Download 1 introducción

CALVO, M. (1993) Capitulo 2 (paginas 41-63): Organización y
estructura de las bases de datos empleadas en los sistemas de información
geográfica.
Sistemas
de
información
geográfica
digitales.
Sistemas
Geomáticos. Oñati, Instituto Vaso de Administración Pública.
Rubén García García
1 INTRODUCCIÓN
Los datos empleados en cartografía pueden agruparse en dos clases de Bases de
Datos:
Bases de Datos Gráficas (BDG)
Bases de Datos Alfanuméricas ( BDA)
Que vienen acompañados por sus respectivos sistemas de Gestión:
Sistemas de Gestión de Bases de Datos Gráficas (SGBDG)
Sistemas de Gestión de Bases de Datos Alfanuméricas (SGBDA)
Si bien el usuario de un Sistema de Información Geográfica no tiene porque
conocer en profundidad cual es la organización interna de una base de datos, si que
resulta de interés que conozca cuales son los principales rasgos o estructuras de esta
organización, para que pueda realizar una gestión optima sobre los Sistemas de
Información Geográfica.
2 LA GESTION DE LOS DATOS
En las utilidades o formas de gestión de las Bases de datos aparecen dos
soluciones fundamentales:
A. Que el programa de Base de Datos disponga de sus propias funciones
de Gestión.
B. Que el programa utilice un “interface” o interprete entre los datos y
su sistema de Gestión externo a la Base.
La gestión de los datos gráficos y alfanuméricos se realiza en un Sistema de
Información Geográfica en conjunto.
2
3 CONSIDERACIONES ESPECIFICAS SOBRE LOS DATOS
GESTIONADOS POR UN SISTEMA DE INFORMACIÓN
GEOGRAFICA
Estos datos son informaciones sobre la representación geográfica o cartográfica
de los elementos integrantes del territorio (sujeto a gestión), así como otras
informaciones complementarias o asociadas a estos que también deberían intervenir en
el proceso de análisis.
Podemos asegurar que todas las estructuras contienen información, pero no todas
las informaciones pueden estar sostenidas por las mismas estructuras.
La tipología de los datos geográficos o territoriales hace necesaria la
consideración de los siguientes puntos:
A. El territorio sufre frecuentes alteraciones, tanto en su estricto carácter
físico ( temperaturas, limite de propiedades...) como en su carácter
asociado (legislación, revalorización, decisiones políticas).
B. El volumen y complejidad de datos relacionado con el territorio.
C. El número de especialistas vinculados al territorio es considerable.
Urbanistas, Tipógrafos, Arquitectos, Ingenieros, Abogados,
Geógrafos..., esto hace que la temática a tratar también sea numerosa.
D. Las relaciones entre los objetos que componen el territorio son
complejas.
E. La naturaleza de los datos es muy variada y diversa. Existirán datos
bi-dimensionales, tri-dimensionales, temporales...
F. El tipo de gestión que se desee realizar alcanzara a numerosas
disciplinas.
4. NIVELES DE UN SISTEMA DE GESTION DE BASES DE DATOS
3
En realidad podemos considerar al sistema de gestión como un “intermediario” o
interface entre los datos y el usuario del sistema. Este interface puede actuar en tres
niveles de gestión o interactividad que son:
A. Nivel mínimo.- En este es posible realizar cambios de datos con
ficheros de importación- exportación pero sin interactividad. La
gestión no puede realizarse de forma directa sobre los datos en
conjunto. Un cambio en un dato grafico no alterara a los
correspondientes datos alfanuméricos vinculados al mismo, hasta que
no se realice una actualización.
B. Nivel intermedio.- Es aquel en el que se pueden escribir datos no
gráficos desde la base de datos grafica, la interactividad se produce
exclusivamente desde la sesión grafica.
C. Nivel máximo.- Es aquel en el que las posibilidades son las mismas
que para el nivel medio, pero en el que existe un “control” de
“integridad” de los respectivos datos. Esto hace que si se desea borrar
un dato no-grafico, si se destruye el grafico o vice-versa, debe
producirse una modificación en ambas Bases de datos.
5. TIPOS DE SISTEMAS DE GESTION DE BASES DE DATOS.
5.1 Sistema de Gestión de la Base de datos Jerárquico o ramificado
Los datos se organizan en conjuntos de registros asociados por relaciones
denominadas “enlaces” estructurados de forma arborescente. Esta organización no es
aleatoria, si no que por el contrario se debe a unas condiciones de dependencia lógica,
existentes entre los datos.
