Es una presentacion del programa para introducir a los sistemas de informacion geografica

1. INTRODUCCION SIG
ENRIQUE ZARATE CAMPAÑA
ezarate@uchile.cl
PRIMER SEMESTRE – 2011
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO
UNIVERSIDAD DE CHILE

2. TEMAS
Parte 1
• El computador, como soporte del SIG
• Definiciones de un SIG
Parte 2
• El concepto de modelado
• Modelos
• Normalización

3. Aunque la computadora personal fue creada en 1981, sus inicios se
remontan a varias décadas atrás y sus primeros antecedentes a más de
cuatro mil años.
El origen de la informática no es sólo la electrónica sino que la unión de
tres hechos históricos que permiten el desarrollo del computador actual:
• El concepto de contar
• La ecuación fundamental de la computación
• La magnetización y la electricidad

4. CONCEPTO DE CONTAR
Definición de la Real Academia de la Lengua Española:
Calcular el número de unidades que hay de una cosa
Ejemplo: tienes 20 pesos.
Incluir a una persona en el grupo, clase u opinión que le corresponde:
Ejemplo: te cuento entre mis mejores amigos.
NUMERO
Concepto matemático que expresa cantidad.
Signo o conjunto de signos con que se representa este concepto.
DEFINICIÓN DEL NÚMERO (BERTRAND RUSSELL)
Un número es lo que representa el número de una clase

5. N= Saibi
b=2
N= a020+a121+a222+……+an-12n-1+an2n
N= an2n+an-12n-1+……+a222+a121+a020
i=infinito
i=0
ECUACIÓN FUNDAMENTAL

6. N = an2n+an-12n-1+……+a222+a121+a020
+ + +
N = +….+
Magnetizacion
Positivo + ------> 1
Negativo - -------> 0
MAGNETIZACIÓN Y ELECTRICIDAD

7. N= an2n+an-12n-1+……+a222+a121+a020
+ + +
N= +……+
+
+
+
-
-
N= …….. ¿ cual es el número ?
N= 0*2n+ 0*2n-1 +……+1*22+1*21+1*20
+0 +0………………+1 +1 +1

8. • SUMA
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10

9. • RESTA
Minuendo – sustraendo
Al minuendo le sumo el valor recíproco del sustraendo
y al resultado le sumo uno

10. • Multiplicación
Es una suma abreviada
• División
Es la operación contraria a la multiplicación

16. DEFINICIONES DE SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA (SIG)
« Base de datos computerizada que contiene información espacial» o
« Una tecnología informática para gestionar y analizar información
espacial» (CEBRIÁN y MARK 1986, pág. 277)
« Un conjunto de herramientas para reunir, introducir [ en el ordenador] ,
almacenar, recuperar, transformar y cartografiar datos espaciales sobre el
mundo real para un conjunto particular de objetivos» (BURROUGH 1988,
pág. 6)
« Sistema digital para el análisis y manipulación de todo tipo de datos
geográficos, a fin de aportar información útil para las decisiones
territoriales» (TOMLINSON 1987, pág. 154)
« Un sistema informático capaz de realizar las tareas para manejar datos
georreferenciados: entrada, almacenamiento, recuperación, manipulación,
análisis y representación» (ARONOFF 1989, pág. 39)

17. DEFINICIONES…
« Un sistema de Información Geográfica es un tipo especializado de base
de datos, que se caracteriza por su capacidad de manejar datos
geográficos, es decir, espacialmente referenciados, los cuales se pueden
representar gráficamente como imágenes» (BRACKEN y WEBSTER 1990,
pág. 31)
« 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» (National Center
for Geographic Information and Analysis de USA NCGIA 1990, vol. I, págs
1-3)

18. RESUMIENDO LAS DEFINICIONES…
• Sistema de Información Geográfico (SIG) es un sistema
computarizado destinado al despliegue de datos geográficamente
referenciados, administrando las bases de datos asociadas, con
funciones de captura, almacenamiento, recuperación, transformación y
análisis de los datos.

