Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Facultad Matemática, Física y Computación Licenciatura en Ciencia de la Computación

Sistema de Geo-Referencia para el Órgano de Informática, Comunicaciones y Cifras del MININT en

Villa Clara.

AUTOR: Yosdey Angulo Martínez

TUTORES: Dr. Carlos Pérez Risquet Lic. Sandy Pérez Valdés

CONSULTANTE: Duviel Rodríguez Rodríguez

Junio 2011

Hago constar que el presente trabajo fue realizado en la Universidad Central “Marta

Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de los estudios de la especialidad de

Ciencia de la Computación, autorizando a que el mismo sea utilizado por la institución,

para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no

podrá ser presentado en eventos ni publicado sin la autorización de la Universidad.

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Firma del autor

Los abajo firmantes, certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según

acuerdos de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe

tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.

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Firma del tutor Firma del jefe del

Laboratorio

Dedicatoria

A mis padres que lo han dado todo por mí.

Idolidia y Raúl

Agradecimientos

A mis padres por su dedicación de tantos años, por confiar en mí.

A mi hermana por querer seguir mis pasos aún cuando me he equivocado

tantas veces.

A mi novia Dayana por ser tan especial y estar todos estos años a mi lado

dándome apoyo y aliento.

A todos mis amigos que estuvieron conmigo en las buenas y malas.

A mis tutores Carlos y Sandy, por su valiosa ayuda, por su disposición, por

sus múltiples consejos.

A Duviel, por el tiempo y dedicación.

A todos los que de alguna forma pusieron su granito de arena e hicieron

posible que este proyecto se hiciera realidad.

Le agradezco a toda la gente linda y buena que ha estado junto a mí en toda

mi vida.

Yosdey Angulo Martínez

RESUMEN

La presente investigación está dedicada al diseño e implementación de un prototipo

inicial del Sistema de Georeferencia del Órgano de Informática, Comunicaciones y

Cifras (SG-OICC) con el objetivo de asistir a los directivos del Órgano a la toma de

decisiones. La implementación de la herramienta se basa en un Sistema de Información

Geográfica para la representación de unidades y medios del MININT.

ABSTRACT

This investigation is dedicated to the design and implementation of initial prototype

system georeference of Body computer, communications and digit (SG-ICCO) in order to

assist the agency's direct decision-making. The tool implementation is based on a

Geographic Information System for the representation of units and the Interior Ministry.

Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 9

CAPITULO 1. Georeferenciación mediante SIG ......................................................................... 14

1.1 Georeferenciación ......................................................................................................... 14

1.1.1 Definición ...................................................................................................................... 14

1.1.2 Aplicaciones .................................................................................................................. 15

1.1.3 Herramientas ................................................................................................................ 15

1.1.4 La georeferenciación en Cuba ..................................................................................... 15

1.2 Sistemas de Información Geográfica (SIG) .......................................................................... 16

1.2.1 Surgimiento de los Sistemas de Información Geográfica ............................................. 16

1.2.2 Historia de los SIG ......................................................................................................... 17

1.2.3 Definición de Sistema de Información Geográfica ...................................................... 18

1.2.4 Estructura de los SIG..................................................................................................... 20

1.2.5 Funcionamiento ............................................................................................................ 22

1.3 Representación de la información ...................................................................................... 22

1.3.1 Estructura de la representación. .................................................................................. 23

1.3.2 Atributos gráficos ......................................................................................................... 24

1.3.3 Atributos no gráficos .................................................................................................... 24

1.3.5 Relaciones entre objetos. ............................................................................................. 25

1.4 Tipo de dato raster .............................................................................................................. 26

1.5 Tipo de dato vectorial .......................................................................................................... 27

1.6 Sistema de coordenadas. .................................................................................................... 29

1.7 Alcances de los sistemas de información geográfica .......................................................... 31

1.8 Aplicaciones de los Sistemas de Información. ..................................................................... 31

1.9 Conclusiones parciales ........................................................................................................ 35

CAPITULO 2. Diseño del Sistema de Georeferencia del OICC de Villa Clara ........................... 36

2.1 Requerimientos y necesidades del OICC ............................................................................. 36

2.2 Requisitos funcionales y no funcionales.............................................................................. 38

2.2.1 Requisitos funcionales .................................................................................................. 39

2.2.2 Requisitos no funcionales ............................................................................................. 45

2.3 Actores del sistema ............................................................................................................. 46

2.3.1 Diagrama de Casos de Uso del sistema ........................................................................ 46

2.4 Arquitectura ........................................................................................................................ 47

2.4.1 Arquitectura multi-capas .............................................................................................. 47

2.4.2 Arquitectura de SG-OICC .............................................................................................. 48

2.5 Vista de despliegue .............................................................................................................. 53

2.6 Conclusiones parciales ........................................................................................................ 55

CAPITULO 3. Prototipo del Sistema de Georeferencia del OICC de Villa Clara ........................ 56

3.1 Generalidades ...................................................................................................................... 56

3.1.1 Alcance del prototipo ................................................................................................... 56

3.1.2 Plataforma de desarrollo .............................................................................................. 57

3.1.3 Tecnología Oracle Spatial ............................................................................................. 59

3.1.4 Creación del proyecto en JDeveloper ........................................................................... 61

3.2 Funcionamiento del sistema ............................................................................................... 67

3.2.1 Requerimientos ............................................................................................................ 67

3.2.2 Interfaz principal de la aplicación ................................................................................. 68

3.3 Conclusiones Parciales......................................................................................................... 75

CONCLUCIONES GENERALES ................................................................................................ 76

RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 77

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ..................................................................................................... 78

INTRODUCCIÓN

El impetuoso desarrollo de la ciencia y la tecnología ha llevado a la sociedad a entrar al

nuevo milenio que se puede llamar la „era de la información‟. Sin lugar a dudas, se

presencia una revolución tecnológica y cultural de alcance insospechado. El desarrollo de

las nuevas tecnologías de la información y las comunicaciones (NTIC) ha alcanzado un

enorme auge en nuestros días y su influencia en las diferentes ramas de la economía y los

servicios ha tenido un gran peso en el desarrollo económico de nuestro país.

Particularmente el Ministerio del Interior no está exento de esta tendencia y desde hace

algún tiempo se han realizado estudios con el objetivo automatizar funcionalidades del

Órgano de Informática, Comunicaciones y Cifras (OICC).

La geomática es un área de conocimiento que surge a partir del desarrollo de tecnología

aplicada a la geografía. El campo de actividades de esta integra de manera sistemática

procesos, técnicas y acciones para adquirir, almacenar y procesar datos que estén

geográficamente referenciados. La referencia espacial de dichos datos contempla fuentes

satelitales como GPS, censores aéreos y técnicas de medición y descripción de terrenos.

El procesamiento de los datos se realiza a través de los sistemas de información

geográfica (RAMIREZ, 2001).

Un sistema de información geográfica (SIG) es una integración de hardware, software y

datos geográficos. Estos se utilizan fundamentalmente para visualizar información

geográficamente referenciada. Con la ayuda de un SIG se puede dar solución a problemas

complejos de planificación y gestión, apoyando así a la toma de importantes decisiones

dentro de directivos empresariales. Los SIG son herramientas que permiten crear a los

usuarios consultas interactivas, analizar la información espacial, editar datos, mapas y

presentar los resultados de todas estas operaciones. Esta tecnología puede ser utilizada en

investigaciones científicas, gestión de archivos, la arqueología, la cartografía, entre

muchos otros campos, pero su peso radica en la ayuda a la toma de decisiones

(BOSQUE, 1992).

Siempre hay que tener en cuenta que cada persona afronta la resolución de problemas de

una forma diferente, basada en su experiencia y su historia de razonamiento.

En (HASTIE, 2001) se plantean una serie de definiciones que sirven perfectamente para

aclarar el proceso de toma de decisiones, que es una parte de la resolución de problemas:

- Decisiones. Son combinaciones de situaciones y conductas que pueden ser

descritas en términos de tres componentes esenciales: acciones alternativas,

consecuencias y sucesos inciertos.

- Resultado. Son situaciones describibles públicamente que ocurrirían cuando se

llevan a cabo las conductas alternativas que se han generado. Como todas las

situaciones son dinámicas y suponen que si se continúa la toma la acción el

resultado puede variar.

- Consecuencias. Son las reacciones evaluativas subjetivas, medidas en términos

de bueno o malo, ganancias o pérdidas, asociadas con cada resultado.

- Incertidumbre. Se refiere a los juicios de quien toma la decisión de la propensión

de cada suceso de ocurrir. Se describe con medidas que incluyen probabilidad,

confianza, y posibilidad.

- Preferencias. Son conductas expresivas de elegir, o intenciones de elegir, un

curso de acción sobre otros.

- Tomar una decisión se refiere al proceso entero de elegir un curso de acción.

- Juicio. Son los componentes del proceso de decisión que se refieren a valorar,

estimar, inferir que sucesos ocurrirán y cuales serán las reacciones evaluativas del

que toma la decisión en los resultados que obtenga.

Según estas definiciones el proceso de toma de decisiones sería encontrar una conducta

adecuada para una situación en la que hay una serie de sucesos inciertos. La elección de

la situación ya es un elemento que puede entrar en el proceso. Hay que elegir los

elementos que son relevantes y obviar los que no lo son y analizar las relaciones entre

ellos. Una vez determinada cual es la situación, para tomar decisiones es necesario

elaborar acciones alternativas, extrapolarlas para imaginar la situación final y evaluar los

resultados teniendo en cuenta la incertidumbre de cada resultado y su valor. Así se

obtiene una imagen de las consecuencias que tendría cada una de las acciones alternativas

que se han definido. De acuerdo con las consecuencias se asocia a la situación la

conducta más idónea eligiéndola como curso de acción.

El MININT hace algún tiempo promueve investigaciones en estas áreas, lo que ha

despertado el interés por las facilidades que brinda esta tecnología. Atendiendo a esto se

ha decidido desarrollar una aplicación que sirva de soporte a la ayuda y toma de

decisiones.

Planteamiento del problema

La información es algo con lo que el ser humano tiene que interactuar constantemente, al

punto que se hace de vital importancia en su desempeño diario. La actual ola de datos a la

que se enfrenta la sociedad y su constante crecimiento hace cada vez más difícil la

extracción de información. Ante este problema, hombres de ciencia han desarrollado

innumerables técnicas para la organización y procesamientos de grandes volúmenes de

datos con el fin de convertirlos en información útil para la toma de decisiones.

En la Delegación del Ministerio del Interior de la provincia de Villa Clara se ha realizado

un estudio en el Órgano de Informática, Comunicaciones y Cifra (OICC) con el fin de

determinar índices de alcance de puntos repetidores, conectividad en sus diferentes redes,

localización de cámaras de seguridad, entre otros aspectos de los que se quiere tener

información disponible.

Ante esta situación surge la necesidad de elaborar una herramienta que permita extraer y

analizar esta información de manera eficiente, por lo que se hace necesario el uso de

técnicas de georeferenciación para una mejor interpretación de los datos.

