Proyecto GIS: Sistema de Información Bioclimática para Mérida

Sistema de Información Bioclimática
para el Edo. Mérida
Proyecto GIS:
Rodrigo Torréns Heeren
Postgrado de Computación

Sistema de Información Bioclimática para el Edo. Mérida
Fases del proyecto
I Análisis del Sistema Organizacional
II Especificación de requerimientos
III Diseño conceptual
IV Diseño implementable

Fase I: Análisis del Sistema Organizacional
Sistema de Información Bioclimática para el Edo. Mérida.
Este proyecto tiene el objetivo fundamental de desarrollar un sistema de
información y mecanismos de comunicación que apoyen el
funcionamiento de una red de estaciones bioclimáticas que se proyecta
instalar en el Edo. Mérida.
Se trabajará durante el desarrollo de este proyecto tanto en las tareas y
desarrollos necesarios para la captura de datos bioclimáticos, como en
el diseño e implementación de un sistema de información que apoye las
tareas de almacenamiento, recuperación, visualización y distribución de
estos datos.

Dominio de Aplicación
Dominios Organizacionales:
Proyecto conjunto entre:
• ULA:
CECALCULA, Lab. de Geofísica, Postgrado de Computación, CESIMO
• Organismos Gubernamentales:
INIA-FONAIAP, Gobernación
ULAOrganismos
Gubernamentales
Sistema de
Información
Bioclimática

…Dominio de Aplicación
Contexto del dominio: Alcance, relaciones con otros dominios y datos de entrada/salida
Sistema de Gestión de
datos bioclimáticos
Estaciones/mediciones
Base de Datos
Bioclimática
Aplicaciones de simulación,
visualizacion y
modelado climático
Datos sin
procesar
Parametros
bioclimáticos
medidos Datos
calculados
Productos de Información
Datos
formateadosDatos
tabulares,
gráficos,
mapas, etc.

…Dominio de Aplicación
Diagrama de estructura: Subdominios y superdominios
Sistema de Gestión de
datos bioclimáticos
Captura de datos
Manejo de datos
Distribución de datos

El proyecto abarca todo el Edo.
Mérida, y parte de la zona sur del
Lago de Maracaibo (Edo. Zulia).
Inicialmente se harán pruebas
con estaciones ubicadas en la
ciudad de Mérida o sus cercanías
(el Vallecito y la Hechicera).
Dominio de Aplicación Geográfico.

Procesos Principales
Según muestra el esquema siguiente se han identificado tres procesos
principales involucrados en el problema a atacarse en este trabajo:
A. Captura y adquisición de datos
B. Manejo y almacenamiento de datos
C. Distribución de datos y productos de información
Sistema de
Información
Bioclimática
A. Captura y
adquisición de
datos
B. Manejo y
almacenamiento
de datos
Procesos
C. Distribución de
datos y productos
de información

Esquema de los componentes del sistema
Estaciones de
captura de datos
Sistema central
de procesamiento

Modelo de Procesos del Sistema
Nivel 1
A. Captura y
adquisición
de datos
B. Manejo y
almacenamiento
de datos
C. Distribución de
datos y productos
de información

Modelo de Procesos del Sistema
Nivel 2
A. Captura y
adquisición
de datos
Conexión estación-
computador de acopio
primario de datos
Enviar de datos hacia el
nodo de almacenamiento
y procesamiento central
central
Formateo primario
de datos de
estaciones
Generación de productos
locales de información

...Modelo de Procesos del Sistema
Nivel 2
B. Manejo y
almacenamiento
de datos
Recolección de datos
de estaciones
automáticas y
tradicionales
Formateo y
almacenamiento de
datos en SMBD
Procesamiento de datos Generación de productos
de información

...Modelo de Procesos del Sistema
Nivel 2
C. Distribución
de datos y
productos de
información
Consulta de datos
bioclimáticos usando
interfaces Web
Mantenimiento de BD y
programas
Conexión con otras
aplicaciones (de
simulación por
ejemplo)
Distribución de productos
de información generados

