Dada la cantidad de datos levantados en campo por parte del área de topografía, se ve la necesidad de validar esta información, ya que en el proceso de levantamiento y digitalización del modelo de datos se evidencian incongruencias que repercuten con la información de campo dicha información es de suprema importancia ya que sobre ella se realizan actividades de planeación para brindar soluciones a un temas especifico. Con el fin de evitar desinformación por el proceso de digitalización se generara un validador a partir de lenguaje phyton, el cual tendrá pautas normativas que permitirán que el modelo de datos este lo mejor diligenciado posible. APLICACIONES SIG APLICACIONES SIG PARA LA VALIDACIÓN DE MODELO DE DATOS EDUARD ENRIQUE BAUTISTA BULLA CODIGO UNIVERSIDAD: 20112025082
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Dada la cantidad de datos levantados en
campo por parte del área de topografía, se
ve la necesidad de validar esta información,
ya que en el proceso de levantamiento y
digitalización del modelo de datos se
evidencian incongruencias que repercuten
con la información de campo dicha
información es de suprema importancia ya
que sobre ella se realizan actividades de
planeación para brindar soluciones a un
temas especifico. Con el fin de evitar
desinformación por el proceso de
digitalización se generara un validador a
partir de lenguaje phyton, el cual tendrá
pautas normativas que permitirán que el
modelo de datos este lo mejor diligenciado
posible.
APLICACIONES SIG
APLICACIONES SIG PARA LA
VALIDACIÓN DE MODELO DE
DATOS
EDUARD ENRIQUE BAUTISTA BULLA CODIGO UNIVERSIDAD: 20112025082
Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................................................... 2
En el contexto cartográfico de catastro de redes, en la empresa de acueducto y
alcantarillado de Bogotá, en el área de Topografía se genera información digital
levantada en campo, la cual constantemente se debe actualizar, para luego ser
cargada a la base de datos, la base de datos es utilizada por funcionarios,
usuarios y empresas que la requieren para la planeación de diferentes proyectos,
este flujo de información tiene que ser revisada, con el fin de cumplir unos
parámetros de calidad relacionados con los modelos de datos establecidos en las
normas, dicha información es tan robusta que es dispendioso revisarla en su
totalidad, por ende el área DITG (Dirección de Información tecnológica y
geográfica) , se ve en la necesidad de crear una aplicación en el lenguaje de
programación phyton (siendo este una extensión del software arcgis) que nos
permita validar esta información, ingresando solo el modelo de datos, de cada shp
entregado al área.
La aplicación está en función de cada una de las normas, de tal forma que la
validación detecte los errores que no cumplan con la norma, ya que esto generaría
redundancia de datos, información errónea e incumplimiento de la norma. Se
revisaran planos de obra y diseños de acueducto y alcantarillado. Con el fin de
poder realizar esta aplicación se estimó un plazo de máximo de 4 meses con una
intensidad horaria mínimo de 32 horas semanales, tiempo suficiente para concluir
la etapa de pasantías por parte de la universidad.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La cantidad de Información Suministrada al área DITG de las diferentes Obras de
Acueducto, Obras de Alcantarillado, Diseño de Acueductos y Diseño de
Alcantarillado es revisada por esta área para luego ser subida a la base de Datos,
dicha base de Datos es utilizada no solo por los funcionarios sino también por los
usuarios del servicio, de tal forma que la base de datos tiene que cumplir con unos
estándares de calidad, los cuales son establecidos por unas normas.
La revisión de esta información es muy dispendiosa ya que la cantidad de redes
es muy densa teniendo en cuenta que cada línea de esta red o cada nodo de la
misma, tiene diferentes atributos. Ejemplo; Líneas que espacialmente representan
tuberías de diferentes Diámetros, Diferentes materiales, diferentes profundidades
etc. Es necesario validar esta información de tal forma que no haya incoherencias
en la Base de Datos. Como Ejemplo; Una tubería de Tipo Red Troncal es de
10m de Diámetro y resulta que en la información suministrada esta tubería es de
Polietileno cuando en la norma se establece que las tuberías de 5m en adelante
tienen que ser de concreto.
