Proyecto GIS: Sistema de Información Bioclimática para Mérida

Sistema de Información Bioclimática para el Edo. Mérida

Proyecto GIS:

Rodrigo Torréns Heeren

Postgrado de Computación


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 dedatos bioclimáticos

Estaciones/mediciones

Base de Datos Bioclimática

Aplicaciones de simulación, visualizacion y

modelado climáticoDatos 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 dedatos 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 datosB. Manejo y almacenamiento de datos

C. Distribución de datos y productos de información


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 SistemaNivel 1

A. Captura y adquisición

de datos


de datos

C. Distribución de datos y productos

de información


Modelo de Procesos del SistemaNivel 2


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 SistemaNivel 2


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 SistemaNivel 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.


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 datosPersonal de mantenimiento de estaciones climatológicas y sistemas de comunicaciónPersonal de mantenimiento de equipos de computaciónPersonal de análisis y distribución de datos y productos de información

Desarrolladores del sistemaAdministradores de la BDPersonal de análisis y procesamiento de datos

Personal de procesamiento de datosPersonal de generación de productos de información y pronósticos

Investigadores y científicosAgricultores, productoresFuncionarios gubernamentalesEstudiantes


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 InformaciónServicios de Información (entrada/salida) que proveerá el GIS (por cada proceso).


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 InformaciónServicios 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)

Documents

Proyecto GIS: Sistema de Información Bioclimática para Mérida