Capítulo 4 RESULTADOS DE LA I NVESTI GACI ÓN
4.1 M ETODOLOGÍ AS PARA EL DI SEÑO E I MPLEMENTACI ÓN DE SIG.
4.1.3 M ETODOLOGÍ A DE A NTENUCCI , B ROWN , C ROSWELL , Y K EVANY
Antenucci, Brown, Croswell, y Kevany proponen no solamente una metodología sino una filosofía en el diseño de un SI G. Se observó en esta metodología una orientación hacia la administración de proyectos. A continuación se describe, la filosofía y metodología en el diseño e implementación de un SI G.
Filosofía en el diseño de un SI G
El diseño y la implementación de un SI G dependen del soporte institucional que se le ofrece. Y la mejor manera de generar y mantener ese soporte es formular y presentar una visión clara del sistema y la organización. Una filosofía consistente nos llevará a una visión clara de la utilidad del SI G, la filosofía simplemente será que las aplicaciones deberán conducir el diseño del sistema. Figura 4.1.1.
Figura 4.1.1 Filosofía en el diseño de un SIG. Necesidades y Fuentes Aplicaciones y Procesos Funciones del Sistema Contenido de la Base de Datos Aspectos Organizacionales e I nstitucionales Diseño de la Base de Datos Software Hardware
Un sistema no esta formado exclusivamente por hardware y software, también incluye el contenido de la base de datos y su estructura, el personal, la estructura organizacional, y los recursos financieros.
Este proceso de diseño es iterativo moviéndose de lo abstracto, al concepto, al diseño preliminar, al diseño detallado, y posteriormente a lo específico. Primero la base de datos, que es el fundamento necesario para realizar cualquier aplicación. La definición del contenido de la base de datos, y su precisión manteniendo las prioridades de la aplicación, es uno de los primeros y más importantes pasos ya que, el costo del desarrollo de la base de datos y su mantenimiento excederá la de los demás componentes del SI G. Después las funciones y un diseño detallado de la base de datos podrá ser determinado dependiendo del hardware y software utilizado (Antenucci et al., 1991).
Esta metodología está dividida en las siguientes cinco fases. Figura 4.1.2. 1 Concepto
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Análisis de requerimientos•
Evaluación de factibilidad 2 Diseño•
Plan de implementación•
Diseño de sistema•
Diseño de base de datos 3 Desarrollo•
Adquisición del sistema•
Adquisición de la base de datos•
Organización, personal, entrenamiento•
Preparación de procedimientos de operación•
Preparación del lugar4 Operación
•
I nstalación del sistema•
Proyecto piloto•
Conversión de datos•
Desarrollo de aplicaciones•
Conversión a operaciones automatizadas 5 Revisión•
Revisión del sistema•
Expansión del sistemaFigura 4.1.2 Cinco etapas para la implementación de un SIG.
El autor comenta que el subdividir en muchas etapas el proceso para el diseño de un SI G, es por el hecho de que generalmente la implementación de un SI G a gran escala envuelve a muchas personas y organizaciones así como una gran inversión económica como en tiempo y recursos. Por lo que es sano mantener un orden lógico y etapas relacionadas para un mejor entendimiento y desarrollo.
4.1.3.1 Concepto.
En esta fase es donde el proyecto es definido con base en una evaluación de las necesidades del usuario, los recursos accesibles y de la factibilidad del sistema. Figura 4.1.3. Por lo tanto la fase de concepto se encuentra dividida en las etapas de análisis de requerimientos y evaluación de factibilidad.
Figura 4.1.3 Etapa de Concepto.
Concepto Diseño Operación Adquisición de Hardware y Software Desarrollo de la Base de Datos Revisión Desarrollo Tiempo Análisis de Requerimientos Evaluación de
Análisis de Requerimientos.
El análisis de las necesidades es el fundamento sobre el que se basa el éxito de la implementación de un SI G. Este análisis incluye la identificación de las actividades concernientes con mapas alrededor de la organización, tomando en cuenta la información gráfica y los atributos. Al término de esta etapa se debe conocer al menos lo siguiente:
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El proceso de las funciones.•
Los datos contenidos.•
Los estándares de los datos y sus características.•
Las aplicaciones del sistema y sus productos.•
La funcionalidad del Software.•
Diferentes equipos y capacidades.•
Facilidades de comunicación. Evaluación de factibilidad.La mayoría de las organizaciones deben evaluar la factibilidad de la implementación del sistema antes de hacer cualquier inversión importante. Esto consiste en identificar hasta dónde el SI G es práctico, estimando su costo y beneficio. La extensión de este estudio depende tanto del tamaño de la organización como de la diversidad de aplicaciones potenciales del SI G.
