Design and implementation of a UML-based environmental geographic information system

La Corporación Universitaria Autónoma de Occidente cuenta con el Centro de Estudios Ambientales para el Desarrollo Sostenible (CEADES), adscrito a la Vicerrectoría de Investigaciones, el cual tiene entre sus objetivos la aplicación de conocimientos y experiencia profesional e institucional para brindar asesoría a entidades territoriales y organismos públicos y privados en diferentes campos de la gestión ambiental como es la planificación, ordenamiento, etc. Es así como, a través de este centro, la Corporación Universitaria Autónoma con el Ministerio del medio Ambiente, la Universidad Nacional, La CVC, La Gobernación del Valle del Cauca y el Municipio de Yumbo, ejecutaron el plan de acción ambiental local, PAAL, para el municipio de Yumbo, el cual es “un conjunto de programas, proyectos y subproyectos que en respuesta a una planificación y una programación, se encaminan a la ejecución de obras y servicios que buscan modificar las condiciones ambientales del Municipio"1. De acuerdo a la información recolectada en este proyecto y en otros proyectos el Centro de Estudios Ambientales para el Desarrollo Sostenible ha detectado la necesidad de contar con un Sistema de Información Ambiental y como un subsistema un Sistema de Información Geográfica Ambiental que responda a las necesidades de disponer de información georeferenciada sobre flora, fauna, recursos hídricos, zonas de alto riesgo, zonas de alto impacto ambiental, etc.Corporación Universitaria Autónoma de OccidenteInstituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey ITESMLista de figuras 4 Lista de Tablas 6 1 INTRODUCCION 7 2 MARCO TEORICO 10 2.1 Los Sistemas de Información Geográfica (SIG’s) 10 2.2 Nacimiento y Evolución de la Tecnología de los SIG’s. 12 2.3 Sistemas de Información Geográfica 13 2.3.1 Definiciones. 13 2.3.2 Operaciones con un SIG 16 2.3.3 Componentes principales del SIG 18 2.3.3.1 Equipos. 18 2.3.3.2 Programas. 19 2.3.3.2.1 Entrada de datos. 19 2.3.3.2.2 Almacenamiento y Gestión de la base de datos 20 2.3.3.2.3 Procesamiento de datos 20 2.3.3.2.4 Interacción con el usuario (edición de gráficos/mapas) 20 2.3.3.2.5 Salida y presentación de los datos 20 2.3.4 Recursos humanos y organización 21 2.4 Etapas de construcción de un SIG. Tipos de Datos Gráficos 21 2.4.1 Datos Vectoriales 21 2.4.2 Datos Raster 22 2.4.3 Digitalización 24 2.4.4 Edición 25 2.4.5 Topología 25 2.5 Los Sistemas de Información Geográfica y las Empresas de Servicios Públicos. 26 2.6 CINTEL y los Sistemas AM/FM en Colombia. 27 2.7 El modelo relacional 28 2.8 El modelo objeto - relacional 29 2.9 Sistemas manejadores de bases orientados a objetos (SMBDOO) 32 2.9.1 Definición de un Sistema Manejador de Bases de Datos (SMBD) 32 2.9.2 Características de los Sistemas Manejadores de Bases Orientados a Objetos (SMBDOO) 33 2.9.3 Sistema Manejador de Bases de Datos 36 2.9.3.1 Persistencia 36 2.9.3.2 Concurrencia 36 2.9.3.3 Recuperación 37 2.9.3.4 Gestión del Almacenamiento Secundario 37 2.9.3.5 Facilidad de Consultas 38 2.9.3.6 Lenguajes de Consulta 38 2.9.4 Falta de correspondencia 39 2.10 El Modelo Orientado a Objetos 40 2.11 Métodos 42 2.12 Acceso y Manipulación de los Atributos. 42 2.13 Modularidad 43 2.14 Jerarquía 44 2.15 Tipos (control de tipos) 44 2.16 Concurrencia 45 2.17 Persistencia 46 2.18 Características del Modelo Derivadas de los Conceptos de Objeto y Clase 48 2.18.1 Características derivadas del concepto de objeto 48 2.18.2 Identidad 49 2.18.3 Construcción de los Identificadores de Objetos 50 2.18.3.1 Dirección Física 50 2.18.3.2 Dirección Estructurada 51 2.18.3.3 Subrogado. 51 2.18.3.4 Subrogados con tipo 52 2.18.3.5 Longitud de los Identificadores 52 2.18.3.6 Visibilidad de los identificadores 53 2.18.3.7 “Swizzling” 53 2.18.3.8 Enlaces 53 2.18.3.9 Agregación 53 2.19 Características derivadas del concepto de clase 54 2.19.1 Asociación 54 2.19.2 Herencia Simple y Múltiple 55 2.19.3 Herencia Múltiple 57 2.19.4 Polimorfismo 58 2.19.5 Agregación 59 2.19.6 Metaclase 59 2.20 Características Avanzadas de los SMBDOO 60 2.20.1 Versiones 60 2.20.2 Evolución de Esquemas 62 2.20.3 Migración de instancias entre clases 63 2.21 Modelo Propuesto por ODMG-93 64 2.22 Modelo de Objetos de ODMG - 93 66 2.22.1 Herencia 68 2.22.2 Clases 68 2.22.3 Jerarquía de Tipos 69 2.22.4 Tipo Objeto 70 2.22.5 Tipo Type 72 2.22.6 Tipo Excepción 72 2.22.7 Tipo Iterador 72 2.22.8 Tipo Colección 73 2.22.9 Tipo Estructura 73 2.22.10 Tipo Literal 74 2.22.11 Tipo Propiedad 74 2.22.12 