Identificación de Actores
El sistema se puede dividir (organizacionalmente) en las siguientes partes
o unidades principales, dentro de cada una de las cuales se ubicarían los
actores.
Sistema de
Información
Bioclimática
1. Sitios o
estaciones
bioclimáticas
2. Sistema
Central de
Procesamiento
3. Clientes de
Procesamiento y
Visualización
4. Clientes de
Consulta

...Identificación de Actores
Los actores para cada unidad organizacional serían:
1. Sitios o
estaciones
bioclimáticas
2. Sistema
Central de
Procesamiento
3. Clientes de
Procesamiento
y Visualización
4. Clientes de
Consulta
Personal de captura de datos
Personal de mantenimiento de estaciones climatológicas y sistemas de comunicación
Personal de mantenimiento de equipos de computación
Personal de análisis y distribución de datos y productos de información
Desarrolladores del sistema
Administradores de la BD
Personal de análisis y procesamiento de datos
Personal de procesamiento de datos
Personal de generación de productos de información y pronósticos
Investigadores y científicos
Agricultores, productores
Funcionarios gubernamentales
Estudiantes

Tipos de entidades
Los objetos de interes para el sistema y la organización serían:
• Estaciones climatológicas:
Estaciones (cod_estacion, tipo, ubicación, parametros medidos, mecanismo de comunicación,
responsable)
• Sitios de acopio primario de datos:
Sitios_acopio (cod_sitio, ubicación, infraestructura, científico-personal responsable)
• Sistema Central de Procesamiento:
Sist_central (cod_sist_proc, ubicación, estado, capacidad, aplicaciones)
• SMBD:
Base_datos (nombreBD, host, estado, usuarios, permisos, aplicaciones de procesamiento)
• Vias de acceso a sitios y estaciones climatológicas:
Vias_acceso (cod_via_acceso, tipo_via)

...Tipos de entidades
• Sistema de Distribución:
Sist_distribucion (tipo, responsable)
• Servidor_Web (cod_serv_web, host, descripción)
• Servidor_FTP (cod_serv_ftp, host, descripción)
• Impreso (cod_impreso, descripción)
• Radio (cod_radio, descripción, dirección)
• Producto de información:
Prod_informacion (cod_prod_info, tipo, audiencia, formato, cod_aplic)
• Mapa (cod_mapa, tipo_mapa, escala, descripción)
• Gráfico (cod_grafico, tipo_grafico, descripción)
• Pagina_HTML (cod_pagina, tipo, descripción)
• Tabla (cod_tabla, tipo, descripción)
• Texto (cod_texto, tipo, descripción)
• Aplicacion de procesamiento:
Aplic_procesamiento (cod_aplic, tipo, descripción, responsable)
• Aplicación externa: Aplic_externa (host, nombre_aplic, parametros_entrada,
parametros_salida, productos de información)
• Aplicación Interna: Aplic_interna (nombre_aplic, parametros_entrada, parametros_salida,
productos de información)

...Tipos de entidades
• Parámetro bioclimático:
Param_bioclimatico (cod_parametro, nombre, rango, unidades, estaciones, periodo de
captura)

Fase II: Especificación de Requerimientos
1. Requerimientos de Información
• 2.1.1 Mapa base interactivo indicando ubicación de estaciones y sitios de recolección de
datos, con acceso a las propiedades de cada estación-sitio.
• 2.1.2 Diagramas X-Y que grafiquen la evolución de valores de variables climáticas y
biológicas a través del tiempo (a diferentes escalas temporales: horario, diario, semanal,
mensual, anual).
• 2.1.3 Datos bioclimáticos sin procesar en forma tabular o separados por algun delimitador.
• 2.1.4 Metadatos de cada estación y sitio de captura de datos, formateados según algún
estándar (FGDC-NDIS, LTER, Dublín Core, etc).
• 2.1.5 Consultas a la base de datos requeridas:
- Datos de ubicación y características por estación (metadatos x estación)
- Parámetros bio-climáticos x estación x unidad de tiempo

Diagrama X-Y
…Especificación de Requerimientos

Datos Tabulares

Datos sin procesar
En varios formatos:
tabulares delimitados por varios tipos de
caracteres, hoja de cálculo, etc.