4.1.3.2 D
I SEÑO.
En esta fase se prepara un plan de implementación así como el diseño del sistema y de la base de datos. Figura 4.1.4.
Figura 4.1.4 Etapa de Diseño.
Plan de implementación.
Una cuidadosa planeación y coordinación es esencial, ya que la implementación de un SI G, normalmente involucra a múltiples organizaciones. Este plan debe definir los roles y responsabilidades de los participantes, así como controlar los siguientes pasos:
•
I dentifica y describe las tareas individuales.•
Asigna responsabilidades a para cada tarea.•
I ndica los recursos comprometidos.•
Define relaciones en las tareas.•
I dentifica productos y metas.•
Establece un programa.Una parte importante es la documentación. El plan documenta el proyecto de una manera comprensible, generando reportes antes y durante los pasos.
Diseño del sistema.
Dos tareas son realizadas paralelamente antes de continuar con el diseño a detalle, la selección de hardware y software, así como la base de datos. Normalmente se escoge de entre paquetes comerciales en el mercado. Existen muchos paquetes de GI S los cuales deberán ser evaluados de acuerdo a las funciones que ofrecen y a las necesidades del proyecto. Para el diseño a detalle se requiere que el diseñador cuente con habilidades y experiencia en hardware,
Plan de Implementación Diseño de Sistema Hacia diseño Diseño de Base de Datos Desde Concepto
software, redes, y comunicaciones. El diseñador deberá también estar familiarizado con los sistemas accesibles así como con las metodologías de diseño.
Diseño de la base de datos.
Un diseño detallado de la base de datos es realizado paralelamente con el diseño del sistema. En este paso se desarrollan especificaciones para crear y mantener la base de datos, se identifica el contenido, las especificaciones, las relaciones de los datos y sus fuentes, se prepara para cada tema de datos, como puede ser planimetría, topografía, límites estatales etc. También se documentan las funciones de cada mapa, las características de los datos no gráficos, la precisión de los datos.
4.1.3.3 D
ESARROLLO.
En esta etapa se adquiere el software, el hardware, los datos, y se desarrollan procedimientos para operar el sistema. Figura 4.1.5.
Figura 4.1.5 Etapa de Desarrollo.
Adquisición del sistema.
El objetivo de este paso es adquirir el hardware y software más apropiados para el propósito del proyecto, al precio más ventajoso posible. Las especificaciones documentadas en el diseño del sistema, dan la pauta y definen los criterios para la selección del hardware tomando en cuenta, la compatibilidad de sistemas previos, los tipos de dispositivos (eg. estaciones de trabajo, procesadores, plotters etc.), su número y sus capacidades funcionales (eg. resolución, velocidad, y capacidades). Del software se deben tomar en cuenta las funciones requeridas por el sistema para diferentes categorías de software (eg. Sistemas operativos, procesamiento gráfico, manejadores de bases de datos, y aplicaciones varias). Durante la requisición del sistema no solo se piden detalles
Preparación del Lugar Hacia Operación Preparar Procedimientos de Operación Organización, adquisición de personal, entrenamiento Desde Diseño Especificación de la Base de Datos Adquisición de la Base de Datos Selección y adquisición del Sistema
técnicos como los anteriores, también se toma en cuenta la documentación existente, la capacitación, el mantenimiento, otros servicios de soporte, y las relaciones entre los proveedores del hardware y software cuando éstos no son los mismos. Existen procedimientos y criterios para la selección entre las que se encuentran pruebas de benchmarking, entrevistas, verificación de referencias.
Adquisición de la base de datos.
La adquisición de la base de datos lleva un proceso similar y paralelo al de la adquisición del sistema. El desarrollo de la base de datos – captura de datos geográficos y no geográficos, conversión y formateo de los datos - requiere una inversión considerable de tiempo, recursos humanos y financieros. En muchos casos resulta impráctico adquirir equipo para digitalizar mapas, por lo que se contratan compañías encargadas de digitalizar y convertir los datos al formato necesario para la base de datos inicial. En ocasiones es necesario acudir con varios proveedores de servicios, por lo que para tener un mejor control es factible dividir la implementación de la base de datos en: fotografía aérea y análisis de triangulación, compilación y digitalización de elementos planimétricos y topográficos, compilación y digitalización de mapas de parcelas, y digitalización de mapas existentes de otros elementos.
