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Título de la Ponencia Sistema de Información Geográfica para la Red Hidrometeorológica en trece Municipios Colombianos Hernan Porras Diaz - Jhon Jairo Caceres Jimenez - Sergio Manuel Pineda Vargas 1. Resumen Esta ponencia presenta el resultado del proyecto de integración de la información cartográfica de la Red Hidrometeorológica de trece municipios colombianos con la información almacenada por una aplicación desarrollada en ORACLE, con la cual se administra la información alfanumérica de la red. Este proyecto se construyó utilizando como servidores de datos y alfanumérico ORACLE y SDE respectivamente, programando sobre ArcView y realizando una interacción directa con Arc/Info para ejecutar los procesos de generación del mapa de polígonos de Thiessen de la zona y para la generación de mapas de isolíneas tales como isoyetas, isohelias, isotermas e isobaras, con base en los datos alfanuméricos almacenados en la B.D. Oracle. El sistema de información desarrollado permite el registro, consulta, mantenimiento y análisis de la información observada por la red de estaciones hidrológicas de los municipios mencionados, proporcionando información general y específica de las estaciones, puntos de monitoreo, corrientes de agua, microcuencas, subcuencas y cuencas de la región analizada. 2. Arquitectura Hardware - SoftWare En cuanto al Hardware, éste consta de dos estaciones SiliconGraphics Indy, con procesador RISC 4000, 64 Megabytes de memoria RAM y 4 Gigabytes de almacenamiento en disco. La aplicación cliente se desarrolló en un P.C con 64 Megabytes de RAM, procesador Pentium II a 350 Mhz y 8 Gigabytes de almacenamiento en disco. En cuanto al software de desarrollo se utilizo: • SDE versión 3.0.2 para IRIX 6.2 para el almacenamiento de la información espacial, instalado en una estación Indy. • Oracle 7.3.3 como repositorio de datos de la aplicación alfanumérica de la red hidrometeorológica y como software base para instalación de SDE, instalado a su vez en la misma estación donde se instaló SDE.

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• ArcInfo 7.1.1 para correr los procesos de generación de isolíneas y polígonos de Thiessen e instalado en la otra estación Indy. • ArcView 3.1 para el desarrollo de la aplicación cliente. 3. Diseño general del SIG El diseño del SIG se basó en una aplicación alfanumérica desarrollada en Oracle que almacena información de estaciones meteorológicas y de puntos de monitoreo. Esta aplicación almacena información general de los puntos (estaciones y puntos de monitoreo), información diaria y mensual de las diferentes mediciones de parámetros meteorológicos (precipitación, temperatura, evaporación, etc.) y de elementos relacionados con los puntos como cuencas, municipios y corrientes de agua. Con base en este sistema y en los requerimientos del sistema, se definieron los elementos espaciales y los procesos asociados. 4. Definición de layers SDE Con base en la cartografía existente se definieron 15 layers. Estos layers pueden clasificarse, de acuerdo con su correspondencia con elementos de la aplicación alfanumérica existente en: • Elementos espaciales con tablas Oracle asociadas en la B.D. Alfanumérica: estos elementos son: Estaciones meteorológicas, Puntos de monitoreo, Cuencas, Microcuencas, Subcuencas, Veredas, Municipios, Ríos Dobles, Ríos sencillos y Quebradas. • Elementos espaciales sin tablas Oracle asociadas en la B.D. Alfanumérica: Lagunas, Ciénagas, Curvas de nivel, cascos urbanos y Vías Esta clasificación incide en los procesos de captura y consulta pues involucra diferentes maneras de tratar con cada clase de objetos 5. Funcionalidad del SIG El SIG desarrollado es una herramienta que permite realizar labores en dos contextos claramente identificados. El primero es la edición de los datos espaciales y el segundo es la consulta de los datos alfanuméricos y espaciales. 5.1 Funcionalidad relacionada con edicion de elementos espaciales En cuanto a la edición de los elementos espaciales, estos se clasificaron en dos grupos. El uno está conformado por las estaciones meteorológicas y puntos de

