sistema de geo-referencia para el Órgano de informática
TRANSCRIPT
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.
-----------------------------
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.
------------------------ ---------------------------
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.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALIAGA 2006. Sistemas de Información Geográfica aplicados a la gestión del territorio.
ARMENTERAS.D 2002. Informe de resultados Sistema de Información Geográfica.
BOSQUE, J. S. 1992. Sistemas de Información Geográfica.
BURROUGH 1986a. Principles of Geographical Information Systems for Land Resources
Assessment
BURROUGH 1986b. Principles of Geographical Information Systems for Land Resources
Assessment
D.COWEN 1988. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing.
DELGADO, T. F. 2001. (Servicio Hidrográfico y Geodésico de la República de Cuba)"Iniciativa
cubana para la creación de una Infraestructura de Datos Espaciales: Marco institucional,
Estudio de Factibilidad y Servicio de Catálogos.
DUECKER 1979. Land Resource Information Systems.
GUEVARA, R. T. 2003. Definición y algunas aplicaciones de los sistemas de información
geográfica.
HASTIE, R. 2001. La psicología de la toma de juicio y decisión.
HILL, L. 2006. Georeferenciación.
IDERC, S. E. D. L. 2005. Estado actual y perspectivas de IDERC.
LÓPEZ, L. D. R. O. 2003. Sistemas de Información Geográfica, ventajas y desventajas de su
utilización en Guatemala.
MUENCH, S. 2010. The Route to Success. Oracle Magazine.
NCGIA 1990. Manual de SIG.
RAMIREZ, N. 2001. Sistema de información geográfica aplicación urbana, municipio de
Tepatitlán, Jalisco.
ROMERO, M. F. 2009. Proceso de Georeferenciación de la Cartografía Histórica.
SEGUEL, D. C. 2008. Tierra, Sentido y Territorio: La Ecuación Geosemántica.
TURRUELLAS, J. C. O. 2008. Metodología para el diseño de arquitecturas de soluciones de
integración de aplicaciones: Soporte a los procesos del negocio en las
telecomunicaciones.
VALDÉS, D. R. S. P. 2010 Uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) en el Minint de
Villa Clara. .