19. DESARMANDO LA DEFINICION ...
• Sistema de Información Geográfico (SIG) es un sistema
computarizado destinado al despliegue .........................

20. 1937 - Claude Shannon demostró que la programación de las futuras
computadoras era más un problema de lógica que de aritmética,
reconociendo la importancia del álgebra de Boole.
Además, sugirió que podían usarse sistemas de conmutación como en
las centrales telefónicas, idea fundamental para la construcción de la
primera computadora.
Claude Shannon, más adelante, junto con Warren Weaver, desarrolló la
teoría matemática de la comunicación, hoy más conocida como la
"teoría de la información", estableciendo los conceptos de negentropía,
estableciendo que la información reduce el desorden.

21. • ............................. al despliegue de datos
geográficamente referenciados ...........................................
geo-. (Del gr. γεω-, de la raíz de γῆ, tierra).
Referencia Base o apoyo de una comparación, de una
medición o de una relación de otro tipo
RECORDANDO LA DEFINICION ...

22. coordenado, da. (De co- y ordenado).
1. adj. Geom. Se dice de las líneas que sirven para determinar la
posición de un punto, y de los ejes o planos a que se refieren aquellas
líneas.
~ cartesiana. 1. f. Geom. Cada una de las rectas que son paralelas a
cada uno de los dos ejes de referencia, trazados sobre un plano, o a
alguna de las intersecciones de tres planos, con respecto a los cuales se
determina la posición de un punto del espacio por las longitudes de
dichas rectas, contadas desde los ejes o planos no paralelos a ellas.
coordenada polar. 1. f. Geom. Cada una de las que determinan la
posición de un punto cualquiera sobre un plano, es decir, la longitud del
radio vector comprendida entre el punto y el polo, y el ángulo formado
por dicho radio con la línea recta llamada eje polar.

23. COORDENADAS Y PROYECCIONES

24. administrar. (Del lat. administrāre).
1. tr. Gobernar, ejercer la autoridad o el mando sobre un territorio y sobre las personas que lo
habitan.
2. tr. Dirigir una institución.
3. tr. Ordenar, disponer, organizar, en especial la hacienda o los bienes.
4. tr. Desempeñar o ejercer un cargo, oficio o dignidad.
5. tr. Suministrar, proporcionar o distribuir algo.
6. tr. Conferir o dar un sacramento.
7. tr. Aplicar, dar o hacer tomar un medicamento.
8. tr. Graduar o dosificar el uso de algo, para obtener mayor rendimiento de ello o para que
produzca mejor efecto.
RECORDANDO LA DEFINICION ...
... y a la administración de las bases de datos asociadas, ...

25. Administrar
• crear
• modificar
• eliminar

26. RECORDANDO LA DEFINICION ...
... con funciones de captura, almacenamiento,
recuperación, transformación y análisis de datos.

27. Un SIG debe tener la capacidad para recibir datos de distintas maneras:
• Digitalización directa
Mapas en papel o utilizando una foto aérea o una reproducción escaneada de
un plano y digitaliza los elementos que desee desde ese plano o foto
• Entrada de coordenadas en archivos digitales
Se aplica en casos diversos donde existen tablas que tienen coordenadas, tales
como los que existen en agrimensura y las que se reciben directamente de
aparatos GPS
• Teledetección y escaner
Captura de datos

28. Parte 2
• El concepto de modelado
• Realidades, Modelos y Lenguajes
• Modelos
• Normalización

29. Objetivos
– Comprender el concepto de modelado
– Definir lo que es un modelo
– Definir los objetivos del modelado
– Captar las limitaciones ligadas a un modelo