• 2.2.1 Visualización e influencia de
determinados valores de variables temáticas
en zona geográfica (zonas afectadas por
inundaciones, sequías, etc), en forma
numérica y gráfica.
• 2.2.2 Predicciones y pronósticos sobre
efectos de valores temáticos (parámetros
bioclimáticos) en zonas geográficas de
influencia.
• 2.2.3 Cálculos de distancia y rutas optimas
para llegar a estaciones
2. Requerimientos de Análisis Espacial

3. Requerimientos de Base de Datos
• Se deben usar herramientas estandares y económicas, que satisfagan requerimientos
mínimos de rendimiento y capacidad (software Open Source).
• El sistema no debe estar atado a ninguna tecnología propietaria en particular. Se debe
poder sustituir una herramienta (BD, visualización, GIS , etc) con otra sin tener que rediseñar
ningun componente del sistema.
• Las consultas a la Base de Datos desde las aplicaciones y el GIS deben ser realizadas a
traves de manejadores ODBC estandares.

4. Requerimientos de Interacción
• Los usuarios deberán trabajar con mapas interactivos, que los lleven a realizar consultas
sobre metadatos y variables temáticas asociadas a cada estación bioclimática (señalada su
ubicación sobre un mapa del Edo. Mérida)
• Se deberan poder visualizar mapas a diferentes escalas
• Los datos cartográficos y temáticos para construir los mapas provendran de terceros
• El usuario debera poder escoger los diferentes productos de información disponibles
(tabulares, gráficos, mapas).
• El sistema debera proporcionar diferentes opciones para la generación de reportes.
• Se deberan diseñar e implementar interfaces Web para la mayoria de las funciones:
- Captura de datos de estaciones no automáticas
- Captura de metadatos de nuevas estaciones participantes en la red
- Consultas de parametros bioclimáticos
- Consulta de pronosticos
- Solicitud de reportes y productos de información
- Cálculos y procesamiento de datos

Mapas Interactivos
…4. Requerimientos de Interacción

Formularios de
consulta de datos

Interfaces de
captura de datos

5. Atributos de calidad
• Se debe poder interactuar con sistemas similares a nivel de base de datos
• Se deberan seguir estandares internacionales de almacenamiento de datos.
• Se deberan proporcionar los datos y metadatos en varios formatos estandar.
• Se debe asegurar la integridad de la Base de datos.
• Se deben seguir politicas de respaldo de la información contenida en la BD central
• Se deben hacer validaciones de calidad de los datos enviados por las estaciones

6. Restricciones
• Se debe usar software y lenguajes Open Source estandares donde sea posible
• El sistema debe funcionar para diferentes instrumentos de captura de datos
• La mayoría de los datos y productos de información deben distribuirse de forma gratuita a
todos los interesados
• Debe existir algun mecanismo de comunicacion entre la estación primaria de acopio de datos
y el sistema central de almacenamiento y procesamiento (Internet, radio, etc)
• El sistema funcionara independientemente del mecanismo de comunicacion usado para la
transmision de datos entre instrumentos-estacion de acopio primario-sistema central de
procesamiento

Fase 3: Diseño Conceptual
3.3 Esquema Conceptual Integrado
Sist. Central de
Procesamiento
Sitio de Acopio
de Datos
Vía de Acceso
Estación
Sist. De
Distribución
Aplicación de
Procesamiento
Producto de
Información
SMBD
Aplic. Interna Aplic. Externa
Parámetro
Impreso
Servidor FTP
Servidor Web
Radio
Mapa
Gráfico
Pag HTML
Tabla
Textocaptura
recibe_datos_de
lleva_a
almacenado_en
genera
distribuye

