modelado de la bdg -...
TRANSCRIPT
3
Modelado de la BDG
Adecúe la acción a la palabra, y la palabra a la acción William Shakespeare El fin debe de justificar los medios Matthew Prior Debo suponer que un documento “No archivar” se archivará en un archivo”No archivar”. Senador Frank Church
Capítulo 3 Modelado de la Base
23
3.1 - INTRODUCCIÓN
A lo largo de este capítulo podremos entender la estructura, esquema y organización
de nuestra base de datos. Encontraremos también el tipo de información que se investigó, la
relación entre los datos espaciales y no espaciales y además la fragmentación que se hace
para obtener eficiencia en la recuperación de la información espacial. Durante este capítulo
básicamente analizaremos a detalle la estructura de nuestra base de datos.
3.2 – NECESIDADES Y REQUERIMIENTOS
Nuestra investigación toma cuerpo al pensar en generar una herramienta que
permita realizar análisis de territorio. En el contexto del volcán Popocatépetl se espera que
nuestro proyecto apoye al Plan Operativo Popocatépetl que ejecuta acciones para la
protección de la población. La idea es brindar a este organismo información confiable de
manera fácil y rápida.
El proyecto que fue propuesto ante el CONACYT consiste en construir una BDG
que permita la construcción de un SIG que de apoyo en la toma de decisiones en caso de
una emergencia volcánica.
Capítulo 3 Modelado de la Base
24
En la ciudad de Puebla el organismo responsable de la protección de la población en
caso de una emergencia volcánica es el Plan Operativo Popocatépetl. Se estableció
contacto con su Director el Lic. Ramón Peña teniendo como resultado varias entrevistas
para investigar y entender la problemática y el tipo de información que necesitan para
tomar decisiones.
De tal modo que sus requerimientos se pueden resumir en los siguientes puntos:
• Una herramienta que responda a consultas básicas y simples de manera sencilla
con el fin de reducir el papeleo y automatizar algunos procesos manuales, como son
las consultas a las carpetas. Por ejemplo: “¿Cuáles son los refugios asignados a San
Mateo Ozolco?”
• Una herramienta que les permita visualizar el área de operación y los objetos
geográficos de importancia con el fin de hacer su análisis territorial de una manera
más sofisticada.
• Consultas más complejas que involucren los tres tipos de información con que
cuenta nuestra BDG (espacial, descriptiva, estadística)
Por otra parte tenemos otro usuario que es la población en general, que tiene
variadas necesidades de información y que principalmente se refieren a las consultas
básicas que plantea el Plan Operativo. Estamos conscientes de que las comunidades
afectadas viven en condiciones rurales y por lo tanto tienen un uso reducido de
Capítulo 3 Modelado de la Base
25
computadoras e incluso de líneas telefónicas, sin embargo mientras más tiempo pase el
proceso de urbanización va en aumento y esta tecnología podrá ser usada por todos los
habitantes del país.
Cuando se ejecuta el Plan de Evacuación intervienen diversas autoridades como
militares y presidentes municipales. Precisamente aquí es donde aparece en escena un
tercer tipo de usuario que quizás no tenga conocimiento de la zona de operación o de las
condiciones del terreno, por lo tanto, se pueden solucionar algunos problemas al facilitarles
el acceso a la BDG.
Es responsabilidad de los desarrolladores de aplicaciones de explotación el orientar
sus programas hacia la solución de algún área problema. La responsabilidad de la BDG es
el tratar de ser lo más general posible para que sirva de fuente de datos para dichas
aplicaciones conformando un Sistema de Información Geográfica.
Capítulo 3 Modelado de la Base
26
3.3 – FUENTES DE INFORMACIÓN
La calidad de la información recopilada determina la calidad de la base de datos.
Mientras más confiables y precisos sean los datos, la base será más robusta y servirá de
apoyo para un mayor número de herramientas de explotación.
Las fuentes de información para una aplicación geográfica provienen de dos
corrientes principales, la de los datos espaciales y la de los datos no espaciales. Los más
caros y difíciles de conseguir son los datos espaciales, debido a que el método de
elaboración de los mismos toma mucho tiempo y exige la utilización de tecnologías de
costo elevado.