Este tipo de sistema “ramificado” o arborescente presenta dos problemas
fundamentales:
a. Existe un importante riesgo de que aparezca una inconsistencia en
caso de que se realice alguna modificación.
4
b. El almacenamiento de la información presupone un importante
“consumo de memoria” por lo que en caso de existir muchos datos, el
espacio ocupado puede resultar problemático.
5.2 Sistema de gestión de la Base de datos en red
Son estructuras de datos organizados en registros, con relaciones entre ellos
denominados “vínculos” pero sin que existe una estructura arborescente como en los
SGBD jerárquicos.
Los vínculos aparecen de forma expresa y son los que se utilizan para unir entre
sí las distintas unidades o registros.
Este sistema de gestión en red presenta los siguientes problemas:
a. Los vínculos pueden resultar excesivamente complejos. La “red” de
vínculos puede convertirse en una estructura muy complicada, lo que
afecta de forma directa a la claridad y a la velocidad de la gestión.
b. Son modelos de estructuras excesivamente “rígidas” (debido
especialmente a la existencia física del vinculo)
5.3 Modelo de Sistema de Gestión de Bases de Datos Relacional
Es un sistema de organización de los datos en “tablas” bi-dimensionales en las
que las filas representan los registros, y las columnas los atributos.
El enlace o relación entre las tablas se realiza mediante las columnas de
atributos, sin necesidad de que exista un vinculo, como en las estructuras en red.
Se considera que un sistema es medianamente relacional si satisface tres
condiciones fundamentales:
-
Toda la información de la base de datos se representa mediante
valores en las tablas.
-
No existen apuntadores visibles para el usuario entre las distintas
tablas de la base de datos.
-
El sistema debe permitir, sin limitaciones ligadas a consideraciones
internas, los siguientes operadores relacionales: Restricción
5
(“selección de registros”, solo se seleccionaran de una tabla los
registros necesarios y sus asociados), Proyección (“selección de
campos”, solo se seleccionarán de las tablas los atributos necesarios),
Vinculación (“enlace automático”, entre tablas a partir de la
existencia de un campo común de relación).
Una Base de datos se considerará totalmente relacional sí:
-
Realiza todas las operaciones de “base” del álgebra relacional sin
limitaciones ligadas a consideraciones internas. Estos operadores son:
A- De conjunto: unión, substracción y producto cartesiano.
B- Verdaderos: proyección y restricción.
C- Adicionales: vinculación, intersección y división.
-
Si soporta los dos controles de integridad de base del modelo
relacional:
A- Control de unicidad de clave de una relación.
B- Control de integridad relacional.
Las principales ventajas de este sistema son:
-
Son estructuras de tratamiento rápido y de fácil manejo.
-
El tratamiento de datos puede hacerse de forma diferenciada.
-
Son estructuras muy adecuadas cuando el número de datos
alfanuméricos elevado.
-
Son apropiadas para información asociada a la existente en los
mapas.
-
Posee un lenguaje de gestión (SQL) de gran claridad y facilidad de
uso.
Los inconvenientes son:
-
Los problemas de coherencia e integridad pueden aparecer con
relativa facilidad y son difíciles de resolver, al poder existir un
excesivo numero de tablas y direcciones.
-
Requiere ordenadores potentes.
-
No son muy adecuados para los datos gráficos.
6
5.4 Modelo de Sistema de gestión de la Base de datos orientado a
objeto
Consiste en agrupar en entidades u objetos todas las propiedades y los
procedimientos o programas que permiten manipularlos y tratarlos.
Los procedimientos que permiten su manipulación son grupos o listas de
instrucciones que permiten: crearlos, estructurarlos, representarlos, asignarles
propiedades o informaciones gráficas o alfanuméricas, evaluar dichas informaciones,
borrarlos, etc....Esta agrupación puede resumirse de la siguiente manera:
- La gestión se realiza mediante procedimientos (lenguajes orientados a
objeto) fáciles de leer y mantener.
- El control de la coherencia es aquel que se refiere a los propios objetos,
por lo que es fácilmente asegurable. Los objetos pueden contener datos gráficos
y alfanuméricos indistintamente.
- Los objetos pueden estructurarse en “familias” que tienen además
atributos de “herencia”. Esta posibilidad de “heredar” atributos hace posible la
transmisión de características entre objetos, o la propia adquisición de las
mismas por el simple hecho de pertenecer a una determinada familia..
- Un grupo de objetos pueden estar relacionados entre sí por las
siguientes causas: por codificación, designación, naturaleza geométrica, lógica
derivada de los elementos a los que representan, o por cualquier atributo común.
