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Captulo 4. Arquitectura delSistema SIGAUndice figuras tablas 1 2
3 4 5 6 7 A B referencias
En este captulo se presenta la arquitectura del sistema creado
en el contexto de esta tesis. Sehar nfasis en la interfaz del
sistema y qu componentes dan servicio a cada una de lasinterfaces,
dejando para el siguiente captulo una descripcin ms detallada de
cada uno delos componentes del sistema.
4.1 Arquitectura
4.2 Interfaz del sistema
4.3 Visualizador de capas
4.1 Arquitectura
Como se mencion en el captulo 1, para poner a prueba el anlisis
urbano presentado en elcaptulo anterior es necesario crear un
sistema que permita realizarlo. Dicho sistema debeproporcionar las
funciones bsicas requeridas en un sistema de informacin:
obtencin,representacin, almacenamiento, y manipulacin de datos.
Para satisfacer las condicionesarriba mencionadas, se cre y dise
SIGAU (Sistema de Informacin Geogrfica para elAnlisis Urbano). Si
bien el nombre indica que es un sistema ad hoc a un anlisis de
tipourbano, fcilmente puede ser extendido a otros tipos de anlisis
y funciones.
Durante la fase de diseo e implantacin del sistema se trat de
cumplir en la medida de loposible el principio KISS (Keep It Simple
Stupid) [Smith, 1988]. Dicho principiorecomienda:
Mantener soluciones simples. Dividir problemas grandes en
problemas ms pequeos.
El primer punto se logr gracias al uso de la programacin
orientada a objetos y a loscomponentes de Java, los cuales
permitieron un desarrollo robusto y flexible. La divisin
deproblemas se logr con la divisin del sistema (SIGAU) en partes ms
pequeas y manejables(paquetes) que permitieron reusabilidad y
deteccin de errores localizables.
El diseo de SIGAU posee un enfoque orientado a objetos ([Cox,
1987]). Para laimplantacin se ocup el lenguaje de programacin Java.
Tres factores fueron determinantespara la eleccin de ese
lenguaje:
el paradigma orientado a objetos, el conjunto de clases
proporcionadas para implantar la interfaz, y la independencia de
plataforma.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
4.1 1
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Gracias al paradigma orientado a objetos que se emple para
disear el sistema, se logrobtener una arquitectura robusta y
flexible. El sistema est compuesto por seis subsistemas,ver figura
4.1 :
Sistema de base de datos (PaqueteDeBaseDeDatos). Sistema de
estructuras geogrficas (PaqueteDeGeometrias). Sistema de obtencin
de informacin geogrfica (PaqueteLectores). Sistema de interfaz
(PaqueteDeInterfaz). Sistema de graficacin (PaqueteDeGraficacion).
Sistema de anlisis (PaqueteDeAnalisis).
Figura 4.1. Diagrama de paquetes del sistema.
Cada uno de los paquetes presentados en la figura 4.1
corresponde a un subsistema. Estaarquitectura establece
especficamente qu tipo de operacin se realiza en un lugar dado
delsistema. Tambin sugiere dnde deben ser colocados los componentes
que se puedanincorporar al sistema, para facilitar el aumento de
funcionalidad.
4.2 Interfaz del sistema
El sistema de interaccin con el usuario es uno de los ms
importantes, dado que de ldepende la aceptacin inmediata o el
rechazo absoluto del usuario con respecto al sistema ensu
totalidad. El sistema PaqueteDeInterfaz es el que se encarga de
coordinar las actividadesde los diferentes subsistemas que componen
a SIGAU. Para garantizar una presentacinamigable, se utilizaron los
componentes de [Java Swing, 2001] para la implantacin de
lainterfaz.
Este sistema es, actualmente, el subsistema ms grande de SIGAU,
reflejando la posicinprivilegiada que se le dio al usuario
potencial del sistema. Por cuestiones de administracin,se estructur
el sistema de interfaz de tal manera que los cambios fueran
identificablesrpidamente. Este subsistema est compuesto por dos
paquetes: InterfazDeAnalisisUrbano, yUtilidadesInterfaz.