3.3.1 – La cartografía
Para poder realizar nuestra investigación necesitamos la cartografía de la región a
analizar. Gracias al apoyo del CONACYT que patrocina al proyecto se pudo adquirir este
producto que fue comprado a la compañía SIGSA.
La escala de la cartografía es un aspecto importante a considerar, ya que de ella
depende el tipo de análisis que se puede realizar y determina el detalle de los datos. Para
poder cubrir nuestras necesidades requerimos por lo menos una escala 1:50000. La
Capítulo 3 Modelado de la Base
27
cartografía que adquirimos tiene un gran detalle ya que es 1:20000 y cumple
completamente con nuestros requerimientos.
Generalmente los datos espaciales vienen organizados por temas o capas. La
ventaja de esta organización es que se puede visualizar por separado a los objetos
geográficos, por ejemplo, con cualquier software geográfico podríamos observar solamente
la capa de poblaciones o de ríos. También se puede hacer la visualización de varios temas a
la vez, por ejemplo, observar la capa de poblaciones y la de caminos y carreteras.
Nuestra cartografía cuenta con los siguientes temas:
• Poblaciones
• Carreteras
• Curvas de nivel
• Ríos
La zona de estudio está dividida en diez y seis secciones que llamamos hojas. Cada
hoja tiene geometrías independientes y cuenta con un identificador.
Figura 3.1
Capítulo 3 Modelado de la Base
28
El formato en que vienen los datos espaciales y la forma en que son manipulados
para poder enviarlos a la Base de Datos Geográfica se explicará más adelante.
3.3.2 – El Plan Operativo Popocatépetl
El Plan Operativo Popocatépetl es un organismo gubernamental que es responsable
de vigilar la actividad del volcán Popocatépetl, así como también de tener estrecha
comunicación con las localidades aledañas a las faldas del coloso con el fin de mantenerlas
informadas de los peligros que corren y de la manera en que deben de ejecutar el Plan de
Emergencia.
Este organismo ha realizado un análisis de campo muy completo debido al tiempo
que ha estado trabajando con las comunidades. A lo largo del tiempo de desarrollo del
proyecto nos pusimos en contacto con este organismo con el fin de afinar los
requerimientos para realizar nuestra herramienta y también con la meta de obtener su
cooperación para realizar un mejor trabajo.
Este organismo desarrolló un Plan de Emergencia denominado “Plan de
Preparativos para la Emergencia del Volcán Popocatépetl”. [POP, 1997] Este plan tiene
como objetivo establecer los mecanismos de organización, coordinación y concertación de
acciones de preparativos para le emergencia entre los organismos gubernamentales, los
Capítulo 3 Modelado de la Base
29
sectores social y privado y las comunidades en riesgo del volcán Popocatépetl para reducir
los efectos adversos de una posible erupción volcánica.
De esta fuente obtuvimos datos muy importantes como es la relación de las
localidades con los refugios temporales, también información acerca de los vehículos de
evacuación e información sobre asentamientos humanos. Estos datos se refieren
principalmente a las localidades que se encuentran en riesgo mayor.
3.3.3 – El INEGI
Como ya he mencionado antes, desde el inicio el enfoque ha sido referente a
evacuación de las poblaciones y protección civil, generando una herramienta que sirva de
apoyo en la ejecución de estas acciones. Sin embargo el construir una Base de Datos
Geográfica implica abarcar otros aspectos de investigación con el fin de contar con una
plataforma más general para que diferentes herramientas de explotación puedan utilizarla.
Por tal motivo se decidió investigar en otras fuentes como lo es el INEGI.
El INEGI (Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática) genera
diferentes publicaciones que contienen información económica, social, geográfica, entre
otras de los Estados de la República. De tal modo se investigó acerca de los municipios que
existen en los estados afectados tomando como fuente los anuarios estadísticos. [INEGI,
2000].
Capítulo 3 Modelado de la Base
30
3.4 INFORMACIÓN INVESTIGADA
Prácticamente la investigación ahora toma dos rumbos. El primero se refiere a las
entidades que participan en el proceso de evacuación y protección civil y son las siguientes:
• Municipios
• Localidades
• Caminos y carreteras
• Rutas de evacuación
• Refugios temporales
• Escuelas
• Unidades médicas
• Plantas eléctricas
• Iglesias
• Fuentes de abastecimiento de agua potable
• Mercados
• Oficinas del Ministerio Público
Estos objetos tienen relaciones de operabilidad y relaciones topológicas. Aquí es
donde cobran utilidad los dos tipos de datos, los espaciales y los descriptivos. Lo
importante es proporcionar a las aplicaciones lo necesario para que puedan funcionar.