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monitoreo y el otro esta conformado por los demás elementos espaciales. Las estaciones y puntos de monitoreo son elementos a los que se asociaron tres procesos básicos de edición que son: • Adición de estación meteorológica ó de punto de monitoreo • - Modificación de estación meteorológica ó de punto de monitoreo • - Eliminación de estación meteorológica ó de punto de monitoreo Cada uno de estos procesos son accedidos mediante interfaces similares en cuanto a la apariencia de la misma y subprocesos que se derivan de ella. Estas interfaces están compuestas de un menú que maneja las opciones de impresión, una barra de herramientas con las opciones básicas de manejo de vistas y la adición de tres herramientas de edición y un diálogo para cada uno de los procesos. Las herramientas de edición están representadas por tres tool de edición que se habilitan según el caso y que dependiendo del proceso permiten: • Determinar con el mouse mediante un click una ubicación en la vista, que determine las coordenadas planas del punto donde se adicionara una estación ó un punto de monitoreo. • Seleccionar con el mouse mediante un click o dibujando un rectángulo en la vista la estación ó punto de monitoreo a la que se modificara su localización espacial. • Seleccionar con el mouse mediante un click o dibujando un rectángulo en la vista la estación ó punto de monitoreo que se eliminara del layer SDE. La utilización del mouse es el primer paso que se sigue en el proceso. Después de esto se trabajo con los elementos del dialogo que son los siguientes: • Cajas de texto: Permiten capturar en el caso de adición y modificación de la estación ó el punto y visualizar en el caso de la eliminación, la coordenada x y la coordenada y del elemento puntual. • Botones: En general, para los tres procesos, se definieron tres botones. El primero permite efectuar subprocesos de creación,modificación y eliminación del objeto puntual del layer SDE, según el dialogo del proceso principal desde donde se pulse. El segundo permite salvar definitivamente en la B.D cualquiera de las acciones realizadas mediante el primer botón. El tercero permite deshacer cualquier cambio realizado en la B.D. mediante el primer botón. Para los demás elementos espaciales definidos se estableció una forma general de adición de datos a los layers SDE. Cabe anotar que las estaciones meteorológicas y los puntos de monitoreo también se tuvieron en cuanta en este proceso de cargue rapido de datos.

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En términos generales este proceso permite añadir mediante un archivo en formato shape (.shp) de ArcView datos o elementos espaciales a un layer específico o cargar desde cero, es decir eliminando información anterior un layer sde. El funcionamiento general de este proceso permite: • Ver mediante un View, el estado actual del layer al que se quiere añadir nuevos datos ó cargar el layer con nueva información. • Ver información de la estructura de la tabla de Oracle base del layer, del layer en si mismo y de sus estadísticas, para un layer específico. • Ver mediante un View el shape base del proceso de adición ó de cague. • Añadir nuevos elementos espaciales al layer. • Cargar el layer, es decir adicionar elementos espaciales al layer eliminando todo lo almacenado anteriormente. El proceso verifica la concordancia de los shapes con los layers en tres niveles: • Lo primero que se verifica es la concordancia en geometría del layer con el shape y en forma general que los datos de tipo área, punto, linea y spaghetti de los layers concuerden con los datos de tipo polygon, point y line manejados en ArcView. • Después se verifica que el shape de ArcView contenga los campos definidos en el layer SDE. • Después se verifica que el tipo de dato (carácter, numérico, etc.) y el tamaño de los campos del shape concuerden con los tipos de datos y tamaños de los campos definidos en el layer SDE. 5.2 Funcionalidad relacionada con consultas a elementos espaciales y alfanuméricos Las consultas implementadas involucran en la mayoría de ellas información espacial y alfanumérica almacenada en los layers SDE e información alfanumérica proveniente de la aplicación desarrollada en Oracle. Para su descripción detallaremos los siguientes grupos de consultas • Consultas espaciales • Análisis espaciales • Consultas temáticas 5.2.1 Consultas espaciales El funcionamiento de las consultas espaciales busca visualizar información alfanumérica relacionada con un elemento espacial específico. En este caso la interface diseñada esta compuesta por 4 herramientas (tools) adicionales en la barra de herramientas y una vista general del elemento espacial a consultar.