Organización, personal y entrenamiento.
Este paso es probablemente el menos valorado siendo que las personas y el cómo son organizadas son un factor clave en el éxito del proyecto. Uno de los principales problemas encontrados en el procuramiento de recursos humanos, es la inadecuación ya sea en el número de personas o en sus habilidades. Los factores determinantes en la organización de un SI G, son las políticas y estructura de toda la organización en donde se implementa. Ya sea que la implementación del SI G esté asignada a toda la organización en conjunto o a un departamento se necesita un coordinador del proyecto. La estructura organizacional del SI G puede ser centralizada o distribuida a través de la organización. En ambos casos es necesario definir a quiénes dará servicio, si se compartirán datos, estándares en los mismos, y el tipo de hardware y software para mantener compatibilidad entre éstos. Esta estructura organizacional define la autoridad, responsabilidades, y cadena de mandos. Esto puede llegar a ser difícil definirlo a medida que más gente es involucrada, por lo que es necesario un acuerdo escrito así como la participación los más altos niveles directivos en las organizaciones que participan. Por otro lado es necesario la designación de roles específicos a cada persona, entre los que destacan el administrador del proyecto, del sistema y de la base de datos, así como analistas de sistemas, programadores y operadores. El administrador del proyecto es responsable de todos los aspectos de la implementación como la adquisición del equipo, el desarrollo de la base de datos,
la asignación y capacitación del personal, el desarrollo de las aplicaciones, y la preparación para su uso. El administrador del sistema se encarga día a día del los componentes y operaciones del sistema. El administrador de la base de datos es responsable de las fuentes, calidad uso y mantenimiento de la base de datos.
Preparación de procedimientos de operación.
La utilidad del SI G radica en la eficiencia de los procedimientos. Estos consisten de la administración, operación, mantenimiento y actualización del SI G como de la base de datos, y la producción de productos estándar y especiales para el sistema. Es necesario que todos los participantes estén de acuerdo en el funcionamiento completo del sistema. Esto asegura la compatibilidad y la minimización de redundancias a través del sistema. I gualmente las operaciones más importantes necesitarán ser diseñadas y documentadas. Figura 4.1.4. Durante el diseño del sistema se establecen los procedimientos principales que gobiernan el funcionamiento del SI G como lo son:
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Las operaciones diarias del sistema.•
Mantenimiento de hardware y software.•
Supervisión del uso del sistema•
Resolución de problemas.•
Respaldo de la base de datos y del software.•
Localización y autorización de acceso al sistema.•
Administración del contrato de mantenimiento del hardware y software.•
Soporte para los usuarios del sistema.•
Autorización para el desarrollo e instalación de aplicaciones.•
Actualización de hardware y software.Preparación del lugar.
A pesar de que cada vez se requieren menos controles ambientales en los equipos, es necesario preparar la instalación del equipo y las redes de comunicaciones. Este paso incluye la preparación de los equipos para cada individuo, planeación del espacio adecuado para todos los componentes, construcción de facilidades adecuadas, la instalación de fuentes de energía adecuadas, control ambiental y de líneas de comunicación.
4.1.3.4 O
PERACI ÓN.
La etapa operacional consiste de la instalación del sistema, la realización de un proyecto piloto, conversión de datos, desarrollo de aplicaciones y automatización de operaciones. Figura 4.1.6.
Figura 4.1.6 Etapa de Operación. I nstalación del sistema.
Este paso incluye la entrega, instalación y operación inicial del hardware y software. La instalación la conduce el administrador del sistema. En ocasiones también participan el vendedor del sistema, usuarios del sistema, personal del SI G, la compañía de comunicaciones y consultores técnicos.
Proyecto piloto.