Por ende nos vemos en la obligación de crear una aplicación que permita corregir
de manera rápida este proceso de tal forma que al momento de cargar la
información a la base de Datos se vaya información incoherente porque puede
acarrear problemas de planeación de las diferentes áreas de la empresa.
OBJETIVOS
GENERALES
1 Crear de manera óptima una Aplicación para la validación de la información
suministrada.
ESPECÍFICOS
1 Estudio dispendioso de las Normas (NS -046, NS -028 y NS -054)
2 Por medio de una programación en phyton establecer las normas de la
aplicación.
3 Validar reglas topológicas para que la información represente lo mejor posible
las redes que hay en terreno.
4 Implementar dicha aplicación en las diferentes Normas que regulan los modelos
de Datos
JUSTIFICACIÓN
En el contexto de la cartografía de Catastro de Redes, en la empresa de
Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, existe un flujo de información la cual
constantemente se debe actualizar, con el fin de cumplir con las normas
establecidas de calidad y para objeto de la planeación, representar
cartográficamente las redes de acueducto y alcantarillado. Se ve la necesidad de
Actualizar la información constantemente, debido a los mantenimientos y nuevas
obras que se desarrollan diariamente, esta información es subida a la nube en una
base de Datos Compacta que pueden consultar todos los usuarios y funcionarios ,
dicha base de datos cumple con un modelo de Datos previamente establecido.
La base de datos tiene cuatro flujos de información diferente, cuya función es
actualizar lo mejor posible dicha base de datos, los flujos de información son:
1 Recepción de Obras y Diseños
2 Mantenimientos Preventivos
3 Mantenimientos Correctivos
4 Novedades
Es importante aclarar que la EAB (Empresa de Acueducto Alcantarillado de
Bogotá) se divide en 5 zonas con el fin de cubrir todas las necesidades del servicio
en la ciudad, todas las zonas tienen un área de Trabajo en Común que se encarga
de toda la información cartográfica y de cada flujo de información de cada zona,
con el fin de ser compilada, revisada y cargada a la Base de Datos.
En nuestra área de estudio, trabajaremos sobre el flujo de información Recepción
de Obras y Diseños, Este flujo de información cumple con tres Normas Básicas las
cuales tiene que cumplir unas normas las cuales son:
1 NS -046 (Obras Acueducto y Alcantarillado)
2 NS -028 (Diseño Acueductos)
3 NS -054 (Diseño Alcantarillado)
Esta información es entregada al área DITG (Dirección de Información Tecnología
Cartográfica), dicha información es entregada en formato .shp o .dwg con el fin de
validarla para llevarla a un Modelo de Paso y luego Cargarla a la Base de Datos.
Esta Información es representada por medio de Nodos y Líneas los cuales tienen
diferentes Atributos Según el caso de la Norma, dicha información es bastante
robusta y para poder validarla y verificar que todo el modelo de Datos cumpla con
la Norma es necesario generar una Aplicación en ArcGis que permita validar esta
información, esto se hace a través de dominios y Subtipos Programados en
Phyton en donde la información es la de la Norma Misma para efectos de Calidad
en cada una de la normas.
MARCO TEÓRICO
TOPOLOGÍA
Se utiliza para identificar a un área de la matemática que estudia la continuidad y
otros conceptos originados a partir de ella. Se trata de una especialización
vinculada a las propiedades y características que poseen los
cuerpos geométricos y que se mantienen sin alteraciones gracias a cambios
continuos, con independencia de su tamaño o apariencia.