Capítulo 3 Modelado de la Base
31
Algunos datos descriptivos de las entidades listadas arriba se obtuvieron con
investigación de campo, acudiendo a la fuente directamente. Se investigó principalmente en
los municipio de Huejotzingo, San Pedro Cholula y San Andrés Cholula.
Por otro lado tenemos la investigación socio-económica de tipo estadístico. [INEGI,
2000]. En este sentido se podrían generar herramientas para prever las pérdidas materiales
que podría sufrir una región en caso de una erupción, o una herramienta para analizar la
crisis que conlleva un evento volcánico de magnitud considerable. En este sentido los
objetos participantes son:
• Población ganadera
• Producción pecuaria
• Producción maderable
• Producción no maderable
• Cultivos
• Unidades de comercio
Para generar consultas más completas y complicadas se pueden mezclar datos
espaciales, descriptivos y estadísticos. La organización y explotación de esta información
es la clave para que el proyecto represente su verdadera estructura y utilidad.
Capítulo 3 Modelado de la Base
32
3.5 – DIAGRAMA GENERAL
El diagrama de la figura 3.2 utiliza una nomenclatura gráfica [AHMED, 1997], que
expresa las relaciones entre objetos por medio de líneas. Los números que se encuentran en
los extremos de éstas representan la cardinalidad, los letreros representan el nombre de la
relación entre las entidades que están conectadas. Por ejemplo, un municipio puede
contener varias localidades, pero una localidad sólo pertenece a un municipio.
Este diagrama muestra como entidad principal a “Localidad”. Esta entidad
interviene en casi todas las relaciones. La primera parte del diagrama muestra
principalmente un enfoque relacionado con la evacuación. La segunda parte con la
infraestructura de los municipios y localidades. De todos modos ambas partes del diagrama
están relacionadas y se combinan para contestar a las consultas.
Cabe mencionar que estas entidades tienen representación geométrica y algunas
tienen dos tipos de representación como es el caso de una escuela que puede ser un punto o
un polígono. Los aspectos espaciales de los datos se analizarán con detalle en las secciones
posteriores de este capítulo.
La idea principal de generar un diagrama general tiene la finalidad de servir como
introducción al modelo relacional, ya que es más clara la visualización de este diagrama
que el de un Entidad – Relación (E -R).
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Estado aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Municipio aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Volcán
1 Pertenece 1...*
1 1 1...* 1...* Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Refugio aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Localidad aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Peligros
Volcánicos
1...* Acude 1
1...* Es amenazada 1...*
Tiene Escapa por 1...* 1...* 1
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Ruta alterna aaaa Ruta de Evacuación
Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Zona de peligro
aaaaaaaaa Vehículos de Emergencia
aaaaaaaaa Barranca
1...* Formada por 1...* 1...* 1...*
Cruza Coordina 1...* 1...* 1
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Camino Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aaaaaaaaa Río aaaaaaaaaa
aaaaaaaaa Centro de Acopio de Vehículos
1...* 1...*
1 1 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa C.Coordinación
Secundario Aa aaa C.Coordinación
Primario
Figura 3.2 a
DIAGRAMA GENERAL
Pertenece Produce
1 1 1
Llega a
1...*
Cruza 1...* 1...*
1 Acelera
1 1...*
Cuenta con
Dentro de 1...*
1...*
Coordina Coordina
Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Iglesia aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Escuela
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Municipio 1 Pertenece 1...* Localidad 1 Cuenta con 1...* Biblioteca
1 1 1 1 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Planta
Eléctrica Aaaa Fuentes de
Abast. Agua pot.Aaaa aaaaa Unidades
Médicas aaaaaa Unidades de
Comercio aaaa Agencias del
MP
Cuenta con
1...*
DIAGRAMA GENERAL
Figura 3.2 b
Cuenta con Cuenta con Cuenta con Cuenta con
Cuenta con Cuenta con
1
1...* 1...* 1...* 1...*
1...* 1...*
1 1
Capítulo 3 Modelado de la Base
35
La idea de introducir algunos objetos como son las iglesias o los mercados que no se usan
directamente es que nuestra base de datos crezca.