Objetivo general

Diseñar el Sistema de Geo-Referencia del Órgano de Informática, Comunicaciones y

Cifras del MININT de Villa Clara e implementar un prototipo inicial.

Objetivos específicos

- Identificar los requerimientos del Sistema de Geo-Referencia del Órgano de

Informática, Comunicaciones y Cifras del MININT de Villa Clara (SG-OICC).

- Proponer una arquitectura informática para el SG-OICC.

- Implementar computacionalmente un prototipo de software acorde a la

arquitectura propuesta.

Preguntas de Investigación

A partir de lo expuesto anteriormente se pueden plantear las siguientes preguntas de

investigación:

1. ¿Cuáles requisitos y funcionalidades debe cubrir el SG-OICC?

2. ¿Cuál arquitectura resulta adecuada para el SG-OICC?

3. ¿Qué ventajas presenta el SG-OICC para el MININT de Villa Clara y de qué

forma puede repercutir en la toma de decisiones que toman los directivos?

Justificación

Como resultado del análisis y estudio realizado en el Órgano de Informática,

Comunicaciones y Cifras en Villa Clara (OICC-VC), existe en estos momentos la

información necesaria de los principales medios del órgano que podría ser utilizada para

apoyar la toma de decisiones. Teniendo en cuenta las ventajas de los sistemas

información geográfica resulta apropiado realizar una representación espacial de las

infraestructuras y medios con que cuenta el órgano, permitiendo la visualización de la

información asociada a dichos medios, así como la realización de determinados tipos de

análisis que ayuden a la toma de decisiones.

Para el desarrollo de esta investigación se cuenta con personal capacitado y con

experiencia técnica suficiente para la realización de la misma. Se dispone además de los

recursos, tanto de hardware como de software, necesarios para la realización del

proyecto, así como del apoyo del laboratorio de Computación Gráfica del Centro de

Estudios de Informática de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas y de los

especialistas de la Delegación del MININT de Villa Clara con experiencia en el tema.

CAPITULO 1. Georeferenciación mediante SIG

El capítulo presenta un estudio de las tecnologías relacionadas con la Georeferenciación y

los Sistemas de Información Geográfica, que constituyen el soporte tecnológico necesario

para el desarrollo de las aplicaciones informáticas necesarias en el OICC-VC para

gestionar y controlar diferentes medios, y potenciar al mismo tiempo la gestión y toma de

decisiones.

1.1 Georeferenciación

De forma general la georeferenciación es el posicionamiento de un objeto que puede estar

representado mediante puntos o líneas. Si se trata de un lugar determinado como por

ejemplo, pozos de agua, puentes, poste de electricidad, se trata de un proyecto puntual.

Mientras que si la obra se refiere a la construcción o rehabilitación de una vía, se

identifican sus coordenadas de inicio y final para representarla mediante una línea.

1.1.1 Definición

Miguel Romero (ROMERO, 2009) define a la georeferenciación como una técnica

geográfica, que consiste en asignar mediante cualquier medio técnico apropiado, una

serie de coordenadas geográficas procedentes de una imagen de referencia conocida, a

una imagen digital de destino. Estas coordenadas geográficas reemplazaran a las

coordenadas graficas propias de una imagen digital en cada píxel, sin alterar ningún otro

atributo de la imagen original, cada serie de píxeles serán fácilmente reconocibles, en

ambas imágenes y pueden tener un origen antrópico (Cruces de carreteras, caminos,

edificaciones y estructuras, construcciones, vértices geodésicos, etc.) o naturales

normalmente de carácter fisiográficos y topográficos, y que no sean demasiado

dinámicos en el espacio ni en el tiempo (Desembocaduras de ríos, línea de costa, etc.).

Según (SEGUEL, 2008) la georeferenciación, en primer lugar, posee una definición

tecnocientífica, aplicada a la existencia de las cosas en un espacio físico, mediante el

establecimiento de relaciones entre las imágenes de raster o vector sobre una proyección

geográfica o sistema de coordenadas. Por ello la georeferenciación se convierte en central

para los modelados de datos realizados por los Sistemas de Información Geográfica

(SIG).

1.1.2 Aplicaciones

La georeferenciación puede ser usada en la gestión y toma de decisiones, entre sus

aplicaciones principales se encuentran la Cartografía Automatizada, Gestión Territorial,

Equipamiento Social, Recursos Mineros, Demografía, Banca, Planimetría, Cartografía

Digital 3D, Medio Ambiente y otros (ARMENTERAS.D, 2002).

Puede ser necesaria en lo social, por ejemplo, los resultados que han sido codificados con

códigos postales o direcciones de calles y otras áreas geográficas como el censo de zonas

o áreas utilizadas en la administración pública o la planificación de servicios (HILL,

2006).

1.1.3 Herramientas

En la provincia de Villa Clara se ha profundizado en el estudio de varias herramientas

para el desarrollo de sistemas de información geográfica, entre las que se destaca:

Mapinfo (aplicación de escritorio para la construcción y análisis), ArcGIS (potente

herramienta para la realización de análisis) y como herramientas principales el

Mapviewer (servidor de mapas de Oracle) y el Mapbuilder (aplicación de escritorio que

forma parte del Mapviewer para la construcción de mapas) (VALDÉS, 2010 ).

Hay otras herramientas disponibles que pueden transformar los datos de imagen en algún

marco de control geográfico, como ArcMap, PCI Geomática, o ERDAS Imagine. Estas

herramientas contienen métodos para combinar y superponer los mapas con una

distorsión mínima (HILL, 2006).

1.1.4 La georeferenciación en Cuba

Diversas estrategias nacionales han surgido en el mundo en la última década, estas

estrategias están encaminadas a posibilitar un mayor acceso de la información geográfica

con el objetivo de sustentar o dar elementos al proceso de toma de decisiones. Cuba

comenzó el proceso de desarrollo de una Infraestructura de Datos Espaciales a escala

nacional (DELGADO, 2001).

La Infraestructura de Datos Espaciales de la República de Cuba (IDERC) abarca las

políticas, tecnologías, estándares y recursos humanos necesarios para la efectiva

recolección, administración, acceso, entrega y utilización de los datos espaciales a nivel

nacional en función de la toma de decisiones económicas, políticas y sociales, del

desarrollo sostenible(IDERC, 2005).

Cuba está trabajando con la meta de compartir abiertamente su información geográfica;

para de esta manera promover la cooperación interinstitucional para ayudar así a la toma

de decisiones en sentido general (DELGADO, 2001, IDERC, 2005).

En el periodo comprendido entre el año 2001 y 2003 el país dio los primeros pasos de un

fortalecimiento institucional para el establecimiento de la IDERC. Se cumplimentaron de

carácter legal para la formalización del proceso. Se desarrollaron actividades científicas y

divulgativas con el objetivo de ampliar la cultura sobre Infraestructura de Datos

Espaciales, principalmente estas actividades estuvieron dirigidas a las personas e

instituciones que estaban directamente vinculadas a la naciente tarea (IDERC, 2005).

1.2 Sistemas de Información Geográfica (SIG)

La distribución espacial es inherente tanto a los fenómenos propios de la corteza terrestre,

como a los fenómenos artificiales y naturales que sobre ella ocurren. Todas las

sociedades que han gozado de un grado de civilización han organizado de alguna manera

la información espacial.

1.2.1 Surgimiento de los Sistemas de Información Geográfica

Con el surgimiento de nuevas tendencias en la forma de utilizar los mapas para la

valoración de recursos y planificación, y con el descubrimiento de que las diferentes

coberturas sobre la superficie de la tierra no eran independientes entre sí, sino que

guardaban algún tipo de relación, se hizo latente la necesidad de evaluarlos de una forma

integrada y multidisciplinaria. Una manera sencilla de hacerlo era superponiendo copias

transparentes de mapas de coberturas sobre mesas iluminadas y encontrar puntos de

coincidencia en los distintos mapas de los diferentes datos descriptivos. Luego, esta

técnica se aplicó a la emergente tecnología de la informática con el procedimiento de

trazar mapas sencillos sobre una cuadrícula de papel ordinario, superponiendo los valores

de esa cuadrícula y utilizando la sobreimpresión de los caracteres de la impresora por

renglones para producir tonalidades de grises adecuadas a la representación de valores

estadísticos, en lo que se conocía como sistema reticular, sin embargo, estos métodos no

se encontraban desarrollados lo suficiente y no eran aceptados por profesionales que

manejaban, producían o usaban información cartográfica. El uso de computadoras

progresó rápidamente en el manejo de información de este tipo, y se afinaron muchos de

los sistemas informáticos para distintas aplicaciones cartográficas (BURROUGH, 1986a).

1.2.2 Historia de los SIG

El empleo de un SIG se dio por primera vez en Canadá, en 1962 denominado CGIS

(Canadian Geographical Information System), sistema de información geográfica

canadiense, con el objetivo de realizar un inventario de la utilización del suelo. La forma

utilizada para obtener mayor información acerca de aspectos geográficos, era utilizando

los diferentes mapas de datos descriptivos como: mapas de elevación, de uso de suelos,

infraestructura, hidrografía, límites administrativos, etc. utilizando copias transparentes

de los mapas y poniéndolos uno sobre otro para hacerlos coincidir, y de esta forma

obtener más información de una región en especial.

El siguiente avance fue introducido con el programa SYMAP en 1967, el cual fue

presentado por la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, éste utilizó la impresión de

diferentes tonalidades por medio de renglones. Este programa de cartografía asistida por

computadora no fue bien recibió por los cartógrafos debido a que no era muy preciso.

En 1970 se desarrolla el programa PLYVRT, en el cual se plantea una importante

novedad en cuanto a la estructura de la información espacial, integrando en ella la

topología de los objetos cartográficos.

Con posterioridad se crea el primer Sistema de Información Geográfica, propiamente

dicho, de tipo vectorial del Laboratorio de Harvard, el programa ODYSSEY. En el

mismo se incluye la digitalización semiautomática de los datos espaciales, la gestión de la

base de datos y la elaboración interactiva de los mapas. En el mismo laboratorio de

Harvard, se trabajó en la creación de una línea de programas cartográficos muy diferentes

basados en una representación de los datos raster. De los datos tipo raster, surge en parte,

el programa MAP en la universidad de Yale, que ha servido de pauta para la mayoría de

los programas posteriores de este tipo (LÓPEZ, 2003).

1.2.3 Definición de Sistema de Información Geográfica

Los SIG son una nueva tecnología que permite gestionar y analizar la información

espacial y que surgió como resultado de la necesidad de disponer rápidamente de

información para resolver problemas y contestar a preguntas de modo inmediato.

Existen muchas definiciones de SIG, algunas de ellas acentúan su componente de base de

datos, otras sus funcionalidades y muchas enfatizan el hecho de ser una herramienta de

apoyo en la toma de decisiones, pero todas coinciden en referirse a un SIG como un

sistema integrado para trabajar con información espacial, herramienta esencial para el

análisis y toma de decisiones en muchas áreas vitales para el desarrollo. A continuación

se exponen varios conceptos que a lo largo de los años han sido otorgados a los SIG en

dependencia de su utilidad en momentos determinados.

