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domingo, 25 de enero de 2015

Optimized GIS for linear projects IX (Types of data bases, drawing and legislation))/ SIG optimizado para obras lineales IX (Tipos de bases de datos, sistemas de representación y normativa)

Previamente: / Previously:

Optimized GIS for linear projects VIII (Programming languages))
SIG optimizado para obras lineales VIII (Lenguajes de programación)


Índice Index

1.- Introducción
   1.1.- Situación actual
   1.2.- Problemática detectada y justificación del trabajo
   1.3.- Objetivos
   1.4.- Estructura del estudio
2.- Estado del conocimiento
   2.1.- La topografía en la obra lineal
      2.1.1.- Elementos básicos de documentación topográfica
      2.1.2.- Composición de los elementos básicos del trazado
      2.1.3.- Software habitual para definición de trazados en obras lineales
   2.2.- Formatos de dibujo
      2.2.1.- El formato dxf
      2.2.2.- El formato vml
      2.2.3.- El formato svg
      2.2.4.- El formato dwg
   2.3.- La información documentada de obra
   2.4.- Sistemas de información geográfica
      2.4.1.- Revisión de programas de gis estándar
      2.4.2.- Revisión de programas de gis que no siguen los estándares
   2.5.- Tipos de lenguajes de programación
      2.5.1.- Lenguajes de bajo nivel
      2.5.2.- Lenguajes de nivel medio
      2.5.3.- Lenguajes de alto nivel
   2.6.- Tipos de bases de datos
      2.6.1.- Sql, la comunicación entre bases de datos relacionales
   2.7.- Los sistemas de representación gráfica tradicionales
   2.8.- Normativa aplicable
3.- Solución
   3.1.- Lectura de elementos topográficos: trazado y estructuras
      3.1.1.- Elementos topográficos del trazado: eje
      3.1.2.- Elementos topográficos del trazado: terreno
      3.1.3.- Elementos topográficos del trazado: plataforma
      3.1.4.- Elementos topográficos anejos al trazado: las estructuras
   3.2.- Lectura de bases de datos
      3.2.1.- Bases de datos de ensayos e inspección
         3.2.1.1.- Bases de datos de ensayos, suelos
         3.2.1.2.- Bases de datos de ensayos, densidades
         3.2.1.3.- Bases de datos de ensayos, mezclas bituminosas
         3.2.1.4.- Bases de datos de ensayos, hormigones
         3.2.1.5.- Bases de datos de inspección, control
         3.2.1.6.- Bases de datos de inspección, diario
         3.2.2.- Bases de datos extras
         3.2.2.1.- Bases de datos extras, fotos
         3.2.2.2.- Bases de datos extras, definición de estructuras
         3.2.2.3.- Bases de datos extras, definición de la capa de firme
         3.2.2.4.- Bases de datos extras, localización extra
    3.3.- El dibujo del trazado
        3.3.1.- El dibujo en planta
        3.3.2.- El dibujo en perspectiva
            3.3.2.1.- El dibujo con superficies planas
            3.3.2.2.- El dibujo en el navegador
    3.4.- La unión del trazado con las bases de datos
        3.4.1.- La unión de las estructuras al trazado
        3.4.2.- La unión de los ensayos de suelos al trazado
        3.4.3.- La unión de los ensayos de densidades al trazado
        3.4.4.- La unión de los ensayos de hormigones al trazado
        3.4.5.- La unión de los ensayos de firmes al trazado
        3.4.6.- La unión de los inspecciones de control al trazado
        3.4.7.- La unión del diario al trazado
        3.4.8.- La unión de la documentación fotográfica al trazado
    3.5.- La unión de la documentación y otras inspecciones
        3.5.1.- La unión pasiva
        3.5.2.- La unión activa
    3.6.- Base matemática novedosa utilizada
        3.6.1.- Pseudo-bases de datos
        3.6.2.- Redes de taylor multidimensionales
        3.6.3.- Sintegrales
    3.7.- Consultas a la información a través de formularios
        3.7.1.- Formularios de ensayos de suelos
        3.7.2.- Formularios de ensayos de densidades
        3.7.3.- Formularios de ensayos de hormigones
        3.7.4.- Formularios de ensayos de firmes
        3.7.5.- Formulario de inspecciones, control
        3.7.6.- Formulario de inspecciones, diario
        3.7.7.- Formulario de inspecciones, fotos
        3.7.8.- Formulario de seguimiento en dxf y kml
    3.8.- Resultados finales
4.- Conclusiones, futuras lineas de trabajo
5.- Bibliografía

2.6.- TIPOS DE BASES DE DATOS / TYPES OF DATABASES


Una base de datos se basa en un modelo o representación de la realidad. Un modelo es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones de consistencia.
Los modelos de datos se dividen en tres grupos:
  •  Modelos lógicos basados en objetos.
  •  Modelos lógicos basados en registros.
  •  Modelos físicos de datos.
A database is based on a model or representation of reality. A model is a collection of conceptual tools for describing data, the relationships between them, semantics associated with the data and consistency constraints.
Data models are divided into three groups:
  •   Logical models based on objects.
  •   Logical models based on records.
  •   Physical data models.
Modelos lógicos basados en objetos.
Logical models based on objects.
 