En la figura 3.2 a la relación llamada cuenta con entre las entidades localidad y
vehículos de emergencia significa que una localidad tiene uno o más vehículos asignados y
también que un vehículo puede servir a una o más localidades. Sucede análogamente con
las demás relaciones.
Existen relaciones indirectas entre entidades, por ejemplo los ríos o carreteras que
cruzan un municipio. Estas relaciones no se consideran en el diagrama general pero se
considerarán en los criterios de fragmentación.
En la figura 3.2 b esencialmente tenemos relaciones uno a muchos entre la entidad
localidad y las demás entidades a excepción de municipio que juega un rol semejante al de
localidad.
Este primer diagrama general es una introducción al modelado que se explicará
durante las tres siguientes secciones.
Capítulo 3 Modelado de la Base
36
3.6 – MODELADO DESCRIPTIVO
Los siguientes diagramas tienen una notación utilizada generalmente para el
modelado de objetos que tienen representación espacial [AHMED, 1997]. Es una notación
muy semejante a la utilizada por UML (Unified Modelling Language). La notación consiste
en un diagrama de clase que tiene tres columnas. La primera es una imagen que representa
la forma que tiene el objeto (punto, línea, polígono), la segunda es el nombre de la entidad
y la tercer columna es un pictograma. En la parte central del recuadro se encuentran los
atributos de la clase así como los tipos de datos de dichos atributos. Las relaciones están
representadas por líneas y sobre cada línea se escribe el nombre de la relación así como su
cardinalidad.
En estos diagramas se incluye la relación con los objetos espaciales. La información
está dividida en las siguientes secciones:
• Proceso de evacuación
• Medios de evacuación
• Educación
• Infraestructura
• Suministros
Capítulo 3 Modelado de la Base
37
El diagrama de la figura 3.3 a muestra las entidades que participan en el proceso de
evacuación. Esta nomenclatura se compone de dos niveles, los niveles de los objetos
geográficos como son los caminos, las rutas de evacuación y los niveles de los objetos
geométricos que son los puntos, líneas y polígonos.
La figura 3.3 b complementa a este diagrama, debido a que las entidades que ahí
aparecen también juegan algún rol en el proceso de evacuación.
Los objetos que aquí se representan son los que cuentan con mayor número de
puntos. Son los temas más pesados y más difíciles de exportar.
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Localidad
Clave_Municipio: Clave_Localidad: Nombre: Altitud: ...
int int String int
1 1...* 1 Acude Evacuada por Llega a 1...* 1 1 1...* 1...* 1...* 1...* 1...* aaaaaa
Refugio
a
Ruta de Evacuación
a
Caminos y Carreteras
a
Ríos
Clave_Refugio: Nombre: Dirección: Capacidad: ...
int String String int ...
Clave_Ruta: Color: Clave_Destino: Tipo:
int int int int
Clave_Carretera: Nombre: Estado: Tipo: Amplitud: Longitud:
int String int int float float
Clave_Rio: Nombre: Caudal: Longitud:
int String float float
1 1 1 1 1 1 1 1...* 1...* 1...* aaaaa Punto aaaaa Polígono aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa LineString aaaaaaaaaaaaaa Polígono Identificador: int
CoordX: double CoordY: double
Identificador: int Puntos[]: Poin t
Identificador: int Puntos[]: Point No_Cuerpo: int
Identificador: int Puntos[]: Point
1...*
1
Formado por Formada por
Cruza
Formada por Cruza
Formado por
Formada por Formado por
1EVACUACIÓN Información descriptiva
Formada por
Figura 3.3 a
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Localidad
Clave_Municipio: Clave_Localidad: Nombre: Altitud: ...
int int String int
1 1...* 1...* 1 1...* 1 1...* 1 aaaaa Vehículos de
Emergencia aa
Centros de acopio
De vehículos
aa
Centros de coord.