TOPOLOGÍA DE RED
Se define como el mapa físico o lógico de una red para intercambiar datos. En
otras palabras, es la forma en que está diseñada la red, sea en el plano físico o
lógico. El concepto de red puede definirse como "conjunto de nodos
interconectados". Un nodo es el punto en el que una curva se intercepta a sí
misma.
NODO
Punto Con una determinada información espacial, dicho punto puede tener
atributos que pueden dar una representación espacial en la realidad. Es
considerado como la representación más pequeña en la realidad.
LÍNEA
Una línea funciona como una sucesión continua de puntos trazados, como por
ejemplo un trazo o un guion. Las líneas suelen utilizarse en la composición
artística, se denomina en cambio a trazos rectos sueltos, que no forman una
figura o forma en particular.
ACOMETIDA DE AGUA POTABLE
Se le llama acometida al enlace de la instalación general interior del inmueble con la tubería de la de distribución. Es la parte de la instalación que, tomando el agua de las tuberías de servicio de los ayuntamientos o compañías de abastecimiento
público, la llevan al interior de los edificios. Limitando conceptos podemos decir va desde el punto de toma en la red de distribución asta la llave de paso general. Las acometidas vienen impuestas por las compañías suministradoras que siguen las normas establecidas por los reglamentos de construcción los cuales indican la disposición de la acometida, los accesorios y demás detalles técnicos. La tubería atravesará el muro de cerramiento del edificio por un orificio, de modo que el tubo quede suelto y permita la libre dilatación, y también deberá ser rejuntado de tal forma que a la vez el orificio quede impermeabilizado. Disposición general de una acometida para abastecer de agua a un edificio. La llave de la toma se encuentra colocada sobre la tubería de la red de distribución y se abre el paso a la acometida. Su instalación es conveniente, porque permite hacer tomas en la red y maniobras en las acometidas, sin que la tubería deje de estar en servicio. Por otro lado, la llave de registro estará situada sobre la acometida en la vía pública, junto al edificio. Se intercala en el ramal de acometida antes de llegar al terreno de la finca que se abastece, pues su misión más inmediata es la de cortar el paso de agua por la compañía suministradora y dejar sin servicio al usuario. La llave de registro, que puede ser de compuerta, va dispuesta en un hueco practicado en el terreno y acondicionado con la obra de albañilería, recibiendo el nombre de arqueta. La cual deberá quedar enlucida y cubierta con una tapa registro de un material de resistencia adecuada, acoplado a su correspondiente marco, que se fijará a la obra. De quedar en calzada el registro será de hierro; la cara superior del registro quedará al mismo nivel de la acera o la calzada. La tubería se montará empleando los enlaces a la rosca. SERVICIO PÚBLICO DOMICILIARIO DE ACUEDUCTO
Llamado también servicio público domiciliario de agua potable. Es la distribución
municipal de agua apta para el consumo humano, incluida su conexión y medición.
También se aplicará esta Ley a las actividades complementarias tales como
captación de agua y su procesamiento, tratamiento, almacenamiento, conducción
y transporte.
FUENTE DE ABASTECIMIENTO:
Es el sitio de donde se capta el agua que es por lo general una cuenca
hidrográfica o un acuífero. La selección de la misma depende de factores como
accesibilidad, localización, cantidad y calidad.
OBRAS DE CAPTACIÓN:
El tipo de estructura a utilizar depende del tipo de fuente utilizada. Si la fuente es
superficial la captación se hace mediante una estructura de “bocatoma” y si la
fuente es subterránea se hace mediante “pozos”.
OBRAS DE ADUCCIÓN:
Son las obras para el transporte del agua desde el sitio de captación hasta la
planta de tratamiento. Generalmente la conducción se realiza por tubería a presión
o por gravedad y/o por canales abiertos o cerrados.
TRATAMIENTO DEL AGUA:
Es el proceso por medio del cual se transforma la calidad del agua presente en la
fuente de abastecimiento a una calidad adecuada para su consumo humano de
acuerdo con la normatividad vigente.