Se usan para describir datos en los niveles conceptual. Se representan los datos de tal forma como se captan en el mundo real. Existen diferentes modelos de este tipo, pero el más utilizado por su sencillez y eficiencia es el modelo Entidad-Relación. Este modelo representa a la realidad a través de entidades y estas pueden ser tangibles o intangibles. A su vez una entidad se puede asociar o relacionar con más entidades a través de relaciones.

Are used to describe data in conceptual levels. Such data are represented as captured in the real world. There are different models of this type, but the most used for its simplicity and efficiency is the Entity-Relationship model. This model represents reality through these entities and may be tangible or intangible. In turn an entity can be associated or related to more entities through relationships.

Modelos lógicos basados en registros.
Logical models based on records.

Estos modelos utilizan registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones que existen entre estos registros o apuntadores. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, se usan para especificar la estructura lógica global de la base de datos y para proporcionar una descripción a nivel más alto de la implementación.

Los tres modelos de datos más ampliamente aceptados son: el modelo relacional, el modelo de red y el modelo jerárquico

These models use records and instances to represent reality and the relationships between these records or pointers. Unlike the models based on data objects, are used to specify the overall logical structure of the database and provide a description for implementing higher level.

The three most widely accepted models of data are: the relational model, the network model and the hierarchical model

En el modelo relacional se representan los datos y las relaciones entre estos, a través de una colección de tablas, en las cuales los renglones equivalen a los cada uno de los registros que contendrá la base de datos y las columnas corresponden a las características (campos). De este tipo son las bases de datos más conocidas: MySql, PostgreSql, Oracle, Access, Microsoft SQL Server ...

In the relational data model and the relationships among these are represented by a collection of tables in which rows correspond to each of the records that contain the database and the columns correspond to the characteristics (fields ). Of this type are the most popular data bases: MySql, PostgreSQL ,Oracle, Access, Microsoft SQL Server ...

En el modelo de red, los datos se representan mediante colecciones de registros y sus relaciones se representan por medio de ligas o enlaces, los cuales pueden verse como punteros.

In the network model, data is represented by collections of records and their relationships are represented by hyperlinks or links, which can be seen as pointers.

El modelo jerárquico es similar al modelo de red en cuanto a las relaciones y datos, ya que estos se representan por  medio de registros  y sus ligas. La diferencia radica en que están organizados por conjuntos de arboles en lugar de gráficas arbitrarias. Los sistemas de directorios utilizan este tipo de bases de datos.

The hierarchical model is similar to the network model in terms of relationships and data, as these are represented by records and leagues. The difference is that they are organized by groups of trees instead of arbitrary graphs. The directory systems use such databases.

Modelos físicos de datos.
Physical data models.

Se usan para describir a los datos en el nivel más bajo, aunque existen muy pocos modelos de este tipo, básicamente capturan aspectos de la implementación de los sistemas de base de datos. Existen dos clasificaciones de este tipo que son el modelo unificador y la memoria de elementos.

Are used to describe the data in the lowest level, although there are very few such models basically capture aspects of the implementation of the database systems. There are two classifications of this type that are the unifying model and memory elements.

2.6.1.- “SQL” LA COMUNICACIÓN ENTRE BASES DE DATOS RELACIONALES / "SQL" COMMUNICATION BETWEEN RELATIONAL DATABASES


En 1974 Donald Chamberlin y de otras personas de los laboratorios de IBM crean las especificaciones de un lenguaje para su uso en bases de datos relacionales. Este lenguaje se llamaba SEQUEL (Structured English Query Language) y se implementó en un prototipo llamado SEQUEL-XRM entre 1974 y 1975. En 1977 se revisó a SQL (por temas legales). El prototipo (System R), se utilizó internamente en IBM. En 1983 empezó a vender DB2 y Oracle, Sybase, etc. comercializaron productos basados en SQL, lo que le acaba convirtiendo en estándar.

En 1986, el ANSI adoptó SQL como estándar para los lenguajes relacionales y en 1987 se transformó en estándar ISO.