Tipo Atributo 74 2.22.13 Tipo Relación 75 2.22.14 Tipo Operación 75 2.22.15 Transacciones 75 2.23 Base de Datos 76 2.24 Compatibilidad de Tipos 77 2.24.1 Compatibilidad de tipos entre objetos 77 2.24.2 Compatibilidad de tipos entre literales 77 2.25 Lenguajes de Definición (ODL), Manipulación(OML) y Consulta(OQL) 77 2.25.1 Lenguaje de Definición 77 2.25.2 Lenguaje de Manipulación 79 2.25.3 Lenguaje de Consulta 79 2.26 Aspectos de la Tecnología 80 2.27 Ejemplos de Ventajas en BDOOs 81 2.28 Posibles Problemas 82 2.29 Proveedores y Productos 83 2.30 Nuevas Tecnologías 87 2.31 UML (Lenguaje de Modelado Unificado) 89 2.32 Diagramas del UML 90 2.32.1 Diagramas de casos de uso 91 2.32.2 Diagrama de clases 92 2.32.3 Diagramas de Estados 93 2.32.4 Diagramas de Secuencia 94 2.32.5 Diagramas de Colaboración 94 2.32.6 Diagramas de Actividades 95 2.32.7 Diagramas de componentes 96 2.32.8 Diagramas de Distribución 96 2.33 Estado del Arte 97 3 EL MEDIO ECOSISTÉMICO 100 3.1 Geología Regional 100 3.2 Geomorfología y Relieve 103 3.3 Hidrografía 104 4 ETAPAS Y ACTIVIDADES EN EL DESARROLLO DE SOFTWARE ORIENTADO POR OBJETOS USANDO UML 108 4.1 Etapa de análisis de requerimientos 108 4.1.1. Identificación de Requerimientos 108 4.1.2. Recolección de Información 109 4.1.3. Especificación de requerimientos 109 4.1.4. Requerimientos Funcionales 109 4.1.5. Requerimientos No Funcionales 110 4.2 Etapa de análisis y diseño 111 4.2.1 Construcción del Modelo Objeto 113 4.2.2 Identificación de clases de objetos 113 4.2.3 Descripción de clases 116 4.2.4 Identificación de atributos 117 4.2.5 Descripción de asociaciones 122 4.2.6 Agregaciones 123 4.2.7 Herencias 125 4.2.8 Definición de Operaciones 126 4.2.9 Identificación y Descripción de Actores 131 4.2.10 Descripción de Casos de Uso y Modelo de Casos de Uso. 131 4.2.10.1 Caso de Uso: Gestión de Mapas 131 4.2.10.2 Caso de Uso: Búsqueda de Información Geográfica 132 4.2.10.3 Caso de Uso: Despliegue de Información Multimedial 132 4.2.11 Diagramas de Secuencia 133 4.2.11.1 Diagramas de secuencia para el caso de uso: Gestión de Mapas 134 4.2.11.2 Diagramas de secuencia para el caso de uso: Búsqueda de Información Geográfica 136 4.2.11.3 Diagramas de secuencia para el caso de uso: Despliegue de Información Multimedial 138 4.2.12 Diagramas de Clases de MapObject 139 4.2.13 Diagramas de clases de la aplicación 139 4.2.14 Descripción de Clases y Operaciones 140 4.2.15 Esquema de mapas incorporados en el SIG 142 4.2.16 Esquemas de las bases de datos 143 4.3. Implantación 146 4.3.1. Pantallas del sistema 149 4.3.1.1. Ventana de presentación 149 4.3.1.2. Áreas de trabajo 149 4.3.2. Criterios para la elección de la Herramienta de Desarrollo 154 4.3.2.1. Características de las herramientas. 154 4.3.2.1.1. SIG 154 4.3.2.1.2. Lenguaje de desarrollo 155 4.3.2.2. Prioridades para el desarrollo 155 4.4. Análisis comparativo de Productos GIS 158 4.4.1. ArcView 158 4.4.2. MapInfo Professional 159 4.4.3. MicroStation GeoGraphics 160 4.4.4. Cuadro comparativo de productos GIS comerciales. 161 4.4.5. Conclusión final sobre algunos productos SIG’s comerciales 162 5 CONCLUSIONES 164 6 BIBLIOGRAFIA 165 7 NOTAS 167MaestríaThe Autonomous University Corporation of the West has the Center for Environmental Studies for Sustainable Development (CEADES), attached to the Vice-rector for Research, which has among its objectives the application of knowledge and professional and institutional experience to provide advice to territorial entities and public and private organizations in different fields of environmental management such as planning, ordering, etc. Thus, through this center, the Autonomous University Corporation with the Ministry of the Environment, the National University, the CVC, the Government of Valle del Cauca and the Municipality of Yumbo, executed the local environmental action plan, PAAL, for the municipality of Yumbo, which is "a set of programs, projects and subprojects that in response to planning and programming, are directed to the execution of works and services that seek to modify the environmental conditions of the Municipality" 1. to the information collected in this project and in other projects, the Center for Environmental Studies for Sustainable Development has detected the need to have an Environmental Information System and as a subsystem an Environmental Geographical Information System that responds to the needs of having georeferenced information on flora, fauna, water resources, high risk areas, high environmental impact areas, etc.Modalidad Presencia