30. Realidades, Modelos y Lenguajes
• La realidad única, concreta y objetiva no puede ser captada
como tal
• Aún cuando pudiésemos asumir que esta realidad única existe,
cada uno de nosotros la modifica a través del filtro
• La percepción de cada persona es algo bastante complejo, que
está influido entre otros posibles factores, por el filtro de su
percepción, tiempo, espacio y estado de ánimo al momento de
realizar la percepción, además del impacto de experiencias
previas, factores ambientales, estructura neuronal y el código
genético del individuo

31. Realidades, Modelos y Lenguajes
• Lo relevante es que para n observadores de un fenómeno, es posible
obtener al menos n percepciones “distintas” (no radicalmente).
• Las herramientas que utilizamos para poder comunicar y plasmar
nuestras percepciones de realidades se denominan modelos.
• Los modelos son representaciones de algún fenómeno o hecho del
mundo que nos interese.
(ejemplos: Modelar organizaciones, datos o procesos de negocio).
• Para expresar estos modelos es que requerimos de los lenguajes.

32. Realidades, Modelos y Lenguajes
• Los lenguajes son herramientas creadas por el hombre (u otros
seres) con el fin de comunicarse.
• Son imprescindibles para concebir modelos, pues uno expresa a
lo más lo que el lenguaje le permite.
• Los lenguajes permiten
-Comunicar modelos a otras personas, que comprenden el
lenguaje
-Validarlos
-Discutirlos
-Ampliar la percepción sobre un mismo fenómeno

33. Realidades, Modelos y Lenguajes
Componentes de los lenguajes son:
• Sintaxis: Conjunto de símbolos permitidos en el lenguaje
• Gramática: Reglas generadoras del lenguaje
• Semántica: Significado asociado al lenguaje

34. De un objeto cotidiano, nosotros
creamos diferentes modelos

35. ¿Qué es un modelo?
 Un modelo es una representación simplificada da la parte de la realidad
que nos interesa.
 Un modelo es aceptable si el resultado de una operación efectuada sobre
ese modelo es considerado como equivalente al resultado de la operación
correspondiente efectuado sobre la realidad.
 Los objetivos de un modelo son:
– 1. Comprender la realidad.
– 2. Comunicar.
– 3. Recordar.

36. Modelo = abstracción en función
de un propósito específico
• Los elementos esenciales son resaltados
• Los detalles no esenciales son eliminados

37. Un modelo se representa mediante un conjunto de símbolos
• Estos símbolos, su
significado y las reglas
de uso constituyen un
Lenguaje
• Un lenguaje formal
voluntariamente
restringido en función
de un objetivo preciso
de modelado se llama
un formalismo.

38. Diversidad de objetivos = muchos modelos
• Una misma realidad puede ser representada simultáneamente por
muchos modelos
• Cada modelo es construido con un objetivo preciso

39. Respecto al nivel de abstracción
• Conceptual
Nos enfrentamos a una representación (modelo) muy cercana a la
realidad a modelar
Es independiente de la plataforma de implementación computacional
Aquí están los modelos que se realizan en la etapa de análisis
• Lógico
Destaca los aspectos centrales del modelo, pero con una visión más
cerca de la implementación en una plataforma definida.
Los modelos generados en la etapa de diseño deberían encontrarse en
este nivel
•Físico
La abstracción es mínima
Hay correspondencia directa del modelo y la plataforma (software y
hardware) sobre la cual se implementará
Estos modelos documentan la etapa de ejecución

40. Limitaciones ligadas al proceso de modelado
• La pérdida de detalles
• La dependencia con relación al objetivo perseguido
• La dependencia con relación al contexto
• Las limitaciones ligadas a las estimaciones
 Cualitativa
 Cuantitativa

41. • Experiencia
• Conocimientos
• Valores
• Personalidad
• Normas profesionales
• Otras
Limitaciones ligadas al modelador

42. ¿Para qué modelar los datos?
• Para comprender el conjunto de los datos con los cuales el usuario desea
trabajar.
• Un medio de comunicación entre los actores de un proyecto.
• Para documentar bien el sistema a fin de poderlo hacer evolucionar y
actualizar más fácilmente.
• Para facilitar la programación.
• Sirve igualmente para re analizar los datos con los cuales trabaja
la organización.
• Los tipos de datos utilizados por la organización representan los
elementos más estables (más que los tratamientos, los equipamientos y
las personas).

