Bases de Datos Espaciales INTRODUCCIÓN

C, C++, VB… CAD Para que sirve una BDE? ArcView ARC* MapObjects Aplicaciones Personalizadas CAD Aplicaciones Cliente Datos

La BDE almacena todos los datos en RDBMS RDBMS - Relational Data Base Management System. Unifica el modelo de datos Los datos empresariales y departamentales son guardados juntos Ambiente común de aplicación Ambiente común de seguridad Se habilitan aplicaciones espacialmente que no sean tipo SIG El RDBMS administra las transacciones Coordina el manejo de las actualizaciones de la parte espacial y tabular Las actualizaciones de los datos no interfieren las consultas Integridad referencial y tolerancia a fallos RDBMS Servidor BDE Clientes a a a

Qué es una Base de datos Espacial? Una BDE es: Una colección organizada de datos que describen fenómenos del mundo real desde el punto de vista de las características alfanuméricas y geográficas que lo definen. Trabaja sobre bases de datos relacionales y/o objeto relacionales Soporta SQL y SQL3 Soporta técnicas de indexamiento espacial y algoritmos de procesamiento de operaciones sobre los datos espaciales. Ejemplo: Oracle Spatial, ESRI SDE, ESRI Geodatabase Tienen tipos de datos como polígono, línea, punto, etc. Tiene índices como por ejemplo R-trees.

Cómo se implementan las BDE? BDE es implementado en aplicaciones RDBMS Datos espaciales y del negocios son almacenados en tablas RDBMS Usa RDBMS existentes, junto con sus mecanismos de seguridad Usa los procedimientos de backup y recuperación de la RDBMS Permite acceso simultáneo por los usuarios El datos espacial es manejado como un recurso de la empresa “Habilite espacialmente” aplicaciones existentes en el RDBMS

Apreciación global Cliente/servidor Conexión Aplicación SIG BDE API RDBMS instance Área de memoria del servidor Área de memoria de usuario Buffer Datos Cliente Servidor Stream

Tablas RDBMS Empleados Nombre Empleado ID Apellido Pepito Perez 1831 Un sistema manejador de base de datos relacionales (RDBMS) se manejan las tablas Las tablas están comprendidas de columnas y filas Las columnas definen las propiedades de un fenómeno La fila es la ocurrencia del fenómeno

Las tablas espaciales pueden ser unidas con otras tablas Impuesto Parcelas PAR SHAPE PAR PAR_PROP PAR PROP PROPIETARIOS PROP Simplemente manipule las tablas espaciales con cualquier otra tabla

La tabla de negocios Es una tabla nueva o existente en el RDBMS Bosques Tipo Densidad Pine Oak Maple 7.4 3.0 4.8 Es una tabla nueva o existente en el RDBMS Contiene columnas definidas por el usuario Solamente se refiere a los atributos

BDE habilita espacialmente las tablas de negocios FOREST_STANDS Type Density Stand Pine Oak Maple 7.4 3.0 4.8 Una columna espacial almacena las referencias a las formas Una tabla con columna espacial se denomina layer Cada fila es un elemento Cada columna en un atributo Cada layer tiene un índice espacial para agilizar las consultas

La columna espacial BDE almacena las referencias de las formas en la columna espacial Punto Simple Línea Línea Área Imágenes Las formas pueden tener partes múltiples del mismo tipo Cada forma puede tener anotaciones opcionalmente Las formas pueden ser Nil or Null (no existen o están vacías)

Consultas con restricciones espaciales y de atributos Select * from Lotes where valorm2 > 2500000 and geometria inside (Select geometria from Barrios Where Nombre = ‘Chapinero’; Los elementos de BDE son filas; las consultas pueden recuperarlas Las restricciones de los atributos, limitan los elementos recuperados basados en propiedades no-espaciales Restricciones espaciales, limitan los elementos recuperados, basados en propiedades geográficas