A real-time active database for high transaction loads and moderate deadlines

A large class of real-time database problems has very high transaction loads and moderate deadlines. Traditional approaches have not been designed to handle such problems. A model based on the use of encapsulated events and rule objects has been developed. The model describes an active, real-time, object-oriented, memory-resident database environment (REACT). A system based on the model has been designed and implemented. A concurrency control algorithm was developed that uses the extra information available from the object-oriented and active features of REACT to pre-process the database and speed up concurrency control. Analysis was done for both single and multiple processor systems. For multiprocessor analysis a simulator was developed to verify the performance of REACT on a multiprocessor system. Examples of all the features needed for an actual system are given along with examples of how REACT can be used to solve real-world control and monitoring problems. Algorithms have been developed to allow users to test that the properties termination, confluence, and observable determinism hold for a target REACT database

Content And Multimedia Database Management Systems

A database management system is a general-purpose software system that facilitates the processes of defining, constructing, and manipulating databases for various applications. The main characteristic of the ‘database approach’ is that it increases the value of data by its emphasis on data independence. DBMSs, and in particular those based on the relational data model, have been very successful at the management of administrative data in the business domain. This thesis has investigated data management in multimedia digital libraries, and its implications on the design of database management systems. The main problem of multimedia data management is providing access to the stored objects. The content structure of administrative data is easily represented in alphanumeric values. Thus, database technology has primarily focused on handling the objects’ logical structure. In the case of multimedia data, representation of content is far from trivial though, and not supported by current database management systems

Processamento de consultas em bancos de dados de diferentes tecnologias

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.Esta dissertação tem como objetivo a análise do Processamento de Consultas em Banco de Dados para Aplicações Avançadas, assim como, realizar um comparativo entre elas. Foram abordadas as seguintes tecnologias de Banco de Dados: Centralizado, Distribuído, Orientado a Objeto, Relacional-Objeto, Móveis e Multimídia. Cada aplicação de Banco de Dados pesquisada nesta dissertação busca atender uma necessidade de mercado. Devido `s particularidades das aplicações do banco de dados, observa-se que o processamento de consultas possui aspectos relevantes que são tratados diferencialmente em cada aplicação. No decorrer do trabalho foram relatadas algumas características, pontos relevantes e restrições de cada Banco de Dados, ressaltando sempre o processamento de consultas e suas etapas, principalmente a otimização. Para concluir a pesquisa foram realizados estudos comparativos entre as diversas aplicações abordadas, enfatizando seus principais aspectos

