BASES DE DATOS
Podemos definir base de datos (BD) como un cuerpo de datos relacionados que son almacenados de forma estructurada (UNIGIS, 20052). Las BD son un componente fundamental de los SIG vectoriales, ya que la información temática (atributos) de este modelo de datos se almacena en forma de BD y es gestionada por un Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD). Por tanto merece la pena detenernos brevemente en explorar algunas cuestiones básicas acerca de ellas.
Desde nuestra perspectiva, el interés por las bases de datos se centra en el diseño lógico de la misma, esto es, en la forma en la que los datos se relacionan entre sí, además de cómo realizar consultas a las mismas para “explotar “ toda la información contenida en ellas con nuestro SIG.
EL MODELO RELACIONAL: LAS TABLAS
Existen diversos modelos de BD, si bien será de nuestro interés el modelo relacional, en el que todos los datos aparecen almacenados en diferentes tablas bidimensionales (filas y columnas), (generalmente una base de datos relacional está compuesta por muchas tablas), que se relacionan entre sí por medio de columnas compartidas (figura 1).
Alumno Cod_Asignatura DNI
J.Romera 002 4444
A.Espejo 004 7777
A.Benitez 005 6666
M.Izquierdo 005 5555
Asignatura Cod_Asignatura Curso
Bases Datos 001 1º SIG 002 1º Análisis espacial 003 1º CAD 004 1º Visual Basic 005 2º Geomarketing 006 2º Bases Datos 007 2º
Figura 1. Relación entre tablas mediante columnas compartidas. Elaboración propia
Cada fila de una tabla debe ser única y por ello cada una de ellas (registro) presenta un/as columna/s (campo/s) que deben permitir distinguirla de forma única. Este/os campo/s sirven para enlazar la tabla con otras tablas de la base de datos y así relacionar diversos conjuntos de datos. El nombre que se le da a este campo “especial” es el de clave primaria. Generalmente suele estar constituida por un código numérico que permite identificar sin errores cada fila (tabla 1)
Asignatura Cod_Asignatura Curso Bases Datos 001 1º SIG 002 1º Análisis espacial 003 1º CAD 004 1º Visual Basic 005 2º Geomarketing 006 2º Bases Datos 007 2º
Tabla1: Clave Primaria en una tabla del modelo relacional. Suele venir representada por valores numéricos. Fuente: Elaboración propia.
El modelo relacional además posee un conjunto de “normas” que deben cumplir las tablas y que garantizan que sean “relacionalmente” correctas, lo que permitirá un buen funcionamiento de la base de datos. Estas normas consisten en establecer conjuntos de características a cumplir por las tablas. A cada conjunto de características se le denomina FORMA NORMAL, de tal forma que existen Primera Forma Normal, Segunda Forma Normal,… siendo cada una de ellas más restrictiva en lo que respecta a las características a cumplir por las tablas.
En un principio se establecieron de forma genérica 3 formas normales, aunque hoy en día, y para casos muy complejos podemos hablar de cuarta y quinta forma normal. Básicamente las sucesivas formas normales consisten en simplificaciones de tablas, tendentes dividir las tablas en tablas más pequeñas y establecer relaciones entre ellas. De esta forma se evita mucha duplicidad de información y mucho tiempo de manejo y gestión de la base de datos.
Podemos decir de forma resumida y simplificada, que las formas normales consisten en que “cada atributo que no sea clave debe ser dependiente de la clave primaria (1FN), de toda la clave (2FN) y de nada más que de la clave (3FN)”.
A continuación se presenta una tabla sin normalizar, y cómo quedaría tras su paso a tercera forma normal, lista para implementarse en un SGBD.
Tabla no Normalizada
Alumno Edad CodA Asignaturas CodAsg Curso Dpto Profesor A.Montoro 18 0601 Análisis esp.
CAD 003 004 1º 1º Geografía Dibujo M.Hills L.Sánchez C.Pérez 20 0602 Visual Basic 005 2º Ing Software I.Gómez F. Rodrigo 19 0603 Geomarketing 006 2º E. Aplicada S. Martín R.Fernández 22 0604 Visual Basic 005 2º Ing Software I.Gómez M.Molinero 21 0605 Geomarketing 006 2º E. Aplicada S. Martín J. Pedrós 19 0606 Bases de datos
Geomarketing 001 006 1º 2º Ing Software E. Aplicada F. López S. Martín D.Lozano 18 0607 CAD 004 1º Dibujo L.Sánchez S. Sevilla 23 0608 Bases de datos 007 2º Ing.Software A. Pérez I. Manzano 19 0609 SIG 002 1º Geografía M. Hills
Tablas en 3FN Alumnos
Alumno CodA Edad A.Montoro 0601 18 C.Pérez 0602 20 F. Rodrigo 0603 19 R.Fernández 0604 22 M.Molinero 0605 21 J. Pedrós 0606 19 D.Lozano 0607 18 S. Sevilla 0608 23 I. Manzano 0609 19 Matriculados CodA CodAsg 0601 001 0601 004 0602 005 0603 006 0604 005 0605 006 0606 001 0606 006 0607 004 0608 007 0609 002 Asignaturas
Nombre CodAsg CodProf Bases Datos 001 03 SIG 002 06 Análisis espacial 003 06 CAD 004 04 Visual Basic 005 02 Geomarketing 006 01 Bases Datos 007 05 Profesores
Nombre CodProf Dtpo S. Martín 01 E. Aplicada I.Gómez 02 Ing Software F. López 03 Ing Software L.Sánchez 04 Dibujo A. Pérez 05 Ing Software M. Hills 06 Geografía
CONSULTAS A LA BASE DE DATOS.