Relaciones Espaciales BDE puede consultar basado en relaciones espaciales así como en los valores del atributo Soporta las relaciones espaciales de Clementini Ejemplos: Área de intersección Que se toquen Que se crucen

Índices espaciales Un espacio regular cuadrado de la grilla de los índices Cada elemento existe en una o más grillas los elementos no son cortados por las grillas o guardados por grilla Se usan grillas simplemente para las agilizar las consultas Un índice espacial está como un a columna de índices bidimensionales Bigger Index cells are typically better than smaller, Not the size of the features. A good starting point: 3* sqrt(avg. area of features)

Cómo trabajan los índices espaciales Elemento envelope 1. Elementos rechazados por la superposición de la consulta de la envolvente del elemento a través del índice espacial de la grilla 2. Elementos rechazados por consulta de la superposición de la envolvente del elemento contra las envolventes individuales de los elementos en la tabla de índices espaciales 3. Elementos rechazados comparando el propio elemento sobre la envolvente de los elementos en la tabla del índice espacial 4. Elementos rechazados por la superposición de elemento a elemento, probando el elemento contra las parcelas de la tabla de elementos 5. Elementos seleccionados por el servidor y vertidos al cliente Fix this slide to include the search feature to envelope test before feature-feature comparison

Uso eficiente de la red El dato está comprimido para la transferencia El protocolo de transporte en la red es TCP/IP Trabaja para WAN o Internet XDR asas arquitectura-neutral de traslado de datos es el protocolo para transformar la información

Primeros pasos de las BDE Los tipos de datos espaciales no eran soportados Y Vías 5 ID Nombre Geometría 1 NQS Line((1,1),(2,3),(4,3.6)) 2 Circunvalar Line((1.5,1),(2.5,0.8),(3.8,1)) 1 3 1 2 X 1 2 4

Ejercicio de Primeros pasos de las BDE Elabore ejemplos similares a los anteriores para implementar: Punto Simple Línea Línea Área Imágenes XDR stands for eXternal Data Representation You can use a different port number if 5150 is in use, or you want to run multiple SDE instances UNIX /etc/services Windows NT C:\winnt\system32\drivers\etc\services Windows 95 C:\Win95\services If client and server are on different machines DON’T mount server disk on client machine.

Evolución de las estructuras de datos espaciales

Ejercicio de Evolución de las BDE Defina un XML para almacenar cada una de las siguientes estructuras geográficas: Punto Simple Línea Línea Área Imágenes XDR stands for eXternal Data Representation You can use a different port number if 5150 is in use, or you want to run multiple SDE instances UNIX /etc/services Windows NT C:\winnt\system32\drivers\etc\services Windows 95 C:\Win95\services If client and server are on different machines DON’T mount server disk on client machine.

Ejercicio de Evolución de las BDE Elabore un diagrama de clases para implementar las siguientes estructuras geográficas: Punto Simple Línea Línea Área Imágenes XDR stands for eXternal Data Representation You can use a different port number if 5150 is in use, or you want to run multiple SDE instances UNIX /etc/services Windows NT C:\winnt\system32\drivers\etc\services Windows 95 C:\Win95\services If client and server are on different machines DON’T mount server disk on client machine.

Diferencias de una BDE y herramientas GIS Las BDE se enfocan en: Administrar toda los datos de un GIS Almacenar de forma confiable y tolerante los datos Retornar los datos conforme a las consultas de los usuarios Las herramientas GIS se enfocan en: Visualizar información georeferenciada Manipular los datos geográficos del lado del usuario Permitir editar geométricamente los datos. XDR stands for eXternal Data Representation You can use a different port number if 5150 is in use, or you want to run multiple SDE instances UNIX /etc/services Windows NT C:\winnt\system32\drivers\etc\services Windows 95 C:\Win95\services If client and server are on different machines DON’T mount server disk on client machine.

Evolución del acrónimo GIS Geographic Information Systems (1980s) Geographic Information Science (1990s) Geographic Information Services (2000s)

Arquitectura de una BDE