43. Formalismo
• Un formalismo es un lenguaje
– 1. Riguroso
– 2. Restringido a algunas nociones.
– 3. Semi-gráfico o exclusivamente literario.
• Un formalismo comprende:
– 1. Componentes semánticas
– 2. Notaciones
– 3. Reglas de utilización

44. Formalismo gráfico versus formalismo literal
• Necesidades expresadas en formato literal
1. Tengo datos sobre los hidrantes y las casas.
2. Para los hidrantes necesito el número y la presión.
3. Para las casas necesito su dirección y el número de pisos.
4. Necesito saber si hay un hidrante cerca de una casa.
• Necesidades expresadas en formato gráfico

45. Diferentes necesidades de comunicación
Durante el desarrollo de un SIG, la comunicación debe establecerse a varios
niveles:
1. Comunicación entre el diseñador o analista y los futuros usuarios del
SIG
2. Comunicación entre el analista y el programador
3. Comunicación entre el programador y el sistema informático

46. La jerarquía de los modelos de datos
• Nivel conceptual:
– Responde a la pregunta del ¿Qué?
– Es independiente de la tecnología.
– Minimiza la redundancia de los datos.
– Herramienta de trabajo del analista o diseñador.
• Nivel lógico:
– Responde a la pregunta del ¿Cómo?
– Es dependiente del tipo de tecnología escogida.
– Es un modelo optimizado para obtener el
máximo rendimiento.
– Herramienta de trabajo para el programador.
• Nivel físico:
– Consiste en la realización.
– Depende de la herramienta escogida y de su
lenguaje de programación
– Herramienta de trabajo para el computador

47. El Modelo Conceptual de Datos (MCD)
• El MCD es una representación de la realidad en función de un propósito
establecido, es independiente del tipo de tecnología que será utilizada
durante la implantación del SIG y no está optimizado desde el punto de
vista del rendimiento de los tratamientos.
• Este modelo es ante todo una herramienta de diálogo entre el
diseñador o analista y los diversos actores de un proyecto.
• Se construye a partir de un lenguaje riguroso y muy restringido
que resulta intuitivo y fácil de comprender.
• No incluye las limitaciones técnicas que harían pesada la lectura
del modelo.

48. Ejemplo de un MCD (formalismo individual)

49. El Modelo Lógico de Datos (MLD)
• Es un modelo intermedio entre el MCD y el MFD. (A veces se
produce más de un MLD).
• Es dependiente del tipo de "software" escogido (SGBD relacional,
GIS orientado a los objetos, CAD ligado a un SGBD, ...) o del
programa particular seleccionado.
• Permite efectuar una optimización de la estructura de datos
elaborada en el MCD teniendo en cuenta los principales
tratamientos, los puntos fuertes y las debilidades de un tipo de
"software", as como la arquitectura informática de la organización.

50. El formalismo individual
• Objetivos:
• 1. Conocer las componentes del formalismo individual
• 2. Saber manipular estas componentes
• 3. Aprender a leer un modelo conceptual de datos utilizando este
formalismo
• El formalismo individual es una variante del formalismo Entidad-Relación,
variante desarrollada en Francia por los diseñadores del método MERISE.
La familia de formalismos de tipo Entidad-Relación (E/R) es la más utilizada
para modelar los datos a nivel conceptual.

51. Los componentes del formalismo individual
• Las entidades o individuos:
• Todo objeto, persona, concepto o evento de la realidad
sobre el cual se desea información.
• Los atributos o propiedades:
• Las características de una entidad o de una relación que
nos interesan en función del objetivo de nuestra aplicación.
Existe un tipo particular de atributo: el identificador.
• Las relaciones:
• Asociaciones entre las entidades.
• Las cardinalidades:
• Los número máximo y mínimo de veces que una relación
puede producirse entre las ocurrencias de dos entidades.