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El usuario interactúa a la vez con las herramientas y la vista de la siguiente manera: lo primero que debe hacer es escoger una herramienta y picar o dibujar un rectángulo en la vista con el objetivo de seleccionar un elemento espacial, en este caso, una estación alfanumérica o un punto de monitoreo. Después de esto y dependiendo de la herramienta la aplicación permite: • Si la herramienta es de datos generales, muestra una forma de Developer de Oracle que permite ver los datos generales de una estación meteorológica o de un punto de monitoreo. • Si la herramienta es de datos de precipitación, muestra una forma de Developer de Oracle que permite ver datos diarios de precipitación en una estación meteorológica para un mes específico del año. El usuario digita mediante un msgBox los datos relacionados con el mes y el año de la consulta. • Si la herramienta es de datos de temperatura, muestra una forma de Developer de Oracle que permite ver datos diarios de temperatura en una estación meteorológica para un mes específico del año. El usuario digita mediante un msgBox los datos relacionados con el mes y el año de la consulta. • Si la herramienta es de datos de evaporación, muestra una forma de Developer de Oracle que permite ver datos diarios de evaporación en una estación meteorológica para un mes específico del año. El usuario digita mediante un msgBox los datos relacionados con el mes y el año de la consulta. 5.2.2 Análisis espaciales Los análisis espaciales permiten efectuar operaciones entre elementos espaciales permitiendo generar como resultados nuevos elementos espaciales y en algunos casos una visualización distinta de los mismos elementos espaciales. Los diferentes procesos que involucran análisis espaciales son: • Generación de Bufferes • Generación de isolíneas • Elementos ubicados en intersección de polígonos 5.2.2.1 Generación de Bufferes La idea general de este proceso busca la localización e identificación de estaciones meteorológicas ó puntos de monitoreo que están dentro de un radio de acción medido en metros y generado desde un punto o una localización en particular. Para tal efecto la interface está compuesta de una vista general, un tool y un dialogo en el que se especifican los datos necesarios para crear el buffer. El primer paso es utilizar el tool para

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especificar en la vista una localización ó digitar directamente en las cajas de texto correspondientes en el dialogo, las coordenadas y y x de la localización. Después de esto, se utilizan dos botones. El primero visualiza la localización base del buffer y el segundo crea el buffer y selecciona los elementos espaciales que se encuentran en el radio de acción (buffer). 5.2.2.2 Generación de isolineas y polígonos de thiessen Lo que se busca mediante este análisis es crear nueva información a partir de los datos meteorológicos almacenados en la aplicación meteorológica desarrollada en Oracle. En esta consulta en particular se combinan los datos almacenados y resumidos mensualmente en la aplicación de Oracle, y los layers SDE para producir nuevos elementos espaciales mediante procesos que se corren en ArcInfo. La interface de usuario esta compuesta por una vista general donde se encuentran las estaciones meteorológicas y pluviométricas y un dialogo donde se especifican los parámetros base de la consulta. Los parámetros que se deben determinar incluyen: • El parámetro meteorológico de la consulta: precipitación,temperatura, evaporación y brillo solar. • El subparámetro de consulta que depende del parámetro básico de consulta que para todos los parámetro incluye los valores máximo, mínimo y medio mensuales presentados, extractados de los datos almacenados diariamente en la aplicación Oracle. Para el caso de precipitación, también se tiene en cuenta el número de días de lluvia presentados en un mes. • El tipo de consulta: generación de isolínea o generación de polígonos de Thiessen. • El criterio temporal de consulta que incluye: datos de un mes y año especifico, datos promedio resumidos utilizando los datos de todos los años para un mes en particular y datos promedio resumidos utilizando los datos de todos los meses para un año en particular. Con base en estos parámetros se generan ya sea las isolineas o los polígonos y se anexan a la vista de estaciones meteorológicas. Desde el punto de vista de funcionamiento interno de la aplicación, los procesos de generación de isolíneas y polígonos de Thiessen soncorridos en ArcInfo tomando coma base una cobertura de puntos correspondiente a las estaciones. Esta cobertura se genera del shape correspondiente y que a su vez a sido generado con base en el layer SDE de estaciones y que tiene un campo numérico, básico para la generación. Este campo numérico corresponde al dato mensual o resumen mensual o anual del parámetro básico.