3.4 Verificación de Esquema Conceptual (ver lamina # 19-22)
Requerimiento Clases
2.1.1 Producto de Información, Estación, Parámetro, Sitio de Acopio
2.1.2 Producto de Información, Parámetro
2.1.3 Producto de Información, Parámetro
2.1.4 Estación, Sitio de Acopio de datos, Parámetro
2.1.5 Estación, Parámetro
2.2.1 Parámetro, Producto de Información
2.2.2 Aplicación de procesamiento, Aplicación Interna, Aplicación Externa
2.2.3 Aplicación de Procesamiento

Fase IV: Diseño Implementable
Esquema Conceptual Esquema Implementable
Clases Espaciales:
• Estación
• Sitio de Acopio de Datos
• Sistema Central de Procesamiento
• Vía de acceso
• Mapa
Clases Temáticas
•Parámetro
•SMBD
•Aplicación de Procesamiento
•Sistema de Distribución
•Producto de Información
Coberturas y Tablas
Tablas

...Fase IV: Diseño Implementable
Coberturas Clases Espaciales:
• Estación: la cobertura contendrá los puntos de ubicación de cada estación de captura de parámetros
bioclimáticos
• Sitio de Acopio de Datos: cobertura contendrá los puntos de ubicación de cada sitio de acopio de datos
• Sistema Central de Procesamiento: la cobertura contendrá los puntos de ubicación de cada Sistema
Central de procesamiento (pueden existir varios)
• Vía de acceso: la cobertura contendrá la geometría de las vías de acceso a cada estación y sitios de
acopio de datos.
• Mapa: cobertura contendrá la geometría de fronteras del estado, centros poblados, ríos, carreteras
principales, etc.
Clases Temáticas
•Parámetro
•SMBD
•Aplicación de Procesamiento
•Sistema de Distribución
•Producto de Información

FIN
(por ahora)

Fase II: Especificación de Requerimientos
1. Requerimientos de Información
Servicios de Información (entrada/salida) que proveerá el GIS (por cada proceso).
A. Captura y
adquisición
de datos
Requerimientos de Análisis Espacial Requerimientos de Salida
N/A
Producción Cartográfica:
• Mapas locales de ubicación y vías de acceso a estaciones
asociadas a cada centro de acopio de datos.
Requerimientos de Información
• Datos bioclimáticos sin procesar (tabulados)
• Parámetros bioclimáticos formateados para envío a Sist. Central
de procesamiento
• Visualización de valores asociados a cada estación de captura
de datos.
• Gráficos X-Y de evolución de variables climáticas a nivel de
estación-centro de acopio de datos (en tiempo real o usando
datos recientes)

...Fase II: Especificación de Requerimientos
...1. Requerimientos de Información
Servicios de Información (entrada/salida) que proveerá el GIS (por cada proceso).
B. Manejo y
Amacenamiento
de Datos
Requerimientos de Análisis Espacial Requerimientos de Salida
Operaciones de Análisis Espacial requeridas
•2.2.1 Visualización e influencia de determinados valores
de variables temáticas en zona geográfica (zonas
afectadas por inundaciones, sequías, etc), en forma
numérica y gráfica.
• 2.2.2 Predicciones y pronósticos sobre efectos de valores
temáticos (parámetros bioclimáticos) en zonas geográficas
de influencia.
• 2.2.3 Cálculos de distancia y rutas optimas para llegar a
estaciones
Producción Cartográfica:
• Mapas estatales de ubicación y vías de acceso a estaciones
asociadas a cada centro de acopio de datos.
• Mapas que muestren valores de determinado parámetro
climático
Requerimientos de Información
• Datos bioclimáticos sin procesar (tabulados)
• Parámetros bioclimáticos formateados para envío a Sist. Central
de procesamiento
• Visualización de valores asociados a cada estación de captura
de datos.
• Gráficos X-Y de evolución de variables climáticas a nivel de
estación-centro de acopio de datos (en tiempo real o usando
datos recientes)

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