Los SIG como base de datos:

“Un caso especial de sistema de información, en el que la base de datos consiste en

observaciones sobre elementos, actividades o sucesos distribuidos espacialmente, que se

pueden definir en el espacio como puntos, líneas y áreas, recuperando los datos para

preguntas y análisis” (DUECKER, 1979).

Como conjunto de herramientas, en este caso se destaca su valor utilitario:

“Un potente conjunto de herramientas para recolectar, almacenar, recuperar a voluntad,

transformar y presentar datos espaciales procedentes del mundo real”(BURROUGH,

1986b).

Como entidad organizadora orientada a los sistemas de soporte a la toma de decisiones en

la solución de problemas complejos de planificación y gestión:

“Un sistema de ayuda a la decisión que integra datos referenciados espacialmente en un

contexto de solución de problemas” (D.COWEN 1988)

Otros conceptos son más abarcadores:

“Un sistema de hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la

obtención, gestión, manipulación, análisis, modelado, representación y salida de datos

espacialmente referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y

gestión” (NCGIA, 1990).

Como se puede observar, estas definiciones no sólo son consecutivas en el tiempo, sino

que además cada una supone un mayor nivel de complejidad sobre la anterior.

Primeramente se hace referencia sólo a las bases de datos espaciales, luego a su valor

utilitario, la tercera se enfoca en su aplicación a la gestión y soporte en la toma de

decisiones y finalmente se definen las herramientas (software) de tratamiento de estos

datos, e incluye el hardware utilizado y los procedimientos complementarios que puedan

ser necesarios.

Resultan evidentes las ventajas que sugiere el uso de sistemas de información que puedan

ser referenciados a entidades espaciales, particularmente por la gran utilidad que significa

combinar la potencialidad de la parte gráfica del sistema con un banco de datos

interactivo y de actualización automática.

De estas definiciones se puede extraer que la importancia de los SIG radica en que las

soluciones para muchos problemas frecuentemente requieren acceso a varios tipos de

información que sólo pueden ser relacionadas geográficamente o por distribución

espacial. La tecnología SIG permite almacenar y manipular información espacial para

analizar patrones, relaciones y tendencias en la información, todo con el fin de contribuir

a tomar mejores decisiones.

1.2.4 Estructura de los SIG

Un Sistema de Información Geográfica está detalladamente estructurado por varios

elementos; Hardware, Software, Información, Personal y Métodos (GUEVARA, 2003):

Hardware: Los SIG corren en un amplio rango de tipos de computadoras desde equipos

centralizados hasta configuraciones individuales o de red, una organización requiere de

hardware suficientemente específico para cumplir con las necesidades de aplicación.

Software: Los SIG proveen las herramientas y funcionalidades necesarias para

almacenar, analizar y mostrar información geográfica, entre los componentes principales

se encuentran:

- Sistema de manejo de base de datos.

- Una interfaz gráfica de usuarios para el fácil acceso a las herramientas.

- Herramientas para captura y manejo de información geográfica.

- Herramientas para soporte de consultas, análisis y visualización de datos

geográficos.

Información: El componente más importante para un SIG es la información. Se requiere

de adecuados datos de soporte para que el sistema pueda resolver los problemas y

contestar a preguntas de la forma más acertada posible. La recolección de datos correctos

generalmente absorbe entre un 60 y 80% del presupuesto de implementación y es un

proceso largo que frecuentemente demora el desarrollo de productos que son de utilidad.

Los datos geográficos y alfanuméricos pueden obtenerse por recursos propios u obtenerse

a través de proveedores de datos. Mantener, organizar y manejar los datos debe ser

política de la organización.

Personal: Las tecnologías SIG son de valor limitado si no se cuenta con los especialistas

en manejar el sistema y desarrollar planes de implementación del mismo. Sin el personal

experto en su desarrollo, la información no se actualiza y se maneja erróneamente.

Métodos: Para que un SIG tenga una implementación exitosa debe basarse en un buen

diseño y reglas de actividad definidas, que son los modelos y prácticas operativas

exclusivas en cada organización.

Dentro de sus funcionalidades esenciales diseñadas para la gestión de información

geográfica se encuentran la captura, registro y almacenamiento de datos.

Toda la generación de nueva información que puede proveer un SIG depende

significativamente de la información que posee la base de datos disponible. La calidad de

esta base de datos y su contenido determinan la cantidad y calidad de los resultados

obtenidos.

A continuación se muestra una figura con los componentes de un SIG:

Figura 1: Componentes de un SIG

1.2.5 Funcionamiento

El SIG funciona como una base de datos con información geográfica (datos

alfanuméricos) que se encuentra asociada por un identificador común a los objetos

gráficos de un mapa digital. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus atributos

e, inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede saber su

localización en la cartografía (BOSQUE, 1992).

Es indiscutible que los datos son el componente principal de cualquier sistema de

información. Por ello su éxito y eficacia se miden por el tipo, la calidad y vigencia de los

datos con los que opera. Hoy en día el condicionante principal a la hora de afrontar

cualquier proyecto basado en SIG lo constituye la disponibilidad de datos geográficos del

territorio a estudiar, mientras que hace diez años lo era la disponibilidad de computadoras

potentes que permitieran realizar los procesos de cálculo involucrados en el análisis de

datos territoriales. Además de ser un factor limitante, la información geográfica es a su

vez el elemento diferenciador de un Sistema de Información Geográfica frente a otro tipo

de sistemas de información (ALIAGA, 2006).

1.3 Representación de la información

La representación primaria de los datos en un SIG está basada en algunos tipos de objetos

universales que se refieren al punto, línea y área. Los elementos puntuales son todos

aquellos objetos relativamente pequeños respecto a su entorno más inmediatamente

próximo, se representan mediante líneas de longitud cero. Por ejemplo, elementos

puntuales pueden ser un poste de la red de energía o un sumidero de la red de

alcantarillado.

Aquí vale la pena hacer la siguiente aclaración respecto a la determinación de los

elementos puntuales; en un mapa que incluya los detalles más relevante del de un objeto

particular, éste puede figurar como un elemento de tipo área, en cambio en otro mapa que

no incluya detalles asociados del objeto, puede aparecer como un objeto puntual.

Los objetos lineales se representan por una sucesión de puntos donde el ancho del

elemento lineal es despreciable respecto a la magnitud de su longitud, con este tipo de

objetos se modelan y definen las carreteras, las líneas de transmisión de energía, los ríos,

las tuberías del acueducto entre otros.

Los objetos de tipo área se representan en un SIG de acuerdo con un conjunto de líneas y

puntos cerrados para formar una zona perfectamente definida a la que se le puede aplicar

el concepto de perímetro y longitud. Con este tipo se modelan las superficies tales como:

mapas de bosques, sectores socioeconómicos de una población, un embalse de

generación, entre otros.

1.3.1 Estructura de la representación.

La manera como se agrupan los diversos elementos de un SIG quedan determinados por

una serie de características comunes a varios tipos de objetos en el modelo, estas

agrupaciones son dinámicas y generalmente obedecen a las condiciones y necesidades

bien específicas de los usuarios.

Se parte de la idea que un SIG es un conjunto de procedimientos usados para almacenar y

manipular datos geográficamente referenciados, es decir objetos con una ubicación

definida sobre la superficie terrestre bajo un sistema convencional de coordenadas.

Se dice que un objeto en un SIG es cualquier elemento relativo a la superficie terrestre

que tiene tamaño es decir, que presenta una dimensión física (alto - ancho - largo) y una

localización espacial o una posición medible en el espacio relativo a la superficie

terrestre.

A todo objeto se asocian unos atributos que pueden ser:

- Gráficos

- No gráficos o alfanuméricos.

1.3.2 Atributos gráficos

Son las representaciones de los objetos geográficos asociados con ubicaciones específicas

en el mundo real. La representación de los objetos se hace por medio de puntos, líneas o

áreas.

Ejemplos de una red de servicios:

- Punto: un poste de energía

- Línea: una tubería

- Área: un embalse

1.3.3 Atributos no gráficos

También llamados atributos alfanuméricos. Corresponden a las descripciones,

cualificaciones o características que nombran y determinan los objetos o elementos

geográficos. En la siguiente figura se observan los atributos gráficos y no gráficos que se

encuentran asociados a los objetos representados.

Figura 2: Atributos gráficos y no gráficos

En un SIG los atributos gráficos y no gráficos se tienen que relacionar y esto se logra

mediante un atributo de unión.

1.3.4 Agrupamiento de los objetos

Los objetos se agrupan de acuerdo con características comunes y forman categorías o

coberturas. Las agrupaciones son dinámicas y se establecen para responder a las

necesidades específicas del usuario. La categoría o cobertura se define como una unidad

básica de almacenamiento. En esta se presentan tanto los atributos gráficos como los no

gráficos. Una categoría queda representada en el sistema por el conjunto de archivos o

mapas que le pertenecen.

1.3.5 Relaciones entre objetos.

Se sabe que un objeto al interior de una categoría posee por lo menos dos componentes,

uno gráfico y otro no gráfico. A un objeto gráfico se le define a través del software un

número clave de identificación, del mismo modo, a la componente alfanumérica, también

se le define el mismo identificador, de tal forma que al interior del sistema se establece

una relación entre los dos componentes. Además de la integridad de entidad definida

anteriormente, se definen otros tipos de relaciones, por ejemplo, la relación posicional

dice donde está el elemento respecto al sistema de coordenadas establecido. La relación

topológica dice sencillamente la relación del elemento con otros elementos de su entorno

geográfico próximo.

Cada objeto está caracterizado por una localización única (atributos gráficos con relación

a unas coordenadas geográficas) y por un conjunto de descripciones (atributos no

gráficos). El modelo de datos permite relacionar y ligar atributos gráficos y no gráficos,

estas relaciones se establecen tanto desde el punto de vista posicional como topológico.

Los datos posicionales dicen donde está el elemento y los datos topológicos informan

sobre la ubicación del elemento con relación a los otros elementos. Los atributos no

gráficos dicen qué es, y cómo es el objeto. El número identificador que es único para

cada objeto de la categoría es almacenado tanto en el archivo o mapa de objetos como en

la tabla de atributos, lo cual garantiza una correspondencia estricta entre los atributos

gráficos y no gráficos.

1.4 Tipo de dato raster

Un tipo de datos raster es, en esencia, cualquier tipo de imagen digital representada en

mallas. El modelo de SIG raster o de retícula se centra en las propiedades del espacio más

que en la precisión de la localización como se observa en la figura 3. Divide el espacio en

celdas regulares donde cada una de ellas representa un único valor.

