Introducción a las Bases de Datos Espaciales

Por: Samuel Mesa <femesagi@unal.edu.co>

Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá

Departamento de Ingeniería civil y Agrícola

SIG para Ingeniería Civil

2022

Base de datos

Dato, información, conocimiento

Dato e información

¿Qué es un dato?: Es una presentación simbólica que puede ser alfabética o numérica.  Es un conjunto discreto, de factores objetivos sobre un hecho real.

¿Qué es información?: Es el conjunto organizado de datos procesados que constituyen un mensaje sobre un ente o fenómeno.

¿Qué es una base de datos?

Base de datos

Una base de datos es un conjunto de datos pertenecientes al mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso.
No es más que un conjunto de datos que se encuentra agrupada o estructurada y relacionados entre sí, los cuales pueden ser recolectados y explotados por los sistemas de información de una empresa o negocio en particular

Bases de datos

Principales características

Características

  • Control sobre la redundancia de los datos
  • Consistencia de los datos
  • Compartición de datos
  • Mantenimiento de estándares:  documentación, procedimientos de actualización, reglas de acceso.
  • Mejora la integridad de los datos: se expresa mediante
  • restricciones o reglas que no se pueden violar.
  • Mejora la seguridad
  • Mejora en la accesibilidad de los datos: lenguajes de consulta y generadores de reportes.
  • Mejora en la productividad:  al desarrollador de aplicaciones
  • Mejora en el mantenimiento: BD independiente de las aplicaciones
  • Aumento de la concurrencia
  • Mejora en los servicios de copias de seguridad

Características

  • Independencia lógica y física de los datos
  • Redundancia mínima
  • Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios
  • Integridad de los datos
  • Consultas complejas optimizadas
  • Seguridad de acceso y auditoria
  • Respaldo y recuperación

Base de datos

Desventajas

Desventajas

  • Tamaño

  • Complejidad

  • Coste de los productos de bases de datos

  • Coste del equipamiento adicional: más espacio de almacenamiento, servidores de gran rendimiento

  • En caso de falla el impacto es mayor

  • Complejo de recuperar los datos

  • Disponer de mayor personal y capacitado, así como la infraestructura adecuada.

¿Qué es un Sistema Gestor de Bases de Datos?

SGBD

SGBD

Es un tipo de software o conjunto de software específicos que sirve de interfaz entre la BD, el usuario y las aplicaciones que la utilizan. Permite:

  • Definir una base de datos
    • Control de la redundancia
    • Cumplimiento de las restricciones de integridad
  • Guardar la base de datos
  • Manipular la base de datos
    • Asignación de roles
    • Seguridad y restricciones de acceso

Bases de datos

Historia

Primera generación (1940 inicios de 1960) 

  • Aparición de las cintas magnéticas
  • Lenguaje de definición de datos
  • Aparición del primer SGD

Segunda generación  (1960 a mediados de 1970)

  • El uso de los discos
  • Sistema de bases de datos jerárquico y en red

Tercera generación (Mediados de 1970 a inicios 1990)

  • Surgimiento de la base de datos relacionales (Frank codd)
  • Aparece comercialmente el lenguaje SQL
  • Sistema comerciales: SQL/DS, DB2, ORACLE, IDM, INGRES
  • La base de datos relacional se posicionó en el mercado

Cuarta generación (1990 ... ) 

  • La aparición de la WWW
  • Modelo orientado a objetos
  • PostgreSQL / MySQL
  • CASE
  • SIG

(2000 ... ) 

  • BD NoSQL
  • Sqlite, Spatialite, GeoPackage

Base de datos

Arquitectura

Arquitectura

  • Nivel interno: Es el más cercano al almacenamiento físico, es decir, el que concierne a la manera como los datos se almacenan en la realidad.
  • Nivel externo: es el más cercano a los usuarios, es decir, el que se relaciona como cada usuario ve los datos.
     
  • Nivel conceptual: se representan los datos que se van a utilizar sin tener en cuenta aspectos como lo que representamos en el nivel interno.

Base de datos geográficos

Dato geográfico, dato espacial, dato geoespacial

Dato espacial

  • También referido como dato geográfico, dato geoespacial,  y constituye todos aquellos datos que tienen relaciones implicitas y explícitas.
    • Relaciones implícitas: la define la naturaleza misma y existen permanentemente.
    • Relaciones explicitas: su existencia no es por defecto (ejmplo predios – propietarios)

Dato espacial

  • El dato geográfico tiene las siguientes características:
    • Posición absoluta definida por sus coordenadas
    • Posición relativa con respectos a sus vecinos
    • Tiene una figura geométrica
    • Tiene unas características o atributos propias
  • Se estima que el 80% de los datos corporativos existentes en el mundo pueden se objeto de georeferenciarse.

¿Qué es una base de datos espaciales o base de datos geográficos?

Base de datos geográficos

Una Base de  Datos Espacial permite describir los objetos espaciales que la forman a través de tres características básicas: atributos, localización y topología.

Base de datos geográficos

  • Los atributos representan características de los objetos que nos permiten saber qué es lo que son.
  • La localización, representada por la geometría del objeto y su ubicación espacial de acuerdo a un sistema de referencia, permite saber dónde está el objeto y qué espacio ocupa.
  • La topología definida por medio de las relaciones conceptuales y espaciales entre los objetos, permite mejorar la interpretación semántica del contexto y establecer ciertas jerarquías de elementos a través de sus relaciones.

Base de datos

Conceptualización y diseño del modelo de datos SIG

Conceptualización y diseño del modelo de datos SIG

  • Conceptualización: realizar el análisis de los datos y requerimientos de usuario. Determinación de las entidades y las relaciones entre sí
  • Diseño del modelo de datos (modelo conceptual): modelo entidad relación (M-ER)

Realidad

Modelo

conceptual

Modelo

lógico

Modelo

físico

Diseño del modelo de datos SIG

  • Se definen las entidades que sean únicas
  • Se establecen los atributos en las entidades
  • Se establecen los tipos de datos y dominios
  • Se identifican las llaves primarias y/o foráneas
  • Se establecen la unicidad de los datos
  • Se identifican las relaciones entre entidades
  • Se establece la opcionalidad u obligatoriedad
    • Se establece la cardinalidad

Diseño del modelo lógico

  • Se establece a partir del modelo conceptual y define las tablas que son definidas como entidades. En esta etapa se describe las entidades, se clasifica los elementos, se codifica los elementos y asigna reglas de representación 

Introducción a las Bases de datos espaciales

By Samuel Fernando Mesa Giraldo

Introducción a las Bases de datos espaciales

Introducción a las bases de datos espaciales

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