSAS  se tiene el nombre, la especie, y el tipo de semilla de la especie.  Este ultimo atributo no corresponde a zonas boscosas sino mas bien a la propia tabla donde se listan las especies.