Conceptos ligados a un sistema de gestión de base de bases de datos orientados a objeto:
-
Objeto: Colección de elementos y de datos estructurados e
identificados por una referencia única.
-
Propiedad: Características de un objeto, asociadas íntimamente a su
nombre y clase.
-
Clase (familia): Grupos de objetos con idénticas propiedades
“genéricas”. Por ejemplo: parcelas.
-
Método (control): Operación asociada a una clase o familia que
manipula o informa sobre el estado de un objeto o parte del mismo.
7
-
Procedimientos: Bloques de parámetros que permiten la “conexión”
o el lanzamiento de métodos entre objetos. Por ejemplo el número de
edificios dentro de las parcelas.
-
Desencadenadores (daemonds): procedimientos que se ejecutan de
forma continua y automática mientras se desarrolla el trabajo.
-
Herencia: Transmisión de propiedades de una clase (antecedente)
hacia una subclase (descendiente).
-
Macrobjeto: Grupo de objetos que forman un nuevo objeto unión de
todos ellos.
Con todo lo explicado anteriormente podríamos definir un Sistema de Gestión de
base de Datos orientada a objeto para su aplicación a un SIG como:
Aquellos que organizan bases de datos cartográficas en clases de objetos
jerárquicos, gestionando determinados procesos mediante “mensajes” o procedimientos
objeto y desencadenando otros de forma automática (daemonds).
Las principales ventajas de este sistema son:
-
Tienen una estructura muy parecida a la del mundo real representada
en un mapa.
-
Presentan un elevado grado de claridad, manteniéndose incluso con
un gran número de objetos.
-
El mantenimiento de la estructura no se ve afectado por la creación o
el borrado de objetos.
-
Las “herencias” entre clases de objetos hacen que se ahorre mucho
espacio en la memoria del ordenador, al no tener que repetir atributos.
-
Los lenguajes orientados a objeto son de gran potencia y los
programas tienen estructuras sencillas, claras y muy fáciles de
mantener.
Por el contrario, los inconvenientes son:
-
La velocidad de gestión es proporcional al número de objetos, por lo
que si existen muchos esta puede resultar excesivamente lenta.
-
No son demasiado adecuados para el almacenamiento de datos
alfanuméricos.
8
5.5 Sistemas mixtos.
Los Sistemas de gestión Relacionales son muy apropiados para la gestión de
datos alfanuméricos, y pueden ser geo-referenciales. Su gestión se realiza mediante
dialogo con el usuario mediante un lenguaje como el SQL, por el contrario admiten mal
la información grafica.
Los orientados a objeto son apropiados para el tratamiento de datos georeferenciados que aparecen en los mapas. Su estructura los hace muy apropiados para la
gestión grafica y poseen unos lenguajes de programación muy potentes. Por el contrario
son poco adecuados para la información alfanumérica.
Los SIG gestionan datos con gran abundancia tanto de datos gráficos como
alfanuméricos por lo que el enlace entre las dos estructuras mencionadas resulta muy
interesante. En base a estas premisas se han desarrollado sistemas de gestión capaces de
permitir la coexistencia de ambos tipos de datos, el relacional y el orientado a objeto.
Este enlace puede hacerse mediante la existencia de un campo común en los objetos que
coincida con alguno de los atributos de una tabla del sistema relacional de forma que los
direccione entre sí. De esta forma, el dibujo o los datos georeferenciados estarán
contenidos en un sistema orientado a objeto y los datos geo-referenciables en uno
relacional.
Las principales ventajas de este sistema son:
-
El mapa se mantiene y actualiza con un sistema orientado a objeto.
-
Los datos alfanuméricos se almacenan en sistemas relacionales.
-
La gestión la realizara el usuario mediante el lenguaje SQL
-
Los datos podrán ser sometidos a procedimientos orientados a objeto.
-
El mantenimiento de la estructura hace necesario una jerarquización
de los usuarios. Esto implica que no todos los usuarios podrán
acceder a la totalidad de los datos, y que no todos podrán realizar las
mismas acciones, de manera que se protege la información.
Los inconvenientes son:
-
La conexión entre sistemas puede ralentizar el proceso.
-
En ocasiones es necesario programar ambos sistemas para facilitar la
comunicación y la gestión.
9
-
La coexistencia de dos Sistemas de Gestión de Bases de Datos puede
multiplicar el número de instrucciones del SIG complicando su
aprendizaje y la ejecución de gestiones.
-
La comunicación y transferencia de datos entre Bases puede hacer
aparecer algunos problemas de estructura y coherencia.
10