Igualmente, es otro aspecto de interés la forma en la que los usuarios de una base de datos se comunican con el SGBD, para realizar consultas (que son expresiones que contienen atributos, operadores y valores) y obtener información de la misma. Existe un lenguaje que nos permite llevar a cabo la “interrogación” de la base de datos, que se denomina SQL (Structured Query Language). Este lenguaje incluye un conjunto de funciones de búsqueda y recuperación de la información basado en la lógica booleana.
los software SIG han desarrollado herramientas específicas, que veremos más adelante.
En ArcGIS 9.0, para realizar las consultas temáticas existe una interfaz que nos permite construir las consultas en el lenguaje SQL de forma muy sencilla. Estas consultas nos permiten seleccionar los registros que cumplan condiciones especificada en la misma.
Por ejemplo, podríamos “preguntarle” a la BD qué municipios, de una capa de municipios de toda Andalucía, pertenecen a la provincia de Granada. También podríamos preguntarle qué municipios tienen más de 20 km2, o qué municipios pertenecen a la provincia de Almería y tienen más de 5000 habitantes, o los que pertenecen a Córdoba y tienen una densidad de población mayor de 50 Hab/km2. Como podemos ver, las consultas constituyen una herramienta muy poderosa de explotación de la información.
La estructura de una consulta en lenguaje SQL en ArcGIS es la siguiente:
SELECT * FROM (Nombre de la capa) WHERE + Atributo 1 por el que realizaremos la consulta + Operador aritmético ( =, >, <, < >, > =, < = ) + Valor del atributo 1 + Operador lógico (AND, OR …) + Atributo 2 + Operador aritmético + Valor del atributo 2 + Operador lógico +…
Un ejemplo de consulta en la que se lleve a cabo una selección por un único atributo podría ser el siguiente:
SELECT * FROM “Municipios” WHERE “Población” > = 20.000
Que nos seleccionaría aquellos municipios con una población igual o mayor a 20 mil habitantes.
Otro ejemplo de consulta más compleja, en las que se especifiquen varias condiciones a cumplir, requiere del empleo de operadores lógicos como AND y OR, que nos permitan enlazar las distintas condiciones.
SELECT * FROM “Municipios” WHERE "Provincia" = 'ALMERIA' AND "Area" >20000000
Que nos seleccionaría los municipios que pertenecen a la provincia de Almería que además poseen una superficie mayor de 20 km2.
Para poder acceder a estas consultas en ArcGIS 9.0 desde la ventana de la tabla de atributos, en el menú Options, seleccionamos el comando . Igualmente también podemos acceder desde el menú Selection\ Select by attributes. Nos aparece el siguiente cuadro de diálogo, en el que podemos realizar la consulta:
Para construir la consulta de acuerdo con la estructura comentada anteriormente, empezamos marcando el atributo (campo) por el que vamos a seleccionar. Por ejemplo, queremos seleccionar los municipios de la provincia de Granada de la capa
municipios.shp, por lo que debemos cargar en primer lugar esta capa.
1º Hacemos doble clic en “provincia”
2º Seleccionamos el operador mediante doble clic. La provincia debe ser igual a Granada, luego seleccionaremos el operador =. Otros operadores son el mayor (>), menor (<) mayor o igual (>=), menor o igual(<=) o distinto (< >)
3º Hacemos clic en “Get Uniques Values” de manera que nos aparecen los distintos valores del campo seleccionado, en nuestro caso provincia
Figura X: Resultado de la consulta de selección de los municipios de la provincia de Granada Finalmente explicaremos el cuadro “method”, situado en la zona superior del cuadro de diálogo de consultas. Esta opción nos permite elegir el método de selección que emplearemos al realizar una nueva consulta: generar una nueva selección, seleccionar de un conjunto previamente seleccionado, añadir a una selección…
Si seleccionamos nueva selección, seleccionará los elementos de toda la capa que cumplan la/s condición/es.
Si seleccionamos añadir a la selección, añadirá a la selección preexistente los elementos de toda la capa que cumplan la/s condición/es.
Si seleccionamos eliminar de la selección, eliminará de los elementos seleccionados los que cumplan la/s condición/es especificada/s
Y finalmente, si empleamos seleccionar de la selección, únicamente marcará aquellos elementos de entre los que se encuentran seleccionados que cumplan la/s condición/es establecidas.
Ya conocemos cómo funcionan las consultas en ArcGIS 9.0… ahora sólo queda practicar con ellas para realizar distintas selecciones empleando diversos atributos, cambiando el método de selección… ¡¡Os recomiendo que practiquéis con esta herramienta, puesto que nos será de gran utilidad!!.