Los mandatos SQL se expresan en cadenas de caracteres, se pueden escribir en la propiedad RecordSource de un control Data. El lenguaje SQL está compuesto por una serie de sentencias y de cláusulas muy reducidas en número, pero muy potentes en efectividad. De entre todas las palabras, existen cuatro que son las más utilizadas, estando compuestas por una sentencia y por tres cláusulas anidables:

In 1974 Donald Chamberlin and others IBM laboratories create a language specifications for use in relational databases. This language was called SEQUEL (Structured Query Language Inglés) and implemented in a prototype called SEQUEL-XRM between 1974 and 1975. In 1977 he was revised SQL (for legal issues). The prototype (System R), is used internally in IBM. In 1983 he began selling DB2 and Oracle, Sybase, etc. They marketed products based on SQL, which ends up turning her standard.

In 1986, adopted the ANSI SQL standard for relational languages and in 1987 became ISO standard.

The SQL commands are expressed in strings, can be written in the RecordSource property of a data control. The SQL language is composed of a series of sentences and clauses very small in number, but very powerful in effectiveness. Of all the words, there are four that are the most used, you being composed of a sentence and three nestable clauses:

SELECT lista_campos FROM lista_tablas [WHERE criterios [ORDER BY lista_campos]].


2.7.- LOS SISTEMAS DE REPRESENTACIÓN GRÁFICA TRADICIONALES / SYSTEMS TRADITIONAL GRAPHIC REPRESENTATION


Los sistemas de representación gráfica más habituales (diédrica, axonométrica, cónica) son  la representación del espacio 3D real al 2D de una pantalla o un papel.

La perspectiva cónica de una figura es la representación de ésta sobre un plano tal como se ve en la realidad. Hay dos tipos principalmente, lineal y de cuadro, también denominadas oblicua y aérea (figuras 2.7.a), respectivamente (Izquierdo Asensi, 1990) La primera, conocida por la existencia del horizonte a la altura del ojo del observador y verticalidad en el cuadro al tener dos puntos de fuga. En el caso de no mantener la verticalidad y por ello tener tres pintos de fuga sería la perspectiva de cuadro. En el caso especial de disponer de sólo un punto de fuga se denominaría cónica paralela.

The systems most common graphical representation (dihedral, axonometric, conic) are the representation of the actual 3D space to 2D screen or paper.


The conical perspective of a figure, is its representation on such a plane as seen in reality. There are two main types, linear and square, also called oblique aerial (Figures 2.7.a), respectively (Left Asensi, 1990) The first, known by the existence of the horizon up to the viewer's eye and verticality in the box by having two vanishing points. If not maintain the verticality and therefore have three pinto would leak box perspective. In the special case of having only a vanishing point tapered parallel would be called.
Figura 2.7.a: Perspectivas lineal (izquierda) y de cuadro (derecha)
El problema fundamental es la transformación de punto real en su proyectado. La resolución gráfica para el caso de representación cónica se muestra en la figura 2.7.b:


The fundamental problem is the transformation of its projected actual point. Graphic resolution for the case of conical representation shown in Figure 2.7.b:


Figura 2.7.b: Esquema del desarrollo de la perspectiva cónica de cuadro

Tan “sólo” hace falta situar el Punto de vista P y el plano de comparación en la intersección de la recta PR con el plano de comparación resultará, Q.



******** SALIDA DE LA INFORMACIÓN ********
********    OUT OF INFORMATION    ******** 


2.8.- NORMATIVA APLICABLE / APPLICABLE LEGISLATION


Con la documentación se aplican las directrices del PAC anteriormente descrito.

Con respecto al tratamiento de los ensayos se sigue igualmente lo que describe el PAC, con la salvedad de los ensayos relativos al hormigón cuyo control estadístico está descrito en el artículo de control de calidad incluido en la norma EH-**.

With the PAC documentation guidelines described above apply.

With regard to treatment of the trials also follow what describes the PAC, except for tests to concrete whose statistical control is described in the article quality control included in standard HD - **.

Figura 2.8: Extracto de la norma EHE-08

En el PAC el resto de los ensayos tiene un tratamiento estadístico singular dependiendo de cada uno de ellos. Los ensayos que se analizan estadísticamente son los siguientes:

Identificación de materiales granulares, (como suelos, zahorras, áridos ...) se analizan las características relevantes de estos (granulometría, límites, Próctor, CBR...) para poderse agrupar por origen en puntos, tramos, etc.

Puesta en obra de materiales granulares, (como suelos, zahorras, áridos ...) se analizan las características relevantes de estos una vez colocados en obra (densidades) para poderse agrupar por origen en puntos, tramos, etc.