Figura 3: Interpretación cartográfica raster

Cualquiera que esté familiarizado con la fotografía digital reconoce el píxel como la

unidad menor de información de una imagen. Una combinación de estos píxeles creará

una imagen, a distinción del uso común de gráficos vectoriales escalables que son la base

del modelo vectorial. Si bien una imagen digital se refiere a la salida como una

representación de la realidad, en una fotografía o el arte transferidos a la computadora, el

tipo de datos raster reflejará una abstracción de la realidad. Las fotografías aéreas son una

forma comúnmente utilizada de datos raster con un sólo propósito: mostrar una imagen

detallada de un mapa base sobre la que se realizarán labores de digitalización. Otros

conjuntos de datos raster contendrá información relativa a elevaciones (un Modelo

Digital del Terreno), o de reflexión de una particular longitud de onda de la luz (las

obtenidas por el satélite LandSat), etc.

Los datos raster se compone de filas y columnas de celdas, cada celda almacena un valor

único. Los datos raster pueden ser imágenes (imágenes raster), con un valor de color en

cada celda (o píxel). Otros valores registrados para cada celda puede ser un valor

discreto, como el uso del suelo, valores continuos, como temperaturas, o un valor nulo si

no se dispone de datos. Si bien una trama de celdas almacena un valor único, estas

pueden ampliarse mediante el uso de las bandas del raster para representar los colores

RGB (rojo, verde, azul), o una tabla extendida de atributos con una fila para cada valor

único de células. La resolución del conjunto de datos raster es el ancho de la celda en

unidades sobre el terreno.

Los datos raster se almacenan en diferentes formatos, desde un archivo estándar basado

en la estructura de TIFF, JPEG, etc. a grandes objetos binarios (BLOB), los datos

almacenados directamente en Sistema de gestión de base de datos. El almacenamiento en

bases de datos, cuando se indexan, por lo general permiten una rápida recuperación de los

datos raster, pero a costa de requerir el almacenamiento de millones de registros con un

importante tamaño de memoria. En un modelo raster cuanto mayores sean las

dimensiones de las celdas menor es la precisión o detalle (resolución) de la

representación del espacio geográfico.

1.4.1 Ventajas

- La estructura de los datos es muy simple.

- Las operaciones de superposición son muy sencillas.

- Formato óptimo para variaciones altas de datos.

- Buen almacenamiento de imágenes digitales

1.4.2 Desventajas

- Mayor requerimiento de memoria de almacenamiento. Todas las celdas contienen

datos.

- Las reglas topológicas son más difíciles de generar.

- Las salidas gráficas son menos vistosas y estéticas. Dependiendo de la resolución

del archivo raster, los elementos pueden tener sus límites originales más o menos

definidos.

1.5 Tipo de dato vectorial

En un SIG, las características geográficas se expresan con frecuencia como vectores,

manteniendo las características geométricas de las imagines.

Figura 4: Interpretación cartográfica vectorial

Como se puede ver en la figura 4, el interés de las representaciones vectorial se centra en

la precisión de localización de los elementos geográficos sobre el espacio, donde los

fenómenos a representar son discretos, es decir, de límites definidos. Cada una de estas

geometrías está vinculada a una fila en una base de datos que describe sus atributos. Por

ejemplo, una base de datos que describe los lagos puede contener datos sobre la

batimetría de estos, la calidad del agua o el nivel de contaminación. Esta información

puede ser utilizada para crear un mapa que describa un atributo particular contenido en la

base de datos. Los lagos pueden tener un rango de colores en función del nivel de

contaminación. Además, las diferentes geometrías de los elementos también pueden ser

comparados. Así, por ejemplo, el SIG puede ser usado para identificar aquellos pozos

(geometría de puntos) que están en torno a 2 kilómetros de un lago (geometría de

polígonos) y que tienen un alto nivel de contaminación.

1.5.1 Ventajas

- La estructura de los datos es compacta. Almacena los datos sólo de los elementos

digitalizados por lo que requiere menos memoria para su almacenamiento y

tratamiento.

- Codificación eficiente de la topología y las operaciones espaciales.

- Buena salida gráfica. Los elementos son representados como gráficos vectoriales

que no pierden definición si se amplía la escala de visualización.

- Tienen una mayor compatibilidad con entornos de bases de datos relacionales.

- Las operaciones de re-escalado, reproyección son más fáciles de ejecutar.

- Los datos son más fáciles de mantener y actualizar.

- Permite una mayor capacidad de análisis, sobre todo en redes.

1.5.2 Desventajas

- La estructura de los datos es más compleja.

- Las operaciones de superposición son más difíciles de implementar y representar.

- Eficacia reducida cuando la variación de datos es alta.

- Es un formato más laborioso de mantener actualizado.

- Tiene muy limitada la cantidad de información que almacena.

En la figura 5 se muestra una imagen con los dos tipos de datos (raster y vectorial) donde

se observa claramente las diferencias entre cada uno.

Figura 5: Interpretación cartográfica vectorial (izquierda), interpretación

cartográfica vectorial (derecha)

1.6 Sistema de coordenadas.

Un sistema de coordenadas geográficas es un sistema de referencia usado para localizar y

medir elementos geográficos. Para representar el mundo real, se utiliza un sistema de

coordenadas en el cual la localización de un elemento está dado por las magnitudes de

latitud y longitud en unidades de grados, minutos y segundos.

Las coordenadas cartesianas son generalmente usadas para representar una superficie

plana. Los puntos se representan en términos de las distancias que separan a dicho punto

de los ejes de coordenadas.

En un SIG a través del índice es posible ver las categorías, por estas se accede a los

objetos y por los objetos se tiene acceso a los atributos gráficos y no gráficos que se

almacenan en la base de datos geográfica. Los archivos o mapas que conforman una

categoría se pueden cargar por cada usuario para atender sus necesidades. De igual

manera puede hacer operaciones con objetos que pertenezcan a la misma categoría o a

categorías diferentes. Estas operaciones pueden ser de tipo espacial (unión, intersección)

o racionales (Continuidad, vecindad, proximidad).

1.7 Base de datos geográfica

La esencia de un SIG está constituida por una base de datos geográfica. Esta es, una

colección de datos acerca de objetos localizados en una determinada área de interés en la

superficie de la tierra, organizados en una forma tal que puede servir eficientemente a una

o varias aplicaciones.

Una base de datos geográfica requiere de un conjunto de procedimientos que permitan

hacer un mantenimiento de ella tanto desde el punto de vista de su documentación como

de su administración. La eficiencia está determinada por los diferentes tipos de datos

almacenados en diferentes estructuras. El vínculo entre las diferentes estructuras se

obtiene mediante el campo clave que contiene el número identificador de los elementos.

Tal número identificador aparece tanto en los atributos gráficos como en los no gráficos.

Los atributos no gráficos son guardados en tablas y manipulados por medio de un sistema

manejador de bases de datos.

Los atributos gráficos son guardados en archivos y manejados por el software de un

sistema SIG. Los objetos geográficos son organizados por temas de información, o capas

de información, llamadas también niveles. Aunque los puntos, líneas y polígonos pueden

ser almacenados en niveles separados, lo que permite la agrupación de la información en

temas son los atributos no gráficos. Los elementos simplemente son agrupados por lo que

ellos representan. Así por ejemplo, en una categoría dada, ríos y carreteras aun siendo

ambos objetos línea están almacenados en distintos niveles por cuanto sus atributos son

diferentes.

1.7 Alcances de los sistemas de información geográfica

Los SIG constituyen una herramienta muy poderosa para la gestión de información por lo

que es muy importante conocer los alcances de un sistema como este para aprovechar sus

potencialidades al máximo. Según (BOSQUE, 1992) las principales cuestiones que puede

resolver un Sistema de Información Geográfica, ordenadas de menor a mayor

complejidad, son:

Localización: preguntar por las características de un lugar concreto.

Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema.

Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales distintas de alguna

característica.

Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos.

Pautas: detección de pautas espaciales.

Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones simuladas.

Por ser tan versátiles, el campo de aplicación de los Sistemas de Información Geográfica

es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las actividades con un componente

espacial. La profunda revolución que han provocado las nuevas tecnologías ha incidido

de manera decisiva en su evolución.

1.8 Aplicaciones de los Sistemas de Información.

En la mayoría de los sectores los SIG pueden ser utilizados como una herramienta de

ayuda a la gestión y toma de decisiones, a continuación se describen brevemente algunas

de sus aplicaciones principales según (ARMENTERAS.D, 2002).

Cartografía automatizada: Las entidades públicas han implementado este componente

de los SIG en la construcción y mantenimiento de planos digitales de cartografía. Dichos

planos son puestos a disposición de las empresas a las que puedan resultar de utilidad

estos productos con la condición de que estas entidades se encargan posteriormente de

proveer versiones actualizadas de manera periódica.

Infraestructura: Algunos de los primeros sistemas SIG fueron utilizados por las

empresas encargadas del desarrollo, mantenimiento y administración de redes de

electricidad, gas, agua, teléfono, alcantarillado, etc; en este caso, los sistemas SIG

almacenan información alfanumérica de servicios relacionados con las distintas

representaciones gráficas de los mismos. Estos sistemas almacenan información relativa a

la conectividad de los elementos representados gráficamente, con el fin de realizar un

análisis de redes.

La elaboración de mapas, así como la posibilidad de realizar una consulta combinada de

información, ya sea gráfica o alfanumérica, son las funciones más comunes para estos

sistemas, también son utilizados en trabajos de ingeniería, inventarios, planificación de

redes, gestión de mantenimiento, entre otros.

Gestión territorial: Son aplicaciones SIG dirigidas a la gestión de entidades territoriales

y permiten un rápido acceso a la información gráfica y alfanumérica, y suministran

herramientas para el análisis espacial de la información. Facilitan labores de

mantenimiento de infraestructura, mobiliario urbano, etc. Además de realizar una

optimización en los trabajos de mantenimiento de empresas de servicios. Tienen la

facilidad de generar documentos con información gráfica y alfanumérica.

Medio ambiente: Son aplicaciones implementadas por instituciones de medio ambiente,

que facilitan la evaluación del impacto ambiental en la ejecución de proyectos. Integrados

con sistemas de adquisición de datos permiten el análisis en tiempo real de la

concentración de contaminantes, a fin de tomar las precauciones y medidas del caso.

Facilitan una ayuda fundamental en trabajos tales como reforestación, explotaciones

agrícolas, estudios de representatividad, caracterización de ecosistemas, estudios de

fragmentación, estudios de especies, etc.

Equipamiento social: Implementación de aplicaciones SIG dirigidas a la gestión de

servicios de impacto social, tales como servicios sanitarios, centros escolares, hospitales,

centros deportivos, culturales, lugares de concentración en casos de emergencias, centros

de recreo, entre otros y suministran información sobre las sedes ya existentes en una

determinada zona y ayudan en la planificación en cuanto a la localización de nuevos

centros. Un buen diseño y una buena implementación de estos SIG aumentan la

productividad al optimizar recursos, ya que permiten asignar de forma adecuada y precisa

los centros de atención a usuarios cubriendo de forma eficiente la totalidad de la zona de

influencia.