Por la magnitud de un proyecto de SI G, muchas organizaciones inician operaciones con un proyecto piloto. Los objetivos del proyecto piloto varían y están sometidos a hacer lo siguiente:
Proyecto Piloto Desarrollo de Aplicaciones Conversión a Operaciones Automatizadas Desde Desarrollo I nstalación del Sistema Conversión de Datos
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Verificar la operatividad y utilidad de la tecnología SI G.•
Verificar el Costo-Beneficio que se estimó anteriormente.•
Crear una base de datos de SI G para comparar y seleccionar.•
Construir bases de datos prototipos que apoyen a la organización a identificar los requerimientos de formato y estructura del SI G seleccionado.•
Verificar los procesos para el desarrollo de la base de datos.•
Proporciona capacitación durante el desarrollo.Se pueden identificar muchos otros objetivos, e inclusive un proyecto piloto puede ser útil en otras etapas de la implementación del sistema.
Los proyectos pilotos fueron inicialmente un paso obligatorio para establecer la credibilidad y el rendimiento de los productos de hardware y software. Actualmente los proyectos pilotos son más utilizados para evaluar el desarrollo técnico, de procedimientos, del costo de la base de datos, y de las aplicaciones principales. Un plan para el proyecto piloto define sus objetivos, identifica las tareas, asigna responsabilidades, define el área piloto y el contenido de la base de datos, y especifica los criterios de evaluación. La duración del proyecto piloto depende de las dimensiones del proyecto y de la extensión de las pruebas. Sin embargo se debe de mantener dentro de un lapso de tiempo razonable que permita ajustes en la implementación.
Conversión de datos.
La creación de la base de datos es lo que más consume tiempo y más costoso de todo un proyecto de SI G. La conversión de los datos comienza con un riguroso control de calidad. Este evalúa el contenido, la falta de datos, la precisión, consistencia lógica, definición, entre otras características de los datos. Al tiempo que se verifican los datos son vaciados en la base de datos. Cualquier relación lógica entre los datos es establecida durante los procedimientos de vaciado. Después de cargar toda la base de datos el administrador de ésta certifica que se encuentra operacional e inicia los procedimientos de mantenimiento. La carga inicial de la base de datos involucra solamente a una porción de la base de datos completa del SI G. Esta porción incluye solamente una extensión geográfica inicial de lo que eventualmente será cubierto o, solo un subconjunto de los rasgos que serán incluidos. El resto de los datos se carga a medida que son disponibles de actividades previas como compilación o digitalización.
Desarrollo de aplicaciones.
El SI G amplía sus beneficios a la organización a través de su aplicación. El diseño de una aplicación específica es el producto del previo análisis de requerimientos. Generalmente las aplicaciones apoyan funciones comúnmente
utilizadas, éstas encadenan una serie de tareas como obtener datos, hacer cálculos, u operaciones lógicas, entre otras muchas operaciones. Estos programas son realizados utilizando software y lenguajes de macros, proporcionado por el SI G, u otro lenguaje de programación. Los programas de aplicación son desarrollados para mejorar y eficientizar numerosas actividades. Algunas pueden ser muy simples como la automatización de algunos pasos en un procedimiento. Otras son más complejas incorporando el diálogo con el operador y realizando tareas como obtención de datos, cómputo, validación de la información, u otros procesos. Su diseño puede ser formal o informal dependiendo de la complejidad de la aplicación. En los casos más sofisticados el diseño de una aplicación específica incluye, un análisis de requerimientos detallado, diseño, programación, pruebas, búsqueda de errores, y documentación. Las aplicaciones complejas requieren de una documentación detallada para su mantenimiento, y necesita que sea separada para los operadores y para los usuarios.
Automatización de operaciones.
En la mayoría de los casos, el SI G se implementa en fases durante un período de tiempo extenso. La conversión de las operaciones y actividades manuales en ése momento a nuevas operaciones automatizadas requerirá meses, o años. Mientras la base de datos está en vías de construcción, el mantenimiento de los mapas y de las operaciones diarias continúa. Al término de la construcción de la base de datos los recursos pueden pasar a tareas de automatización de operaciones. La transición requerirá de continuar realizando las operaciones manuales paralelamente hasta que las automatizaciones sean verificadas y funcionen satisfactoriamente. Esta transición debe asegurar que no aparezcan espacios vacíos durante la actualización de los registros, que no se introduzcan datos a la base sin previa verificación, y que los recursos no sean desperdiciados.
4.1.3.5 R
EVI SI ÓN.
Durante esta etapa alguna organización evalúa todos los aspectos del SI G, y planea mejoras y expansiones al sistema.