Puesta en obra de mezclas bituminosas se analizan las características relevantes de estos tanto identificativas como de puesta en obra para poderse agrupar por origen en puntos, tramos, etc.


El resto de ensayos, al ser más puntuales es menos relevante su tratamiento estadístico y deberá igualmente ser regulado según el PAC de la obra.

PAC in the other trials has a unique statistical treatment depending on each. The tests are statistically analyzed as follows:

Identifying granular materials (such as soil, graded aggregates, aggregates ...) relevant characteristics of these (particle size limits, Proctor, CBR ...) are analyzed to be able to be grouped by origin points, sections, etc.

Laying of granular materials (such as floors, graded aggregates, aggregates ...) the relevant features of these once placed on site (densities) are analyzed to be able to be grouped by origin in points, sections, etc.

Laying of bituminous mixtures of these relevant features both identifying and commissioning work to be able to be grouped by origin in points, sections, etc. are analyzed


The remaining trials, to be more precise is less relevant statistical treatment and should also be regulated according to the PAC of the work.

3.- SOLUCIÓN / SOLUTION


A partir de ahora se irán solucionando los problemas según vayan apareciendo según el itinerario de la información, su entrada, gestión y salida.

En la zona de entrada de información se analizará:


  • Lectura de elementos topográficos, ejes y estructuras (apartado 3.1).
  • Lectura de las bases de datos (apartado 3.2).
  • La información documentada de obra (apartado 3.2).


En la zona de tramitación de la información se repasarán:


  • El dibujo del trazado (apartado 3.3).
  • La unión del trazado con las bases de datos (apartado 3.4).
  • La unión de la documentación con el trazado (apartado 3.4).


En la zona de salida de información se verán:


  • Acceso a la información desde el trazado (apartado 3.5 y 3.6). 
  • Acceso a la información por formulario (apartado 3.7).
  • Salida de informes (apartado 3.8). 


From now on, it will solve the problems as they appear depending on the itinerary of information, its input, management and output.

In the information input area will be analyzed:


  • Reading topographical features, shafts and structures (section 3.1).
  • Reading the database (section 3.2).
  • The documented information work (section 3.2).


In the area of processing the information will be reviewed:


  • The drawing of the layout (section 3.3).
  • Binding of plotting with databases (Section 3.4).
  • The union of the documentation with the layout (section 3.4).


In the area of information output will be affected:


  • Access to information from the trace (section 3.5 and 3.6).
  • Access to information form (section 3.7).
  • Output reports (section 3.8).




********* ENTRADA DE INFORMACIÓN *********
*********    INPUT INFORMATION   *********


3.1.- LECTURA DE ELEMENTOS TOPOGRÁFICOS: TRAZADO Y ESTRUCTURAS / READING OF TOPOGRAPHIC FEATURES: LAYOUT AND STRUCTURES


Tras estudiar como funcionan los programas más habituales de asistencia al trazado (CLIP e ISTRAM) se observa la coincidencia en los archivos de partida. Siempre hay una terna de archivos por cada eje definido, a saber, eje, terreno y plataforma.

Esto permitirá dar uno de los pasos más ambiciosos frente al tedio de incorporar datos a una aplicación mediante planos, zonificaciones posteriores etc. Se encuentra la manera de conseguir lo mismo haciendo el mínimo esfuerzo (en algunos casos nulo) ya que lo que se busca es que los mismos datos de partida que se necesitan para la definición, seguimiento y mediciones valgan también para el SIG. De esta manera se evitan esfuerzos, errores, actualizaciones, al tiempo que se disminuirá el tamaño de los datos de entrada y hará más ágil el futuro programa. En resumen, para la inserción de datos del trazado se utilizan los datos que ya se tienen de éste y no se hace nada, el programa se encargará de su lectura y automáticamente los asume como propios. A continuación se explica como se hace.

After studying as the most common layout assistance programs (CLIP and ISTRAM) operate the coincidence is observed in the archives of departure. There is always a short list of files for each defined, namely axle shaft ground and platform.


This will give one of the most ambitious steps against the tedium of entering data into an application using plans, zoning post etc. Is the way to achieve the same by minimal effort (sometimes zero) and that what is sought is that the same input data needed for defining, monitoring and measurements also worth for GIS. Thus efforts, errors, updates are avoided, while the size of the input data will decrease and become more agile the future program. In summary, for inserting data plotted the data you already have this and nothing is done, the program will be responsible for reading and automatically assumed to own used. It then explains how it's done.


Continuará ...
To be continued ...

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