Modelado de la BDG -...

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.


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


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.


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


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


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


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].


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.


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.


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


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.


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


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 CoordX: double CoordY: double


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


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


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


1

SUMINISTROS Información descriptiva 1 Formado por


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


1

EDUCACIÓN Información descriptiva


Formado por Formado por

Formado por

Formado por

Formado por

1

1

1 1

1 1

1

1

1...*

Figura 3.3 e


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


EDUCACIÓN Información estadística

Figura 3.6 a

Municipio

Clave_Estado:



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


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:


Clave_Estado: Clave_Entidad: Tipo: Producción: Valor:






Desarrolla

ACTIVIDAD ECONÓMICA

Información estadística

Figura 3.6 b


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.


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.


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.


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 .


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


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


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


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)


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,


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:



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

Figura 3.6 c

Modelado de la BDG -...

Documents

Transcript of Modelado de la BDG -...