Recursos mineros: El diseño de estos SIG facilitan el manejo de un gran volumen de

información generada en varios años de explotación intensiva de un banco minero,

suministrando funciones para la realización de análisis de elementos puntuales (sondeos o

puntos topográficos), lineales (perfiles, tendido de electricidad), superficies (áreas de

explotación) y volúmenes (capas geológicas). Facilitan herramientas de modelación de

las capas o formaciones geológicas.

Ingeniería de Tránsito: Sistemas de Información Geográfica utilizados para modelar la

conducta del tráfico determinando patrones de circulación por una vía en función de las

condiciones de tráfico y longitud. Asignando un costo a los puntos en los que puede

existir un semáforo, se puede obtener información muy útil relacionada con análisis de

redes.

Demografía: Se evidencian en este tipo de SIG un conjunto diverso de aplicaciones cuyo

vínculo es la utilización de las variadas características demográficas, y en concreto su

distribución espacial, para la toma de decisiones. Algunas de estas aplicaciones pueden

ser: el análisis para la implantación de negocios o servicios públicos, zonificación

electoral, etc. El origen de los datos regularmente corresponde a los censos poblacionales

elaborados por alguna entidad gubernamental; para el caso de México el organismo

encargado de la procuración de datos generales es el Instituto Nacional de Estadística

Geografía e Informática, este grupo de aplicaciones no obligan a una elevada precisión, y

en general, manejan escalas pequeñas.

GeoMarketing: La base de datos de los clientes potenciales de determinado producto o

servicio relacionada con la información geográfica resulta indispensable para planificar

una adecuada campaña de marketing o el envío de correo promocional, se podrían diseñar

rutas óptimas a seguir por comerciales, anuncios espectaculares, publicidad móvil, etc.

Banca: Los bancos son buenos usuarios de los SIG debido a que requieren ubicar a sus

clientes y planificar tanto sus campañas como la apertura de nuevas sucursales

incluyendo información sobre las sucursales de la competencia.

Planimetría: La planimetría tiene como objetivo la representación bidimensional del

terreno proporcionándole al usuario la posibilidad de proyectar su trabajo sobre un papel

o en pantalla sin haber estado antes en el sitio físico del proyecto. El fin de la planimetría

es que el usuario tenga un fácil acceso a la información del predio; por ejemplo, saber

qué cantidad de terrenos desocupados se encuentran en el lugar, o qué cantidad de postes

telefónicos necesita para ampliar su red, o qué cantidad de cable necesita para llegar hasta

un cliente, o emplearlo en soluciones móviles, o utilizarlo como plataforma de archivos

GIS. En otras palabras, permite el usuario visualizar de forma clara y con gran exactitud

la información que se encuentra dentro de su proyecto. Existen distintos tipos de

planimetría, que van de la mas básica a la más completa. La elección del tipo de

planimetría depende del tipo de información que el usuario vaya a necesitar para su

proyecto.

Cartografía Digital 3D: Este tipo de información tridimensional de construcciones

civiles, es requerida para realizar, por ejemplo, la planeación de la cobertura de las ondas

de radio en una población ubicando los rebotes de ondas radiales entre antenas,

optimización de redes, ubicación de antenas, interferencias de radio frecuencia, tendido

de líneas de transmisión en 3D; o en el caso de la planeación de un aeropuerto este

modelado tridimensional permitiría realizar el estudio de los espacios aéreos que

intervienen en el proceso de diseño referenciado, en su caso, la viabilidad técnica de su

construcción.

1.9 Conclusiones parciales

A partir lo expuesto en este capítulo se arriba las siguientes conclusiones:

- Los SIG constituyen herramientas adecuadas de manejo de información

georeferenciada, ya que asocian un conjunto de información gráfica o datos

espaciales en forma de planos o mapas a bases de datos digitales, utilizando el

modelo de base de datos georrelacional y el manejo de la información se hace de

forma integrada.

- Los SIG constituyen una herramienta adecuada para dar solución a las tareas de

este proyecto.

- La creación de un Sistema de Geo-Referencia para la representación espacial de los

equipos y medios del OICC-VC facilita la gestión y toma de decisiones a directivos

de este Órgano del MININT.

CAPITULO 2. Diseño del Sistema de Georeferencia del OICC de Villa Clara

El capitulo está dedicado al diseño del SG-OICC del MININT en Villa Clara. Aquí se

especifican los actores, casos de uso, requisitos funcionales y no funcionales del sistema,

así como se define la arquitectura a usarse en la aplicación.

2.1 Requerimientos y necesidades del OICC

Entre los principales requisitos definidos con los usuarios se encuentra:

Visualizar en el mapa las unidades del MININT de la provincia. Se requiere que la

información se pueda consultar por municipios y por órgano. De estas se desea tener

información de las fuerzas que disponen y los medios existentes en cada una de ellas. Las

unidades a representar son:

- Contra inteligencia (CI)

- PNR

- Logística

- Menores

- Jefatura

- Emigración y extranjería

- Infraestructura y vivienda

- Identificación y registro

- Formación y preparación

- Disciplina

- Establecimiento penitenciario

- Cuerpo guardabosque

- Cuerpo bombero

- Criminalística

- Brigada especial

- Construcciones

- Agropecuaria

- DTI

- Instrucción penal

Visualizar medios del Departamento de Radio. El sistema debe ser capaz de visualizar

de forma exacta los puntos repetidores en el mapa, así como brindar toda la información

asociada con los aspectos siguientes:

- Altura sobre nivel del mar

- Coordenadas

- Respaldo energético

- Tipo de local

- Tipos de torre

- Potencia

- Tipo de repetidor

- Tipo de antena

- Cobertura

Visualizar medios del Departamento de comunicaciones. Se debe representar en el

mapa las pizarras telefónicas. Así como los diferentes tipos de redes con que se cuenta en

el órgano, estas son: la red interna del MININT (RIM), la red externa del MININT

(REM), la red cerrada y la red de fibra óptica.

Red de fibra óptica, RIM, REM y la red cerrada. Se debe visualizar la información

relacionada con:

- Nodos en la provincia

- Centros técnicos

- Características de los cables

- Distancia

Pizarras telefónicas. Se debe visualizar el lugar donde se encuentra, así como mostrar la

información referente a:

- Tipo de pizarra

- Servicios que brinda

- Área

Visualizar medios de la unidad técnica. Se requiere la visualización del área atendida

por cada técnico y de cada una de estas áreas conocer:

- Medios que dispone

- Unidad a la que pertenece

- Conectividad

También se debe visualizar los diferentes puntos de control y en estos tener información

de:

- ID

- Medios posee

- Conectividad

En este departamento se requiere además la representación de las cámaras de seguridad y

de estas conocer:

- ID

- Ubicación

- Tipo de cámara

- IP

Por ultimo se requiere la ubicación del puesto de mando principal y tener información

relacionada con:

- ID

- Medios que posee

2.2 Requisitos funcionales y no funcionales

A continuación se describen los requerimientos funcionales y no funcionales obtenidos a

partir del análisis de las necesidades de OICC. El análisis de los requerimientos se realiza

en base a especificaciones obtenidas del jefe de Órgano de forma general y de forma más

específica de los Jefes por departamentos.

2.2.1 Requisitos funcionales

Los requerimientos funcionales son aquellos que soportan los procesos de: visualización

de los medios del departamento de radio, visualización de los medios del departamento

de comunicaciones, visualización de los medios de la unidad técnica y la visualización de

los medios y fuerza de las unidades operativas. Estos requerimientos cuentan con la

aprobación del jefe del producto, quien ha dado la conformidad de los requerimientos. A

continuación se describen lo requerimientos del SG-OICC:

Contar con una jerarquía de usuarios que tenga diferente nivel de acceso y privilegios.

Cada jefe de departamento tendrá acceso a la visualización de los medios de su

departamento. Con la excepción del Jefe de Órgano que podrá acceder a toda la

información del sistema.

Visualización de los medios del Departamento de Radio

La visualización de los medios del departamento de radio es realizada por el jefe del

órgano y por el jefe del departamento. El jefe del departamento de radio requiere que el

sistema le permita la representación en el mapa de los puntos repetidores y la

información correspondiente a ellos expuesta en el epígrafe anterior. A continuación se

presenta un gráfico en el que se pueden apreciar los casos de uso que componen el

proceso de visualización de los medios del departamento de radio.

Figura 6. Diagrama de casos de uso: Visualización de los medios del departamento

de radio

CU1 Visualizar puntos repetidores

El usuario puede representar en el mapa los puntos repetidores existentes en la provincia.

Al dar clic sobre un repetidor deseado se mostrará una caja de texto con la información

correspondiente al mismo.

Visualización de los medios del Departamento de Comunicaciones

El jefe del departamento de comunicaciones requiere que el sistema permita representar

en el mapa los diferentes tipos de redes que poseen en la institución y la información

asociada a estas expuestas en el epígrafe anterior. Las redes a representar son la red

interna y externa del MININT (RIM, REM), la red cerrada y la red de fibra óptica.

Además se pide la representación de las pizarras telefónica. La visualización de los

medios del departamento de comunicaciones es realizada por el jefe del órgano y el jefe

del departamento. A continuación se presenta un gráfico en el que se pueden apreciar los

casos de uso que componen el proceso visualización de los medios del Departamento de

Comunicaciones.

Figura 7. Diagrama de casos de uso: Visualización de los medios del departamento

de comunicaciones

CU2 Visualizar pizarras telefónicas

Permite la representación en el mapa de las pizarras telefónicas, al seleccionar una

determinada pizarra (con clic), se presenta un cuadro de texto con la información

asociada a la misma. Si se desea información de otra pizarra se selecciona de igual forma

y se muestran los datos asociados a esta.

CU3 Visualizar redes

Visualizar redes como se observa en la figura 7 incluye los siguientes procesos: visualizar

RIM, visualizar REM, visualizar red cerrada y visualizar la red de fibra óptica.

CU4 Visualizar RIM

Permite la visualización en el mapa de la red interna del MININT, brindando información

visual respecto a distancia, centros técnicos, nodos en la provincia etc. Cualquier detalle

de se desee conocer, con solo dar clic sobre el lugar de interés se mostrará la información.

Por ejemplo suponiendo que se quiere conocer los detalles del un centro técnico

determinado se le da clic y mediante un cuadro de texto se mostrará la información.

CU5 Visualizar REM

Permite la representación de toda la red externa del MININT incluyendo características

de los cables, nodos en la provincia, centros técnicos etc. La información relacionada con

centros técnicos, nodos etc., tiene el mismo comportamiento que la RIM.

CU6 Visualizar red cerrada

Permite la representación en el mapa de la red brindando información de distancia entre

centros técnicos, longitud de determinado tramo de cable, nodos en la provincia, etc. La

información relacionada con centros técnicos, nodos etc., tiene el mismo comportamiento

que la RIM.