Secundarios
Centros de coord. Primarios
Clave_Localidad: Num_Veh: Tiempo_Llegada: KM_Recorrido: Combustible: Tipo_Comb: Procedencia: Destino:
int int float float float int int int
Clave_Centro: Dirección: Responsable: Num_Veh:
int String String int
Clave_Sec: Dirección: Responsable:
int String String
Clave_Prim: Dirección: Responsable:
int String String
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Punto aaaaa Polígono aaaaaaaaaaaaa Punto aaaaa Polígono Identificador: int
CoordX: double CoordY: double
Identificador: int Puntos[]: Point
Identificador: int CoordX: double CoordY: double
Identificador: int Puntos[]: Point
Formado por
Formado por
Formado por Formado por Formado por Formado por
MEDIOS DE EVACUACIÓN
Cuenta con
Coordina Coordina Coordina
Formado por
1...*
1
Figura 3.3 b
Capítulo 3 Modelado de la Base
40
El diagrama de la figura 3.3 c muestra la infraestructura de la entidad localidad. Los
objetos que aparecen se caracterizan por tener dos tipos de representación geométrica, es
decir, dependiendo del detalle que se requiera, los resultados a una consulta se pueden
proporcionar de dos diferentes maneras. Por ejemplo, si se hiciera una consulta acerca de
todos los hospitales que existen, lo más recomendable sería mostrar los resultados con
representación geométrica puntual.
La figura anterior muestra los resultados de la visualización de la consulta ejemplo que se
planteó.
Figura 3.4
Capítulo 3 Modelado de la Base
41
Sin embargo, si se hiciera una consulta para obtener la información espacial de sólo
un hospital es más recomendable visualizar un polígono que represente al edificio en el
mundo real.
De este modo se visualiza la representación doble que exponen los diagramas.
Figura 3.5
Localidad
Clave_Municipio:
Clave_Localidad: Nombre: Altitud: ...
int int String int
1 1 1 1
1…* 1…* 1…* 1…*
Unidad Médica
Mercado
Iglesia
Agencia Del MP
Clave_Hospital: Nombre: Dirección: Tel: Tipo: Capacidad: Ult_Actualizacion:
int String String String int int Date
Clave_Mercado: Nombre: Dirección: Dia_Plaza Representante: Num_Comercios: Ult_Actualizacion:
int String String String String int Date
Clave_Iglesia: Nombre: Dirección: Sacerdote: Ult_Actualización:
int String String String Date
Clave_Agencia: Nombre: Dirección: Tel: Tipo: Titular: Num_Agentes: Ult_Actualizacion:
int String String String int String int Date
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Punto Polígono Punto Polígono Identificador: int
coord..X: double coord..Y: double
Identificador: int Puntos [ ]: Point
Identificador: int coord..X: double coord..Y: double
Identificador: int Puntos []: Point
1
INFRAESTRUCTURA Información descriptiva
Cuenta con
1 Formado por
Cuenta con
Cuenta con
Formado por Formado por Formado por
Formado por
Cuenta con
Formado por
Formado por Formado por
Figura 3.3 c
1
1...*
Formado por
11
Municipio
Clave_Estado
Clave_Municipio: Nombre: ...
int int String
1 1
1...* 1...* aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Fuentes de Agua potable
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Planta Eléctrica
Clave_Municipio:
Clave_Fuente: Dirección: Tipo: Vol_Extract: Ult_Actualizacion:
int int String int double Date
Clave_Municipio: Clave_Planta: Nombre: Dirección: Tel: Tipo: Características: Ult_Actualizacion:
int int String String String int String Date
1 1 1
1 1 1 Punto Polígono
Identificador: int coord..X: double coord..Y: double
Identificador: int Puntos []: Point
1
SUMINISTROS Información descriptiva 1 Formado por
Cuenta con Cuenta con
Formado por Formado por Formado por
Formado por
1...*
1
Figura 3.3 d
Localidad
Clave_Municipio:
Clave_Localidad: Nombre: Altitud: ...