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El resultado es una cobertura de arcinfo, que tiene que ser convertida en shape para su visualización en la aplicación. 5.2.2.3 Elementos ubicados en intersección de polígonos En esta parte de la aplicación, se busca localizar elementos espaciales, en este caso estaciones meteorológicas o puntos de monitoreo que se encuentren en una área específica. Esta área se define mediante la intersección de dos elementos pertenecientes a algunos de los layers de municipios, cuencas, microcuencas ó subcuencas. La interface permite visualizar alternativamente los layers a intersectar, escoger mediante el mouse un elemento en cada uno de los layers y efectuar la consulta generando como resultado final la selección de los puntos incluidos en el área resultado de la intersección. Desde el punto de vista de funcionamiento de la aplicación, la intersección no se realiza expresamente (es decir, no se genera un nuevo elemento generado de la intersección) sino que se utilizan los request selectbyshape y selectbyattributtes para generar sdelog base para la selección y visualización final. 5.2.3 Consultas temáticas La consulta temática busca clasificar y visualizar un elemento espacial con base en los datos alfanuméricos relacionados con él. En nuestro caso, los elementos espaciales a clasificar son las estaciones meteorológicas y los puntos de monitoreo. Los criterios de calificación son su pertenencia o no a los layers siguientes: cuencas, corrientes, municipios. De acuerdo a su pertenencia a las diferentes clases definidas por la enumeración de municipios, cuencas y corrientes los elementos se visualizan con diferentes símbolos. Adicionalmente, después de esta clasificación, se permite buscar los elementos de una clase particular. Una ves definidos cuales elementos están presentes en una clasificación, los resultados se visualizan en una lista en la cual se puede picar y visualizar una estación o un punto en particular. Desde el punto de vista de la aplicación, las consultas se hacen con base en los layers sde y la clasificación con base en la información alfanumérica de la aplicación Oracle. 6. Las vistas

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El funcionamiento de las vistas es muy similar en cada una de las diferentes partes de la aplicación. Cada vista tiene un menú asociado en el que se pueden generar layouts e imprimir el contenido de las vistas. Las vistas tiene un elemento espacial base que puede ser en un caso las estaciones meteorológicas y en otro caso los puntos de monitoreo. A esta información inicial pueden añadirse cualquiera de los demás layers definidos con el objeto de referenciar espacialmente la información. 7. Validación y control de datos de entrada La habilitación de los datos se hizo con las herramientas propias de verificación que ofrecen los elementos que se pueden incorporar en los diálogos. La utilización de diálogos permite validar el tipo de dato que se digita en una caja de texto por ejemplo. Adicionalmente a esta validación , la validación restante se enfocó a la habilitación y deshabilitación de botones en los diálogos, dependiendo del estado del proceso, en cada una de las interfaces de la aplicación. Se pensó que este tipo de validación es mas clara para el usuario, aunque implique un poco mas de programación en la aplicación, aunque se facilito con los request que permiten establecer dependencias entre elementos de un dialogo. (setListener). 8. Conclusiones en cuanto a la operabilidad de la aplicación en diferentes ambientes de operación El uso de un software como Oracle, permite a la aplicación un control robusto de transacciones y la posibilidad de realizar copias de seguridad a los datos. Esto se realizó con las requisiciones avenue que permitía hacer commit a la base de datos. y hacer lock a los datos que se editan en un momento dado. Una gran ventaja, no tanto de Oracle, sino de los datos que pudieron ser almacenados en la aplicación alfanumérica, es la repontenciación de la información alfanumérica, al ser representada en acompañamiento con visualizaciones espaciales. Esto permite ensanchar el uso de las aplicaciones tanto SIG como alfanumérica, con tan solo añadir información espacial, a datos recolectados en el sistemas alfanumérico por años. Finalmente, se pudo comprobar a través de los resultados de la aplicación, la eficacia de los diferentes elementos software y hardware que componen la aplicación.