CU7 Visualizar red de fibra óptica

El usuario puede representar en el mapa la red de fibra óptica y consultar toda la

información que requiera con solo dar clic en la zona de interés. La información

relacionada con centros técnicos, nodos, características de lo cables, etc., tiene el mismo

comportamiento que la RIM.

Visualización de los medios de la unidad técnica

La visualización de los medios de la unidad técnica es realizada por el jefe de órgano y

por el jefe de la unidad técnica. El jefe de esta unidad requiere que el sistema le permita

visualizar las áreas que atiende cada uno de los técnicos, los diferentes puntos de control,

la ubicación exacta de los cámaras de seguridad (video protección) y determinada

información del puesto de mando principal. A continuación se presenta un gráfico en el

que se pueden apreciar los casos de uso que componen el proceso de visualización de los

medios de la unidad técnica.

Figura 8. Diagrama de casos de uso: Visualización de los medios de la unidad

técnica

CU8 Visualizar área atendida por técnico

El usuario puede representar en el mapa las diferentes áreas que atiende un técnico. Para

una información más detallada se elige una de las áreas con clic y a través de un cuadro

de texto se presenta toda la información (medios que dispone, unidad a la que pertenece,

etc.) referente al área seleccionada.

CU8 Visualizar puntos de control

Permite al usuario la representación de todos los puntos de control en el mapa, con clic

sobre el punto que se elija se mostrará toda información asociada al mismo (ID del punto,

medios que posee, conectividad).

CU8 Visualizar cámaras de seguridad

Se despliega en el mapa la red completa de video protección, con la ubicación exacta de

las cámaras de seguridad, al igual que los demás casos para información detallada se

elige dando clic sobre cámara en cuestión y se obtiene las características del medio

escogido.

CU8 Visualizar puesto de mando principal

Permite además de su representación en el mapa, conocer los medios que dispone con

solo dar clic en el mismo.

Visualización de Unidades del MININT

La visualización de las unidades del MININT es realizada por el Jefe de Órgano y por los

jefes de cada departamento. Se requiere la representación de las unidades por municipios

y por órgano. A continuación se presenta un gráfico en el que se pueden apreciar los

casos de uso que componen el proceso de visualización de las unidades del MININT.

Figura 9. Diagrama de casos de uso: Visualización de las unidades del MININT

CU9 Visualizar unidades del MININT por municipio

Permite escoger en una lista desplegable el municipio que se desea representar en el

mapa, escogido uno se visualizan todas las unidades existentes en el municipio. La

información de cada unidad se consulta con clic sobre la cual se quiere tener detalles.

Por ejemplo si en la lista desplegable se escoge el municipio Santo Domingo, se

representan en el mapa todas las unidades que pertenecen al municipio. La información

asociada a una unidad determinada se obtiene con clic en ella.

CU9 Visualizar unidades operativas por órgano

De igual forma permite elegir en una lista desplegable el órgano que se desea representar

(CI, PNR, Jefatura, etc.). Con la selección de un órgano se presentan en el mapa las

unidades en la provincia pertenecientes a esa especialidad. La información de una unidad

en particular se obtiene seleccionándola con un clic. Por ejemplo si se escoge el órgano

jefatura se presentan en el mapa todas las unidades de la jefatura en la provincia (no a

nivel de municipio como anteriormente).

CU10 Autenticar usuario

El proceso de autenticar usuario es realizado por el servidor de aplicaciones WebLogic.

En el momento de creación del usuario se especifica su rol y así se logra la distinción

deseada para cada usuario.

2.2.2 Requisitos no funcionales

Interfaz de usuario. El sistema tendrá una interfaz amigable, según el perfil de cada

usuario se debe habilitar o deshabilitar las opciones correspondiente.

Seguridad y privacidad. Se debe restringir la información a ser mostrada a los usuarios

según su rol. Se debe restringir las operaciones según el tipo de rol que posea el usuario

que ingrese al sistema.

Disponibilidad. El sistema debe estar disponible en cualquier momento que el usuario lo

requiera. Para garantizar la disponibilidad del sistema, se debe de contar con servidores

que cumplan con las especificaciones técnicas mínimas de hardware.

Confiabilidad. Debe mantenerse la consistencia de los datos en correspondencia con la

realidad. Se debe contar con un servidor de respaldo en caso de que el servidor principal

falle. Se debe mantener una copia de seguridad de la base de datos para mantener la

integridad de la información.

Requerimientos de desarrollo. Para el desarrollo del sistema se usa la metodología RUP

que nos provee los estándares necesarios para producir un software de calidad y así

cumplir con la expectativa del usuario.

Las tareas de modelamiento y diseño del sistema se realizan bajo los estándares de UML

(Unified Modeling Language) en el ambiente proporcionado por Visual Paradigm. El

sistema deberá funcionar contra la base de datos Oracle11g usando las funcionalidades

del paquete Oracle Spatial para la visualización de datos geométricos.

A continuación se mencionan cada uno de los elementos que participaran en la

implementación de la aplicación:

- Gestor de base de datos: Oracle 11g con el paquete Oracle Spatial.

- Servidor geográfico: Mapviewer Versión :11_B091006

- Servidor de aplicación: Oracle Weblogic Server 11g Versión :10.3.3.0

- Plataforma de desarrollo: JDK 1.6.0_12.

- Lenguaje de desarrollo: Java.

- IDE de desarrollo: JDeveloper 11g Versión: 11.1.1.4.0

2.3 Actores del sistema

Los actores del sistema representan el rol que desempeña una o varias personas, un

equipo o un sistema automatizado, son los que inician los casos de uso dentro del

sistema. En la siguiente tabla se describe brevemente cada actor del sistema.

Actores del Sistema

Descripción

Servidor WebLogic El servidor WebLogic se encarga de la

autenticación de los usuarios.

Jefe de órgano El jefe de órgano puede visualizar toda

la información que estime necesaria en

el sistema.

Jefe del departamento de radio El jefe del departamento de radio podrá

visualizar los medios propios de su

departamento y las unidades del

MININT.

Jefe del departamento de

comunicaciones

El jefe del departamento de

comunicaciones podrá visualizar los

medios de su departamento y las

unidades del MININT.

Jefe de la unidad técnica El jefe de la unidad técnica puede

visualizar lo referente a su departamento

y las unidades del MININT.

Tabla 1: Actores del sistema

2.3.1 Diagrama de Casos de Uso del sistema

Un caso de uso es una secuencia de interacciones que se desarrollarán entre un sistema y

sus actores en respuesta a un evento que inicia un actor principal sobre el propio sistema.

Los diagramas de casos de uso sirven para especificar la comunicación y el

comportamiento de un sistema mediante su interacción con los usuarios u otros sistemas.

O lo que es igual, un diagrama que muestra la relación entre los actores y los casos de uso

en un sistema. A continuación se muestra el diagrama de casos de uso del sistema a

desarrollar:

Figura 10: Diagrama de Casos de Uso del Sistema

2.4 Arquitectura

Luego de un análisis de diferentes arquitecturas se determinó como la más apropiada para

el sistema una arquitectura multi-capas. Esta cubre todos los requerimientos de la

aplicación. A continuación se describe con más detalles.

2.4.1 Arquitectura multi-capas

Según (TURRUELLAS, 2008), las arquitecturas han evolucionado apareciendo cada vez

más capas en ellas. La arquitectura multi-capas se compone principalmente por módulos

de software que se agrupan semánticamente en capas teniendo en cuenta su

responsabilidad dentro de la solución empresarial, destacándose principalmente tres tipos

de éstas: interfase de usuario, lógica del negocio y acceso a datos como se ilustra en la

Figura 11:

Figura 11. Arquitectura multi-capas.

Con el uso de arquitecturas multi-capas aparecen una serie de ventajas como se enumeran

a continuación:

- Este tipo de diseño permite que cada capa sea actualizada, mantenida o

reemplazada de forma independiente del resto.

- Los componentes pueden hacer uso de datos que estén almacenados en más de

una base de datos sin perder la independencia entre estas.

- Los componentes que manejan la lógica del negocio mantienen interfaces de

comunicación con el resto de los elementos de la solución lo que permite la

escalabilidad puesto que en cualquier momento se puede añadir una instancia de

éste con cierto grado de independencia.

2.4.2 Arquitectura de SG-OICC

Para el diseño del sistema se escogió una arquitectura multi-capas. Esta arquitectura

muestra una serie de ventajas que favorecen a la aplicación en desarrollo. El hecho de

que cada capa pueda ser actualizada, mantenida o reemplazada de forma independiente

tiene favorables ventajas para los desarrolladores en general. Por otra parte el sistema

trabajará con información disponible en más de una base de datos, ya sea la base de datos

del CONTICS, la de Cuadros Provincial del MININT o una base de datos que se diseñará

para información que aun no está digitalizada. A esta problemática la arquitectura

responde favorablemente garantizando además la independencia entre las distintas base

de datos. De forma general se estableció esta arquitectura por ser con la que se ha estado

trabajando en las aplicaciones desarrolladas por el equipo de desarrollo y diseño del

Órgano.

A continuación se muestra un diagrama con la arquitectura del sistema. Este muestra la

relación entre las diferentes capas en una vista física de la estructura que tendrá la

aplicación. Asimismo, se describe cada unas de las capas para su uso según el nivel

lógico de agrupación al que pertenecen.

La arquitectura de SG-OICC se muestra en la figura 12:

Figura 12. Arquitectura del Sistema

Capa 3: Presentación. Esta capa implementa los componentes de interfaz de usuario, la

cual contiene el diseño de presentación del sistema así como las opciones a través de las

cuales el usuario recibe la información. Esta aplicación Web será desarrollada con el

IDE de desarrollo JDeveloper 11g en su versión 11.1.1.2.0 utilizando el lenguaje de

programación Java. Estará desplegada sobre el servidor de aplicaciones Oracle Weblogic

Server 11g versión 10.3.3.0. Los usuarios accederán al sistema a través de un navegador

Web, luego deben autenticarse, este proceso es gestionado por el servidor de aplicaciones

Oracle Weblogic Server. Para el diseño se tendrá presente una interfaz sencilla, sin

excesivos elementos, pensando en usuarios con poca experiencia en temas SIG o en

manejo de información geográfica. El diseño contará además con:

- Área de despliegue

- Tabla de contenido

- Herramientas

- Módulo de ayuda

Área de despliegue: El área de despliegue de mapas (mapframe) debe ser lo más grande

posible y se debe adaptar automáticamente a la resolución de pantalla (a mayor

resolución mayor área de despliegue).

Tabla de contenido: Los nombres de las capas deben ser cortos y concisos para no

reducir el área de despliegue de mapas.

Herramientas: Se implementarán las herramientas de acercamiento (zoom in),

alejamiento (zoom out), vista regional (zoom to extend), movimiento (pan), información

(info), medida (measure), localizar (find), búsqueda (search).

Módulo de ayuda: Contará con un módulo de ayuda que sirva de guía al usuario para su

desempeño en el sistema. O sea contará con consejos útiles para la representación, por

ejemplo, no se deben desplegar varias capas a la vez, pues la visualización puede perder

en claridad.