int int String int
1 1 1…* 1…* aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Escuelas
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Bibliotecas
Clave_Escuela: Nombre: Dirección: Tel: Nivel: Num_Alumnos: Num_Docentes Num_Aulas
String String String String int int int int
Clave_Biblio: Nombre: Dirección: Tel: # Libros
Int String String String int
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Punto aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Polígono Identificador: int
coord..X: double coord..Y: double
Identificador: int Puntos []: Point
1
EDUCACIÓN Información descriptiva
Cuenta con Cuenta con
Formado por Formado por
Formado por
Formado por
Formado por
1
1
1 1
1 1
1
1
1...*
Figura 3.3 e
Capítulo 3 Modelado de la Base
45
3.7 – MODELADO ESTADÍSTICO
El modelado estadístico presenta la nomenclatura explicada en la sección anterior,
sólo que los objetos que se presentan aquí no tienen representación espacial directa, se
pueden asociar con entidades que si la tienen. Este modelado está dividido en tres partes,
las cuales son: Educación, Actividad económica, Infraestructura.
La figura 3.7 a muestra la información estadística asociada referente a instituciones
educativas, existe una relación de uno a uno entre las entidades, por ejemplo, un municipio
sólo tiene una tupla en la tabla de Bibliotecas.
Municipio
Clave_Estado:
Clave_Municipio: Nombre: Cabecera: Latitud: Longitud: Altitud:
int int String int String String String
1 1 1…* 1 aaaaaaaa Escuelas
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Bibliotecas
Clave_Municipio:
Num_Alumnos: Num_Docentes Num_Escuelas Num_Aulas Nivel_Plantel:
int int int int int int
Clave_Municipio: Num_Biblio: Num_Empleados: Num_Libros: Num_Usuarios:
int int int int int
Cuenta con Cuenta con
EDUCACIÓN Información estadística
Figura 3.6 a
Municipio
Clave_Estado:
Clave_Municipio: Nombre: Cabecera: Latitud: Longitud: Altitud:
int int String int String String String
1 1 1…* 1 aaaaaaaa Escuelas
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Bibliotecas
Clave_Municipio:
Num_Alumnos: Num_Docentes Num_Escuelas Num_Aulas Nivel_Plantel:
int int int int int int
Clave_Municipio: Num_Biblio: Num_Empleados: Num_Libros: Num_Usuarios:
int int int int int
Cuenta con Cuenta con
EDUCACIÓN Información estadística
Figura 3.6 a
Municipio
Clave_Estado:
Clave_Municipio: Nombre: Cabecera: Grad_Lat_Norte: Min_Lat_Norte: Grad_Lon_Oeste: Min_Lon_Oeste: Altitud:
int int String int int int int int int
1 1...*
Actividad Económica
aaa Prod. Agrícola
Prod. Ganadera
aaaaaa Prod. Pecuaria Prod. Maderable
Prod. No Maderable
Clave_Estado:
Clave_Entidad: Tipo: Producción: Valor:
int int int double double
Clave_Estado: Clave_Entidad: Tipo: Cantidad: Valor:
int int int double double
Clave_Estado: Clave_Entidad: Tipo: Producción: Valor:
int int int double double
Clave_Estado: Clave_Entidad: Tipo: Producción: Valor:
int int int double double
Clave_Estado: Clave_Entidad: Tipo: Producción: Valor:
int int int double double
Desarrolla
ACTIVIDAD ECONÓMICA
Información estadística
Figura 3.6 b
Capítulo 3 Modelado de la Base
48
Los diagramas 3.6 b y 3.6 c muestran información estadística acerca de la actividad
económica que desarrolla un municipio y de la infraestructura con la que cuenta
respectivamente. Esta información sirve de complemento para las consultas.
3.8 MODELADO RELACIONAL
Una base de datos relacional consiste en un conjunto de tablas, a cada una se le
asigna un nombre exclusivo. Cada fila de la tabla representa una relación entre un conjunto
de valores. Dado que cada tabla es un conjunto de dichas relaciones, hay una fuerte
correspondencia entre el concepto de tabla y el concepto matemático de relación, del que
toma su nombre el modelo de datos relacional. [KORTH, 1998]
3.8.1 – Diagrama Entidad - Relación
El modelo de datos entidad relación (E-R) está basado en una percepción del mundo
real que consta de un conjunto de objetos básicos llamados entidades y de relaciones entre
estos objetos. Se desarrolló para facilitar el diseño de bases de datos.
Debido al tamaño del diagrama y para facilitar su comprensión éste fue dividido en
siete partes. Si se requiere mayor información técnica el diagrama completo se encuentra en
el apéndice A con su debida explicación.