4.2.1 Paquete UtilidadesInterfaz
Para facilitar la creacin e incorporacin de nuevas interfaces,
se estructur un paquete quecontuviera componentes de uso comn. El
paquete que incorpora dichos componentes sellama
UtilidadesInterfaz, y su diagrama de clases es el mostrado en la
figura 4.2.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
4.2 2
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Figura 4.2. Diagrama de clases del paquete UtilidadesInterfaz, y
su relacin con los dems paquetes.
En este paquete se encuentra la clase Configuracin cuya
finalidad es proporcionar los rtulosy mensajes empleados por la
interfaz de SIGAU. Esta clase permite que el sistema
presentemensajes en tres idiomas (Espaol, Ingls, y Francs). Lo
ventajoso de tener un esquema en elcual los letreros del sistema se
manejen en una sola clase es que permite realizar cambiosfcilmente
en cuanto a los mensajes y el idioma empleado para comunicarse con
el usuario.En la figura 4.3 se presenta la interfaz de seleccin de
idiomas utilizada por SIGAU.
Figura 4.3. Dilogo de seleccin de los idiomas manejados en
SIGAU.
El sistema est configurado para detectar errores en tiempo de
ejecucin, conocidas comoexcepciones en la terminologa empleada en
Java. Todos los mtodos estn protegidos por lasclusulas try catch de
deteccin de excepciones de Java. Con la finalidad de
identificaradecuadamente dnde ocurri la excepcin, y cul fue la
causa, cuando ocurre algunaexcepcin se presenta un dilogo mostrando
la causa de la excepcin, esto se logra con laclase
DialogoErrorFatal, mostrada en el diagrama de clases presentado en
la figura 4.2. Estepaquete refleja claramente la reusabilidad de
los componentes del sistema. El diseo delsistema, y se puede ver en
el paquete UtilidadesInterfaz, cumple con los requisitos
dereusabilidad descritos en [Hooper y Chester, 1991], que consisten
en:
Utilizacin de un componente de software en mltiples soluciones
de problemas. Utilizacin de un componente de software en la solucin
de un problema diferente alcual haba sido originalmente
diseado.
En el captulo 6 se muestran las imgenes tomadas del sistema,
donde se puede apreciar lareusabilidad de los componentes del
paquete UtilidadesInterfaz. En el siguiente punto sepresenta la
interfaz creada especficamente para el anlisis de catstrofes
urbanas implantadoen esta tesis.
4.2.2 Paquete InterfazDeAnalisisUrbano
Con las clases de desarrollo comn para la interfaz, presentadas
en el inciso anterior, se crela interfaz para el anlisis urbano. La
secuencia para realizar un anlisis urbano necesita deinterfaces que
permitan al usuario:
Seleccionar la capa donde se hallan los datos geogrficos y
descriptivos que se van aemplear.
Determinar qu atributos descriptivos se emplearn para el
anlisis. Establecer el nmero de clasificaciones en las cuales se
organizarn los resultados.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
4.2 3
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Mostrar los resultados del anlisis, para su interpretacin.
Almacenar dichos resultados.
El desarrollo de esta secuencia se implant con las clases
mostradas en la figura 4.4.
Figura 4.4. Diagrama de clases del paquete
InterfazDeAnalisisUrbano.
El proceso de anlisis comienza con la clase DialogoAnalisis, la
cual pide al usuario queindique dnde se encuentra la informacin
geogrfica que se va a emplear en el anlisis, verfigura 4.5.
Figura 4.5. Dilogo de seleccin del origen de la informacin
geogrfica.
Tal como se ve en la figura 4.5 , la informacin geogrfica se
puede obtener de tres orgenesdistintos:
La capa se encuentra en un archivo, por lo tanto se emplea el
paquetePaqueteLectores. Actualmente slo se pueden leer archivos en
formato DBF y SHP.
L a c a p a s e e n c u e n t r a e n l a b a s e d e d a t o s
. S e e m p l e a e l p a q u e t ePaqueteDeBaseDeDatos, que emplea
el manejador Informix ([Informix, 1991],[Informix, 1994],
[Informix, 1995]).