A Systematic Performance Study of Object Database Management Systems

Many previous performance benchmarks for Object Database Management Systems (ODBMSs) have typically used arbitrary sets of tests based on what their designers felt were the characteristics of Engineering applications. Increasingly, however, ODBMSs are being used in non-engineering domains, such as Financial Trading, Clinical Healthcare, Telecommunications Network Management, etc. Part of the reason for this is that the technology has matured over the past few years and has become a less risky choice for organisations looking for better w'ays to manage complex data. However, the development of suitable application- or industry-specific benchmarks, based on actual performance studies, has not paralleled this growth. The research reported here approaches performance evaluation of ODBMSs pragmatically. It uses a combination of case studies and benchmark experiments to investigate the performance characteristics of ODBMSs for particular applications, following the successful use of this approach by Youssef [Youss93] for studying the performance of On- Line Transaction Processing (OLTP) applications for Relational Database Management Systems (RDBMSs). Six case studies at five organisations show’ that organisations consider a wide range of factors when undertaking their own performance studies or benchmarks. Furthermore, none of the studied organisations considered using any public benchmarks. Six current and derived benchmarks also highlight statistically significant performance differences between three major commercial products: Objectivity/DB, ObjectStore and UniSQL. These benchmarks indicate the suitability of the products tested for particular application domains. The research could not find any evidence at this time to support the concept of a generic or canonical performance workload for ODBMSs. This is demonstrated by the case studies and supported by the benchmark experiments. However, the research shows that performance benchmarks serve a very useful role in ODBMS evaluations and can help identify architectural and quality problems with products that would not otherwise be observed until significant application or system development was already in progress

Организация баз данных

Опис дисципліни. Дисципліна присвячена вивченню теоретичних основ, практичних методів і засобів побудови баз даних, а також питань, пов'язаних з життєвим циклом, підтримкою і супроводом баз даних. Розглядаються основні поняття баз даних, способи їх класифікації, принципи організації структур даних і відповідні їм типи систем управління базами даних (СУБД). Детально вивчається реляційна модель даних, теорія нормалізації та СУБД, що відповідають цій моделі (на прикладі СУБД MS SQL Server), стандартна мова запитів до реляційних СУБД - SQL, методи представлення складних структур даних засобами реляційної СУБД. Розглядаються питання організації колективного доступу до даних, вводяться поняття посилальної цілісності і семантичної цілісності даних, транзакцій і пов'язані з ними проблеми і методи їх вирішення. Розглядаються питання збереження і безпеки даних, методи резервного копіювання та стиснення даних. Дається огляд ієрархічних, нереляційних і постреляціонних, об'єктно-орієнтованих, повнотекстових, мережевих і розподілених СУБД. Вивчається побудова ER-моделі засобами Entity Framework Visual Studio, створення додатка для роботи з базами даних в середовищі розробки Visual Studio на мові С #.Анотація дисципліни «Організація баз даних». Метою викладання дисципліни є формування у студентів розуміння ролі автоматизованих банків даних в створенні інформаційних систем. Завданнями вивчення дисципліни є: вивчення моделей даних, які підтримуються різними системами управління базами даних (СУБД); вивчення нереляційних моделей; вивчення елементів теорії реляційних баз даних; знайомство з принципами побудови СУБД; вивчення розподілених СУБД і засобів розробки додатків для цих СУБД.Abstract "Database Organization" discipline. The purpose of teaching is to develop students' understanding the role of automated data banks in the creation of information systems. The objectives of the discipline are: study data models supported by different database management systems (DBMS); the study of non-relational models, the theory of relational databases, the principles of creating a database, the distributed database and application development tools for these databases.Аннотация дисциплины «Организация баз данных». Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов понимания роли автоматизированных банков данных в создании информационных систем. Задачами изучения дисциплины являются: изучение моделей данных, поддерживаемых различными системами управления базами данных (СУБД); изучение нереляционных моделей; изучение элементов теории реляционных баз данных; знакомство с принципами построения СУБД; изучение распределенных СУБД и средств разработки приложений для этих СУБД