Capítulo 3 Modelado de la Base
49
3.8.2 – Esquema general
Del modelado E-R que se analizó en la sección anterior se deriva el modelo
relacional de nuestra BDG. Para generarlo se aplicó la conversión a tablas y posteriormente
se implementó una normalización para organizar mejor la información almacenada.
La estructura de nuestra BDG se apegó a un estándar llamado OpenGis. También se
incluyeron en el esquema las tablas de datos espaciales y tablas de metadatos. Es preciso
analizar con detenimiento la relación que existe entre los datos espaciales y los no
espaciales, por lo tanto, en el siguiente capítulo se hablará sobre el modelado de los datos
espaciales, del estándar OpenGis y de la integración entre los dos tipos de datos.
El esquema completo se encuentra en el Apéndice A de esta tesis. Para cualquier
duda o consulta.
Capítulo 3 Modelado de la Base
50
3.9 – FRAGMENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN
Nuestra cartografía debido a su escala está integrada por un gran volumen de
información. Al comenzar a manipular las capas nos encontramos con el problema de que
la cartografía no viene geo-referenciada ni etiquetada, por lo que para asociar a las
geometrías con su respectivo objeto en el mundo real se tuvo que hacer la comparación por
medio de mapas y además contar con conocimiento del terreno e investigación de campo.
De todas las capas o temas con que se cuenta, solamente se aplicó fragmentación a
los siguientes objetos:
• Curvas de nivel
• Caminos y carreteras
• Ríos
• Localidades.
Recordemos que nuestra implementación está basada en puntos, por ejemplo si una
hoja de la cartografía de la capa de curvas de nivel tiene 2000 geometrías y cada geometría
está formada por 40 puntos en promedio tendremos que almacenar 80000 puntos. Si se
tienen 16 hojas hablamos de 128000 puntos que podrían estar almacenados en diferentes
tablas para facilitar su organización.
Capítulo 3 Modelado de la Base
51
3.9.1 – Criterios de fragmentación
Los criterios de fragmentación se proponen como una solución de manejo al gran
volumen de información que existe. De esta manera es más fácil y rápido acceder a los
datos espaciales de los objetos deseados.
Físicamente cada criterio de fragmentación representa una nueva tabla en la base de
datos donde se almacenan aparte la información espacial del tema fragmentado.
Las localidades, carreteras y ríos tienen tres criterios de fragmentación en común.
Estos se muestran en la siguiente tabla:
CRITERIO DE FRAGMENTACIÓN
CAPA
Por municipio Localidad, carretera, río Por Estado Localidad, carretera, río Por sector Localidad, carretera, río Por zona de riesgo Localidad Por ruta de evacuación Localidad
Figura 3.7
La fragmentación por estado y municipio significan el número de objetos que están
dentro de la porción de terreno de estas entidades, por ejemplo, si un municipio contiene
veinte ríos en su respectiva tabla se hará la consulta preguntando sólo por la clave del
municipio y se obtendrán todos los ríos que lo atraviesan o están dentro del él .
Capítulo 3 Modelado de la Base
52
Las zonas de riesgo fueron definidas por el CENAPRED y éstas están conformadas
por sectores, de tal forma que un sector representa una porción de una zona de riesgo.
Recordemos que existen tres zonas de riesgo: mayor, moderado y menor. En la figura 3.8
se muestran estas zonas.
El nombre de cada sector comienza con la zona de riesgo donde se encuentra y
posteriormente otro número que representa su identificador, por ejemplo, el sector 1.2 se
encuentra en la zona 1 y su identificador es 2.
Figura 3.8
Capítulo 3 Modelado de la Base
53
El criterio de fragmentación de rutas de evacuación agrupa a las localidades de
acuerdo a la ruta de evacuación que tienen que seguir, por ejemplo, la figura 3.9 muestra a
las localidades que tienen que seguir la ruta de evacuación dos, por lo que una consulta es
más rápida de contestar al buscar la información en la tabla que contiene la fragmentación
acerca de las rutas de escape.