La capa se encuentra en memoria, si ya ha sido cargada
anteriormente. Esta funcinse presenta con la finalidad de que se
puedan compartir capas entre diversasaplicaciones o anlisis en
SIGAU.
El siguiente paso es seleccionar los atributos que se emplearn
en el anlisis, esto se logra conla clase
PanelConfiguraAnanlisisUrbano, ver las figuras 4.4 y 4.6. En esta
interfaz sepresentan los datos descriptivos disponibles para
realizar el anlisis urbano. En esta etapa, elusuario tiene la
libertad de elegir los datos descriptivos de su inters.
Figura 4.6. Interfaz de configuracin para realizar un anlisis
urbano.
Ya con los datos descriptivos elegidos, se procede a realizar el
anlisis, para presentar losresultados en PanelDeRangos (figura
4.4), donde se elegirn las clasificaciones para mostrar
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
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la informacin.
Con la interfaz mostrada en la figura 4.7 , el usuario puede ver
los centroides calculados parael anlisis de catstrofes urbanas, as
como el nmero de Gdel. Es aqu donde se establecenlas categoras para
agrupar a las figuras geogrficas, de acuerdo al nmero de
Gdelcalculado para cada una de ellas empleado el sistema de anlisis
(PaqueteDeAnalisis).
Figura 4.7. Interfaz para el establecimiento de rangos.
Como se indica en la figura 4.7 , el sistema presenta el GID
(Geometry ID) de la figura, losatributos seleccionados para el
anlisis, la cadena de Gdel, el nmero de Gdel, loscomponentes X, Y,
Z de los centroides, y el mximo y mnimo nmero de Gdel creadodurante
el anlisis.
El sistema permite establecer los rangos de manera manual o de
forma automtica. En lafigura 4.8 se puede apreciar el uso de la
asignacin manual.
Figura 4.8. Seleccin de rangos de manera manual.
Para la asignacin manual se debe indicar el color de cada rango,
esto se logr mediante eluso de una interfaz para definir colores,
proporcionada dentro del conjunto de clases de Java.La figura 4.9
muestra la interfaz de seleccin de color.
Figura 4.9. Interfaz para la seleccin de colores.
La otra forma de establecer los rangos es de forma automtica.
Con esta opcin, el usuarioindica cuntos rangos requiere, y el
sistema se encarga de crearlos, asignndoles un color deforma
aleatoria. La figura 4.10 muestra la interfaz para la seleccin de
rangos de maneraautomtica.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
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Figura 4.10. Interfaz para la seleccin de rangos de manera
automtica.
El ltimo paso es la presentacin del anlisis, para que el usuario
pueda realizar lasobservaciones pertinentes. La informacin
calculada y clasificada por rangos se presenta alusuario con la
ayuda de la clase PanelAnalisisUrbano. Esta interfaz ocupa el
sistema degraficacin (PaqueteDeGraficacion). La figura 4.11 muestra
la interfaz empleada parapresentar la informacin producida.
Figura 4.11. Interfaz de presentacin de la informacin creada
para el anlisis.
La interfaz mostrada en la figura 4.11 permite visualizar la
informacin en dos y tresdimensiones, tambin permite almacenar la
informacin tanto en la base de datos como enarchivos. Tambin
presenta la informacin creada y utilizada en tablas. Como se indica
en lafigura 4.11, en esta interfaz de interpretacin de los
resultados, el usuario cuenta con lainformacin creada por el
sistema, con todos los datos descriptivos asociados a cada una
delas figuras del mapa digital empleado, a los rangos y colores
asignados. Adems el usuariotiene la posibilidad de almacenar la
informacin creada durante el anlisis a la base de datos,y a un
archivo con formato de texto.
En la figura 4.11 se puede apreciar el visualizador
tridimensional, y en la figura 4.12 se puedever el visualizador
para dos dimensiones. En la figura 4.12 se presenta la capa usada
para elanlisis, junto con la capa de centroides, que aparece
sobrepuesta.
Figura 4.12. Interfaz donde se presenta la capa empleada junto
con la capa de centroides creada durante la ejecucin
delanlisis.