52. Las notaciones del formalismo individual 1
• Entidad ó individuo
• Un rectángulo que contiene el
nombre único de la entidad en
letras mayúsculas.
• Distinción importante entre
entidad y ocurrencia
• Una entidad está compuesta de
muchos atributos y representa el
conjunto ocurrencias del mismo
tipo.
• Una ocurrencia es una entidad
específica que posee un
conjunto de valores que
describen a esta entidad en
particular.

53. Las notaciones del formalismo individual 2
• Atributo o propiedad:
• Los atributos sirven para describir o para
localizar una entidad. Se representa un
atributo donándole un nombre único en la
entidad que él caracteriza.
• El identificador es un tipo de atributo particular el
cual permite identificar de forma única (o casi única)
toda ocurrencia de una entidad particular.
• Cuando la identificación no es única sino que
depende del identificador de otra entidad, se habla
entonces de dependencia funcional.

54. Las notaciones del formalismo individual 3
• Relación:
• Una relación se representa mediante una elipse en la
cual se sitúa el nombre de la relación en mayúscula y
sus atributos en minúscula si fuera del caso.

55. El formalismo individual (cardinalidad)
• Cardinalidad: Una relación posee cardinalidades. Para comprender bien la
noción de cardinalidad, uno puede descomponer la relación en dos
asociaciones, una en cada dirección de la relación. Cada asociación posee
una cardinalidad, i.e. el número mínimo y máximo de veces que la
asociación puede producirse entre dos entidades.
La cardinalidad total de una relación se obtiene a partir de los máximos de las dos
asociaciones. En el ejemplo precedente, la cardinalidad total de la relación
HABITAR es 1,N.
Es esta cardinalidad total la que servirá para construir el MLD.

56. El formalismo individual (número de relaciones)
 • Relaciones:
 • Pueden existir dos o aún muchas relaciones de diferente naturaleza
 entre dos entidades.
 • Ej.: las relaciones entre PERSONA y CASA.

57. El modelo relacional
Desarrollado por E. F. Codd a finales de los sesenta.
Es el más extendido hoy en día. Motivos de su éxito: ofrecen
sistemas simples y eficaces para representar y manipular los datos
se basan en un modelo, el relacional, con sólidas bases teóricas
(matemáticas): álgebra y teoría de conjuntos.
La estructura fundamental es la relación o tabla.

59. El modelo relacional…
 La estructura fundamental del modelo relacional es precisamente
esa, "relación", es decir una tabla bidimensional constituida por
líneas (tuplas) y columnas (atributos). Las relaciones representan
las entidades que se consideran interesantes en la base de datos.
Cada instancia de la entidad encontrará sitio en una tupla de la
relación, mientras que los atributos de la relación representarán las
propiedades de la entidad.
 En realidad, siendo rigurosos, una relación es sólo la definición de la
estructura de la tabla, es decir su nombre y la lista de los atributos
que la componen. Cuando se puebla con las tuplas, se habla de
"instancia de relación".
 Las tuplas en una relación son un conjunto en el sentido matemático
del término, es decir una colección no ordenada de elementos
diferentes.

60. El modelo relacional…
 Para distinguir una tupla de otra, se recurre al concepto de "llave
primaria", o sea a un conjunto de atributos que permiten identificar
unívocamente una tupla en una relación.
 Naturalmente, en una relación puede haber más combinaciones de
atributos que permitan identificar unívocamente una tupla ("llaves
candidatas"), pero entre éstas se elegirá una sola para utilizar como
llave primaria.
 Los atributos de la llave primaria no pueden asumir el valor nulo (que
significa un valor no determinado), en tanto que ya no permitirían
identificar una tupla concreta en una relación. Esta propiedad de las
relaciones y de sus llaves primarias está bajo el nombre de
integridad de las entidades (entity integrity).