Capa 2: Servidor de Aplicaciones. Todo lo utilizado es parte de la capa media de Oracle,

el servidor de aplicaciones a usar es el WebLogic Server que posee la tecnología J2EE

(Java 2, Enterprise Edition). J2EE es una plataforma estándar para desarrollar

aplicaciones multi-capas basadas en el lenguaje de programación Java. WebLogic Server

proporciona un conjunto completo de servicios para uso de componentes, manejando

automáticamente muchos detalles del comportamiento de la aplicación sin requerir

programación. También proporciona facilidades a nivel de seguridad y una

administración poderosa. En este servidor de aplicaciones se encuentra desplegado el

servidor de mapas MapViewer el cual contiene una librería Java Script (Oraclemaps.js)

que contiene un compendio de APIs para el trabajo con los mapas. Contiene además un

motor de interpretación cartográfica que se encarga de establecer la conexión con la base

de datos Oracle a través del JDBC y se comunica con la capa de presentación utilizando

el protocolo HTTP.

A continuación se muestra una figura del funcionamiento de MapViewer:

Figura 13. Arquitectura MapViewer

Capa 1: Gestor de Base de Datos Oracle 11g, se hará uso de una serie de procedimiento

y funciones que componen el paquete Oracle Spatial para el trabajo con datos espaciales,

sirviendo de apoyo para el uso de código PLSQL. En particular se usará el tipo de dato

SDO_GEOMETRY de Oracle Spatial para almacenar datos espaciales. De esta forma se

pueden definir tablas con columnas de tipo SDO_GEOMETRY para almacenar la

ubicación de tiendas, restaurantes, lugares y las extensiones espaciales de las entidades

geográficas, tales como calles, carreteras y parques.

Para la aplicación se decidió que era necesaria la creación de una base de datos que

contenga la información que no está digitalizada. En esta se tendrá la información

espacial de lo que se desea representar (SDO_GEOMETRY). Se hará uso también de otras

base de datos existentes como son la base de datos de Cuadro Provincial del MININT y la

base de datos del CONTICS, la base de datos de Cuadro contiene la información

relacionada con las unidades operativas y fuerza, mientras que en la del CONTICS se

encuentra la relacionada con los medios que dispone cada unidad.

A continuación se muestra el diagrama entidad-relación de la base de datos diseñada

para el SG-OICC:

Figura 14. Diagrama entidad-relación correspondiente a la base de datos diseñada

para SG-OICC

2.5 Vista de despliegue

La siguiente figura muestra el diagrama de despliegue de la aplicación, en el cual se

identifican las relaciones físicas entre los distintos componentes del sistema, a los que se

les llama nodos. Con esta vista lo que se pretende es modelar el hardware utilizado en la

implementación del SG-OICC.

Figura 15. Diagrama de despliegue del SG-OICC

A continuación se muestra una figura con una vista más general. En esta se puede

apreciar como quedaría desplegada la aplicación una vez finalizada.

Figura 16. Vista de despliegue del SG-OICC

2.6 Conclusiones parciales

A partir de lo expuesto en el capítulo se arriba a las siguientes conclusiones:

- El software Visual Paradigm brinda las herramientas necesarias para cubrir la

documentación de la arquitectura de un sistema y todos los detalles asociados

a los requisitos y planificación de un proyecto.

- La arquitectura multi-capas es la más adecuada para la aplicación atendiendo

que cada capa puede ser actualizada o mantenida de forma independiente.

Brindando además independencia entre las diferentes base de datos que se

utilicen en el sistema.

- Se diseñó una base de datos para el almacenamiento de la información no

digitalizada.

- El sistema diseñado cobre todas las necesidades de la institución (OICC).

CAPITULO 3. Prototipo del Sistema de Georeferencia del OICC de Villa Clara

3.1 Generalidades

Como se expuso en el capitulo anterior la capa tres o de presentación se caracteriza por

un grupo de funcionalidades, las cuales responden a los requisitos funcionales de la

aplicación. El prototipo del sistema tiene en cuenta todas estas exigencias y en base a ello

inicia la fase de desarrollo. La cual tiene como objetivo lograr la materialización del

proceso de visualización de las unidades operativas, usado por todos los usuarios del

sistema.

3.1.1 Alcance del prototipo

El prototipo desarrollado hasta el momento da solución al proceso de visualizar unidades

operativas. Las especificaciones de este proceso se detallaron en el epígrafe requisitos

funcionales. El prototipo en función a los requerimientos planteados visualiza las

unidades operativas por municipio y por órgano. Una vez representada las unidades, con

clic sobre la que sea de interés se obtiene la información asociada a ella. Además cuenta

con una opción (mover a) capaz de ir directamente al municipio deseado y mostrar los

consejos que lo conforma.

Como se puede observar en la siguiente figura16, la visualización de las unidades

operativas la pueden realizar todos los usuarios del sistema, ya sea un jefe de

departamento o el jefe de órgano. La representación de las unidades se realiza de dos

formas diferentes como se mencionó en el párrafo anterior. En el primer caso se escoge el

municipio de interés y aparecen en el mapa todas las unidades que posee, con clic se

obtiene información asociada a la misma. En la otra opción se escoge de igual forma el

órgano que se desea representar, pero la visualización se hace a nivel de provincia, por

ejemplo si se escoge el órgano de contra inteligencia, se visualizan todas las unidades de

este tipo que hay en la provincia.

Figura 17. Diagrama de casos de uso: Visualización de las unidades operativas

El prototipo inicia su fase de desarrollo con este caso de uso por ser el mas general dentro

de los identificados en los requisitos funcionales. La representación e las unidades

operativas pueden ser vistas por todos los usuarios del sistema, ya sea el jefe de órgano o

los jefes del departamento. Esto brinda la posibilidad de que sin estar el sistema

implementado en su totalidad ya pueda ser usado parcialmente por todos los usuarios, es

decir se ha trabajado con la información más general. Nunca dejar de mencionar que el

proyecto está en su fase inicial y que del punto en donde se encuentra a su terminación

hay todavía un camino largo que recorrer.

3.1.2 Plataforma de desarrollo

La aplicación es desarrollada usando Oracle JDeveloper, el cual es un entorno de

desarrollo integrado (IDE) para la construcción de aplicaciones usando java, xml, sql,

plsql, html, java script, etc. Este IDE permite el ciclo de vida de todo el desarrollo de

software con herramientas integradas para modelar, programar, depurar, realizar pruebas,

afinar y desplegar las aplicaciones. Es la plataforma principal de desarrollo de toda la

plataforma de productos de la capa media de Oracle. Es además un IDE multiplataforma

que funciona tanto en Windows, Linux, Mac OS X y otros sistemas operativos.

Proporciona un enfoque de desarrollo visual y declarativo y trabaja de conjunto con la

tecnología Oracle ADF para simplificar el desarrollo de aplicaciones (Muench, 2010).

La arquitectura usada por Jdeveloper es modelo vista controlador (MVC). Al

incorporarse este modelo de arquitectura a un diseño, las piezas de un programa se

pueden construir por separado y luego unirlas en tiempo de ejecución. Si uno de los

componentes, posteriormente, se observa que funciona mal, puede reemplazarse sin que

las otras piezas se vean afectadas. Este escenario contrasta con la aproximación

monolítica típica de muchos programas Java. Todos tienen un Frame que contiene todos

los elementos, un controlador de eventos, un montón de cálculos y la presentación del

resultado.

El Modelo Vista Controlador (MVC) es un patrón de diseño fundamental, que separa el

modelado del dominio de aplicación, la presentación de la aplicación y las acciones

basadas en la entrada del usuario, definiéndolos como tres capas distintas:

Modelo: Esta capa objeto conoce todo lo referente sobre los datos que serán manejados,

así como también es responsable de interactuar con los mismos en cuanto a las acciones

que se tomarán en la aplicación. El Modelo no tiene conocimiento específico de los

Controladores o de las Vistas, ni siquiera contiene referencias a ellos.

Vista: Esta capa maneja toda la información mostrada al usuario. Diferentes vistas

pueden ser usadas para mostrar la misma información de diferentes maneras. Interactúa

con el Modelo a través de una referencia al propio Modelo.

Controlador: Esta capa permite al usuario interactuar con la aplicación. El objeto toma

la entrada del usuario y pasa las instrucciones al modelo. La interacción con este se hace

a través de una referencia al propio Modelo.

Una definición más amplia pudiera ser la de un programa que no necesita de otros

programas. Usualmente referido a aplicaciones que se ejecutan localmente y no en la

arquitectura cliente/servidor.

Algunas de las ventajas de la arquitectura modelo vista controlador son:

- Hay una clara separación entre los componentes de un programa, lo cual nos

permite implementarlos por separado

- Hay un API muy bien definido, cualquiera que use el API podrá reemplazar el

Modelo, la Vista o el Controlador, sin aparente dificultad.

- La conexión entre el Modelo y sus Vistas es dinámica, se produce en tiempo de

ejecución, no en tiempo de compila

Figura 18: Patrón Modelo Vista Controlador

La vista y el controlador dependen del modelo de datos, sin embargo esta relación no es

biyectiva como se muestra en la Figura18. Este es uno de los beneficios de la separación

en el desarrollo de aplicaciones utilizando MVC, pues permite que el modelo de datos sea

diseñado y probado independientemente de la presentación visual (View) y el

funcionamiento del sistema (Controller).

3.1.3 Tecnología Oracle Spatial

La tecnología de Oracle Spatial usada en el desarrollo del sistema para manipular datos

espaciales se distribuye en dos niveles: el Servidor de Base de Datos y el Servidor de

Aplicaciones. La Figura 19 muestra los distintos componentes que conforman la

tecnología espacial de Oracle y se indica la distribución de los componentes en el

Servidor de Base de Datos y los niveles de Aplicación del Servidor.

Figura 19: Componentes de la tecnología Oracle Spatial

Los componentes básicos de la Figura 19 se explican brevemente a continuación:

- Modelo de datos: Oracle Spatial utiliza el tipo de datos, SDO_GEOMETRY,

para almacenar los datos espaciales dentro de una base de datos de Oracle. Con

este se pueden definir tablas con columnas de tipo SDO_GEOMETRY para

almacenar información geográfica de los objetos.

- Geocodificación: Los usuarios pueden añadir columnas SDO_GEOMETRY a las

tablas de la aplicación, de manera que se puedan rellenar con los datos de

SDO_GEOMETRY utilizando utilidades estándar. Alternativamente, se pueden

convertir la información espacial implícita, tales como direcciones de calles, en

columnas SDO_GEOMETRY utilizando el componente codificador geográfico

de Oracle Spatial.

- Análisis y consultas: Se puede consultar y manipular los datos

SDO_GEOMETRY mediante la consulta y el componente de análisis,

interactuando con operadores de consulta y el motor de geometría.