Para el diseo del sistema de interfaz para el anlisis urbano se
tomaron en cuenta las trescaractersticas ms comunes para el diseo
de interfaces ([Rubin, 1988], pg. 23):
Tiempo de respuesta. Ayuda al usuario. Mensajes de error.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
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Como se menciona en [Rubin, 1988] (pg. 23) "el conocimiento del
usuario esextremadamente importante durante el diseo". Dado que el
usuario potencial del sistema esuna persona con conocimientos de
urbanismo, la opinin del Dr. Michel Guenet con respectoa la
interfaz para el anlisis urbano fue un factor decisivo para su
diseo. Adems, el sistemade interfaz para el anlisis urbano cumple
con los lineamientos descritos en [Scheiderman,1992] (pgs. 315 y
316), entre los que destacan:
En cualquier secuencia, asegrese de que cualquier dato que pueda
usar el usuario lotenga disponible. La figura 4.7 muestra
claramente este logro.
Utilice sentencias cortas y simples para los rtulos. Las figuras
4.6, 4.7, 4.8, y 4.9ejemplifican este punto.
Considere la codificacin de color para las aplicaciones en las
cuales el usuario debadistinguir rpidamente entre varias categoras
de datos, particularmente cuando losdatos estn dispersos en la
pantalla. La figura 4.9 muestra la opcin de seleccin decolores
definidos por el usuario.
Para tablas largas que excedan la capacidad de visualizacin de
la pantalla, asegresede que el usuario pueda ver todas las columnas
y filas. Las figuras 4.6 y 4.10 sonclaros ejemplos de este
lineamiento.
4.3 Visualizador de capas
Como se mencion, existe un sistema (UtilidadesInterfaz, punto
4.2.1) que proporcionaelementos de interfaz que pueden ser
empleados por otras aplicaciones, en el contexto deSIGAU. Hasta el
momento de la elaboracin de esta tesis, slo se implanta el anlisis
decatstrofes urbanas (ver captulo 3), pero el sistema est diseado
para servir como base dedesarrollo a cualquier otro tipo de
anlisis. Con la finalidad de mostrar el empleo de loscomponentes
ofrecidos en el paquete UtilidadesInterfaz, se creo una opcin en
SIGAU quepermitiera visualizar datos geogrficos sin tener que
realizar un anlisis espacial. En la figura4.13 se puede apreciar
dicha opcin.
Figura 4.13. Interfaz para la visualizacin de capas en dos
dimensiones.
La interfaz mostrada en la figura 4.13 permite visualizar tanto
la informacin geomtricacomo la informacin descriptiva. El mapa
mostrado en la figura 4.13 es un mapa sensitivo, elusuario puede
seleccionar con el mouse la figura geomtrica de su preferencia, y
el sistemacomo respuesta le presentar el dilogo mostrado en la
figura 4.14 donde se presenta lainformacin descriptiva asociada a
la figura seleccionada.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
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Figura 4.14. Dilogo empleado para mostrarla informacin
descriptiva asociada a alguna figura geomtrica.
En la interfaz mostrada en la figura 4.13 podemos visualizar
todos los datos geogrficos de lacapa que se est utilizando. La
figura 4.15 muestra la interfaz donde se presenta lainformacin
descriptiva de la capa usada.
Figura 4.15. Interfaz para la presentacin de la informacin
descriptiva empleada.
En este captulo se presentaron las interfaces utilizadas en
SIGAU y su arquitectura. En elsiguiente captulo se describirn los
subsistemas mencionados aqu (figura 4.1).
ndice figuras tablas 1 2 3 4 5 6 7 A B referencias
Gmez Sols, H. A. 2001. Sistema de informacin geogrfica para el
anlisis de catstrofesurbanas. Tesis Licenciatura. Ingeniera en
Sistemas Computacionales. Departamento deIngeniera en Sistemas
Computacionales, Escuela de Ingeniera, Universidad de
lasAmricasPuebla. Mayo.Derechos Reservados 2001, Universidad de las
AmricasPuebla.
Captulo 4. Arquitectura del Sistema SIGAU
4.3 8