Figura 3.9
Capítulo 3 Modelado de la Base
54
Para el caso particular de las curvas de nivel existe una fragmentación por hojas, es
decir, la cartografía de origen viene dividida en 16 porciones. Debido a que las curvas de
nivel tienen una gran cantidad de geometrías y por consiguiente una gran cantidad de
puntos, resulta muy pesado almacenarlas en una sola tabla, por lo que se almacenarán en
diez y seis tablas.
De tal modo que el dibujado de las curvas de nivel será por hojas. Cabe resaltar que
no se pierde información ni tampoco existe redundancia.
Las curvas de nivel son consideradas polilíneas y la organización propuesta es la siguiente:
Hoja A Hoja B
Curva 1’
Curva 2’Curva 2
Curva 1
Existe una tabla por cada hoja de cartografía y si alguna curva queda entre dos hojas como se ilustra en la figura de arriba, la curva se considerará como dos geometrías diferentes en cada una de las tablas de la base.
Polygon 1
2 Polygon
Polygon 1
2 Polygon
Forma No. Geometría
Tabla A Tabla B
Figura 3.10
Capítulo 3 Modelado de la Base
55
3.10 – LOS DICCIONARIOS DE DATOS
Cuando el número de tablas en una BDG crece es muy importante tener
documentación, es decir, el desarrollador de aplicaciones debe conocer y comprender cada
tabla y cada atributo, así como su dominio de valores y sus restricciones de integridad. Por
tal motivo es importante que se generen los diccionarios de datos.
3.10.1 – Definición
Los diccionarios de datos describen las entidades incluidas en la BDG de cada tema
y escala, así como sus atributos, restricciones de integridad, relaciones, forma de
representación geométrica y dimensiones mínimas. [INEGI, 1997]
Nuestros diccionarios de datos tienen las siguientes partes:
• Forma Geométrica
• Nombre de entidad
• Descripción
• Atributos (Descripción y dominio de valores)
Capítulo 3 Modelado de la Base
56
3.10.2 – Organización del Diccionario de Datos
Nuestro diccionario de datos se encuentra completamente en el apéndice B de esta
tesis. Se encuentra dividido en tres partes que corresponden a los tres tipos de información
que hemos investigado:
• Descriptiva
• Espacial
• Estadística
Las entidades de cada sección se ordenan alfabéticamente. Además si el usuario
necesita información más específica acerca de la construcción de la base de datos, en el
apéndice A se incluye el texto SQL con el que se construyeron las tablas.
3.11 – CONCLUSIÓN
El modelado determina la estructura de la base de datos. A su vez la estructura
determina la calidad de la base de datos que podemos decir que es el producto final. Si la
estructura o esquema es malo el resultado final puede repercutir en redundancia,
Capítulo 3 Modelado de la Base
57
inconsistencia de información, pérdida de información. Por lo tanto el modelado resulta ser
una parte fundamental en el desarrollo de nuestro proyecto.
Por otra parte, si se cuenta con un buen modelado, nuestra base podrá ser usada
eficientemente para generar consultas. Por ejemplo se pueden generar una consulta que
diga:
“¿Cuál es la localidad más cercana al volcán, cuántos vehículos requiere para su
evacuación, a que refugios va a ir y cuantos habitantes menores a 13 años tiene?”
Además se puede obtener también la información espacial de esta localidad y dibujarla en
un visualizador.
De esta manera se pueden generar n consultas, combinando la información que
existe almacenada.
Municipio
Clave_Estado:
Clave_Municipio: Nombre: Cabecera: Latitud: Longitud: Altitud:
int int String int String String String
1 1 1 1 1
1...* 1...* 1...* 1...* 1 aaaa
Unidades médicas
Hospedaje
aaaaaaaaa Fuentes de Abast. De Agua pot.
Unidades
de comercio
Infraestructura
básica
Clave_Estado: Clave_Entidad: Institución: Tipo: Giro:
int int String int int
Clave_Municipio: Tipo: Categoría: Cantidad
int int int int
Clave_Municipio: Tipo: Cantidad: Vol_Ext:
int int int double
Clave_Municipio: Tipo: Cantidad:
int int int
Clave_Municipio: Num_Viviendas: Habitantes: Promedio_Hab:
int int int double
Cuenta con
INFRAESTRUCTURA Información estadística
Cuenta con
Cuenta con Cuenta con
Cuenta con
Figura 3.6 c