- Motor espacial avanzado : Este abarca varios componentes que se adaptan

a sofisticadas aplicaciones espaciales. Esto incluye, por ejemplo, el

componente GeoRaster que permite el almacenamiento de objetos espaciales

utilizando imágenes (grupos de píxeles) en vez de puntos, líneas y vértices.

- Visualización: Los componentes del servidor de aplicaciones de la

tecnología espacial de Oracle incluyen los medios para visualizar los datos

espaciales a través de la herramienta de MapViewer. MapViewer hace que los

datos espaciales que se almacenan en las columnas de tipo SDO_GEOMETRY de

las tablas de Oracle se puedan mostrar como mapas.

3.1.4 Creación del proyecto en JDeveloper

La creación de un proyecto en JDeveloper es relativamente fácil teniendo en cuenta las

facilidades que brinda este IDE de desarrollo. A continuación se describen mediante

algunas imágenes de los principales pasos de la creación del proyecto.

Primeramente se ejecuta el IDE, luego se selecciona la opción Nueva Aplicación (New

Application), en caso del proyecto que será un entorno Web se escogió Fusion Web

Application (ADF), en este paso se le pone también el nombre de la aplicación como se

observa en la figura 20.

Figura 20: Creación de un nuevo proyecto en JDeveloper

Una vez creada la aplicación se necesita conectarla a la base de datos, en la figura 21 se

observan las especificaciones que se requieren para la conexión. Como se puede ver en

este momento se define el tipo de conexión que se usará y se crea un usuario con su

contraseña para la conexión.

Figura 21: Conexión a la base de datos en JDeveloper

Ya se tiene la aplicación conectada a la base de datos, falta todavía la conexión al

servidor de mapas que dará soporte a los mapas que se usaran en el sistema. Para esto se

escoge la opción ADF Data Visualizations en la parte superior derecha, se arrastra el

componente map hacia el área vista de despliegue y en la ventana emergente que se

muestra se especifica la dirección del servidor de mapas, de esta forma se establece la

conexión.

Figura 22: Conexión al servidor de mapas MapViewer en JDeveloper

Una aplicación en JDeveloper está compuesta por dos partes fundamentales, modelo y

vista-controlador. En la parte del modelo se encuentran los ViewObject (ver figura 23),

estos son los que acceden directamente a la base de datos. Cada ViewObject lo respalda

código SQL con la funcionalidad para la que fue creado. Para estos ViewObject se genera

automáticamente un DataControl los cuales pueden ser usados como componentes en

aplicación jspx, en el modelo también contamos con la clase AppModuleImp.java la cual

se encargada de lograr la interacción de la aplicación jspx con los ViewObject mediante

la clase controladora.

Figura 23: Modelo

La otra parte importante es la vista-controlador (ViewController) aquí se encuentra la

clase controladora. En esta clase se implementa las funcionalidades de la página jspx.

Figura 24: Clase controladora

En la figura 25 se muestra la página jspx, la cual es el resultado de todo lo que se va

haciendo. Esta tiene todos los botones, controles, etc. de la aplicación, en ella se reflejan

todas las funcionalidades que tendrá el sistema.

Figura 25: Página jspx de la aplicación

3.2 Funcionamiento del sistema

La aplicación está desplegada en el servidor de aplicaciones WebLogic 11g y se accederá

vía web a través de algún navegador de los que se mencionan mas adelante. El correcto

funcionamiento del sistema depende de la instalación adecuada de las herramientas de

software necesarias, a continuación se describen los detalles de los requerimientos de la

aplicación.

3.2.1 Requerimientos

Para el adecuado funcionamiento del sistema se necesita instalar en el servidor el gestor

de base de datos Oracle 11g, el cual incluye el paquete Oracle Espacial. Módulo que

brinda soporte a objetos geográficos para el motor de base de datos. La tecnología Oracle

Spatial se instala automáticamente con el Standard o Enterprise Edition de un servidor de

base de datos de Oracle en sus versiones 10g o posteriores.

Como servidor de aplicaciones instalar WebLogic Server 11g para desplegar la aplicación

y como servidor de mapas se utilizará MapViewer el cual se encuentra desplegado en el

servidor de aplicaciones. Este contiene un motor de interpretación cartográfica que se

encarga de establecer la conexión con la base de datos a través del JDBC y se comunica

con la capa de presentación utilizando el protocolo HTTP.

Se recomienda para el correcto funcionamiento de la aplicación los siguientes

requerimientos:

- Procesador Intel Pentium IV/1.5 GHz o superior.

- 512 MB de memoria RAM.

- Sistema operativo Windows 95 o superior, Linux.

- Del lado del cliente puede usarse como navegador Web Firefox, Opera o Internet

Explorer superior a la versión 6, se recomienda Firefox instalando el plugin de

Macromedia Flash Player 10.

3.2.2 Interfaz principal de la aplicación

En esta pantalla se mostrará toda la información que se desee representar en el mapa, una

vez que se quiera visualizar algo diferente se actualizará con los nuevos datos. Esta

página tiene además un conjunto de herramientas que ayudan a la interacción del usuario

con la aplicación. La siguiente figura muestra la interfaz principal y seguidamente se

describe cada una de sus partes:

Figura 26. Vista principal de la aplicación

Área de despliegue

El área de despliegue de mapas (mapframe) es donde se muestra e identifican las áreas y

los demás elementos geográficos según su forma y color.

En la parte superior izquierda hay con un control de zoom (Figura 26) que permite alejar,

acercar, mover mapa.

Figura 27. Control Zoom

Tabla de contenido

En la tabla de contenido se muestran las opciones para representar las unidades

operativas. Al escoger la opción municipios se activa el combo con todos los municipios

de la provincia, seguidamente se puede elegir un municipio determinado y presentan en el

mapa todas las unidades del mismo. En este caso se ha seleccionado el municipio

Manicaragua, ver figura 18:

Figura 28. Representación de las unidades por municipio (Manicaragua)

Otro modo de representar las unidades es por órgano, el proceder es igual al anterior con

la diferencia que la visualización se hace a nivel de provincia. Por ejemplo la figura 19

muestra las unidades pertenecientes a las jefaturas del MININT. Para obtener

información sobre una unidad determinada se da clic sobre ella y muestra la información

asociada a la misma (ver Figura 20).

Figura 29. Representación de las unidades por órgano (Jefatura)

La Figura 20 muestra la información correspondiente a la jefatura de Cifuentes. En este

mismo lugar coinciden varias unidades pertenecientes a otros órganos como la CI,

Criminalística, PNR, etc. La información de los demás unidades se muestra al

seleccionarla en la tabla. En el caso de esta imagen se presentan los datos de la Estación

de la PNR Cifuentes, como se puede ver en el gráfico de la derecha.

Figura 30. Información asociada a la jefatura de Cifuentes

Herramientas

Estas herramientas permiten interactuar con el mapa y hacer operaciones útiles para

obtener información.

Figura 31. Herramientas

1. Pam: nos permite manipular el mapa, dado un clic y dejándolo apretado lo

podemos mover.

2. Zoom In: para acercar el mapa, con esta herramienta seleccionada damos un clic

y la dejamos apretada nos dará la posibilidad de dar Zoom en un rectángulo

deseado del mapa.

3. Zoom Out: para alejar el mapa, lo contrario a Zoom In.

4. Distancia: esta herramienta nos permite medir la distancia que existe de un punto

a otro, cuando la seleccionamos se da un clic en el mapa para especificar el punto

de inicio y después otro para el fin, cuando demos el ultimo clic en la parte

inferior izquierda nos aparece un cartel con la distancia calculada, al final con

solo dar un clic derecho desaparece la línea.

5. Área: esta herramienta es muy similar a la herramienta de distancia solo que esta

permite calcular el área de una región determinada por los puntos que usted

marque en el mapa, es decir dado clic izquierdo usted va conformando una figura

geométrica y automáticamente en la parte inferior izquierda muestra el área

calculada.

Módulo de búsqueda

Este módulo nos permite visualizar los municipios y sus consejos, para ello damos clic

izquierdo en el combo municipios y seleccionamos el que queramos ver (figura 22), esto

nos hará un acercamiento automático y al mismo tiempo en el combo consejo se activan

los consejos pertenecientes al municipio seleccionado, donde de la misma forma que

seleccionamos un municipio podemos seleccionar un consejo figura 23, lo cual nos hará

un acercamiento automático al mismo, en caso de queramos ir para la vista del municipio

seleccionamos el primer elemento que dice CONSEJOS ver figura 21, de igual forma lo

podemos hacer con el combo municipio y este nos regresará a la vista donde se ven todos

los municipios.

Figura 32. Módulo búsqueda

Figura 33. Selección del municipio Santa Clara

Figura 34. Selección del consejo popular centro

3.3 Conclusiones Parciales

En base al lo expuesto en el capitulo anterior se arriba a las siguientes conclusiones:

- El servidor WebLogic 11g proporciona facilidades a nivel de seguridad y una

administración poderosa útiles para el desarrollo de aplicaciones.

- JDeveloper como entorno de desarrollo integrado para la construcción de

aplicaciones brinda facilidades para la implementación del sistema.

- MapViewer brinda las herramientas necesarias para el soporte de mapas de la

aplicación.

CONCLUCIONES GENERALES

Como resultado de esta investigación se diseña el Sistema de Geo-Referencia del Órgano

de Informática, Comunicaciones y Cifras (SG-OICC) del Ministerio del Interior de Villa

Clara, contando con la satisfacción del personal interesado. Se implementa además un

prototipo inicial acorde con la arquitectura propuesta que da solución al proceso de

visualizar las unidades operativas, permitiéndole al órgano la gestión de la información

asociada a estas y la toma de decisiones. Por lo que se cumple con el objetivo general

planteado y se concluye que:

- Se definieron las principales características de los Sistemas de Información

Geográfica, concluyéndose que constituyen herramientas adecuadas para el

manejo de información.

- Se seleccionó el servidor de aplicaciones WebLogic que posee tecnología J2EE y

se pueden desarrollar aplicaciones multi-capas basadas en el lenguaje de

programación Java. Proporcionando seguridad y una administración poderosa.

- Se seleccionó MapViewer como servidor geográfico. Este posee una librería Java

Script (Oraclemaps.js) que contiene APIs para el trabajo con mapas. Contiene

además un motor de interpretación cartográfica que se encarga de establecer la

conexión con la base de datos Oracle y se comunica con la capa de presentación a

través de HTTP.

- JDeveloper como entorno de desarrollo integrado para la construcción de

aplicaciones brinda facilidades para la implementación del sistema.

- Se diseñó una herramienta que permite la visualización en el mapa de la provincia

de Villa Clara de toda la información de interés para la institución.

- Se propuso una arquitectura que responde satisfactoriamente a las necesidades de

la aplicación.

- Se implementó un prototipo que permite la visualización de las unidades

operativas.

RECOMENDACIONES

Teniendo en consideración que el modelo propuesto no se ha implementado

completamente se recomienda:

- Implementar los casos de uso identificados en el diseño.

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