ALMACENAMIENTO:
Es la capacidad que debe tener el sistema, de almacenar agua tratada para poder
suplir la demanda en las horas pico y proveer unas reservas para situaciones de
emergencia como es el caso de almacenamiento de agua contra incendio, o en
periodos de mantenimiento de redes
DISTRIBUCIÓN:
Es el proceso por medio del cual se conduce el agua desde los sitios de
almacenamiento hasta los predios de los usuarios del servicio. Los elementos
principales de la conducción son las redes matrices, las cuales tienen como
función conducir grandes volúmenes de agua hacia todas las zonas de la ciudad, y
redes secundarias, que distribuyen el agua en cada calle y sobre las cuales están
instaladas las acometidas.
SERVICIO PÚBLICO DOMICILIARIO DE ALCANTARILLADO:
Es la recolección municipal de residuos, principalmente líquidos, por medio de
tuberías y conductos. También se aplicará esta Ley a las actividades
complementarias de transporte, tratamiento y disposición final de tales residuos.
ALCANTARILLADO SANITARIO:
Es el sistema de recolección diseñado para llevar las aguas domésticas e
industriales.
ALCANTARILLADO PLUVIAL:
Es el sistema compuesto por todas las instalaciones e infraestructura destinada a
la evacuación, recolección, conducción de aguas lluvias, drenaje de la escorrentía
superficial, con el fin de controlar las crecientes y mitigar el riesgo por inundación
en época de invierno de acuerdo con las condiciones topográficas, hidrológicas y
socioeconómicas.
ALCANTARILLADO COMBINADO:
Es un sistema que conduce, evacua y permite el drenaje por condiciones técnicas
y condiciones topográficas simultáneamente de aguas residuales y aguas lluvia.
Ilustración 1 Interrelación de la ciudad con los servicios de Acueducto y Alcantarillado
ALCANCES Y LIMITACIONES
La aplicación a desarrollar puede ser muy útil en diversas áreas de la empresa
que maneje modelo de datos espaciales, con relación a las redes de acueducto y
alcantarillado, la aplicación como tal se limitaría a analizar redes de este tipo,
sobretodo en relación con el marco normativo, ya que es este quien define los
parámetros de la aplicación por ende estaría fuertemente limitada por la norma.
Aun así la idea de validar modelos de datos, es una idea que puede tener
múltiples alcances no solo con el catastro de redes, sino en el contexto catastral y
de gestión predial, con esta validación de datos podemos validar Zonas
Homogéneas Físicas ya sabido que estas tienen ciertas variables que son únicas
y no pueden variar, En otras redes de servicios públicos podríamos utilizarla de tal
manera que validara información con otro tipo de normas, Información Predial en
el contexto urbano como Rural a nivel municipal Ejemplo: un predio cuyo uso de
suelo es agrícola y en la base de datos tiene usos forestales y de protección, en
este caso la base no es coherente y serviría para corregir todos estos tipos de
errores.
METODOLOGÍA
Principalmente se estudiara las normas las cuales limitaran los modelos de datos
para que este pueda ser validado, Se estudiaran aplicaciones en phyton similares
que puedan ser útiles, de no ser así se profundizara en el estudio de la
herramienta y el lenguaje para poderlo programar, se abastecerá el programa con
diferentes normas que permitan su validación, se generaran diferentes tipos de
ensayos comenzando desde los modelos menos robustos hasta los más densos.
Por último se proporcionara a cada norma un modelo diferente para que este
pueda ser ejecutado desde su propia validación, se procederá a verificar que
efectivamente el modelo cumpla con cada una de las validaciones.
Final mente se explorara otros campos a los que se pueda ser útil la aplicación.
PASOS A SEGUIR
Recopilación de la Información: Información suministrada o investigada para
poder analizar en caso particular las normas que regulan los modelos de Datos.
Corrección Obras redes de Acueducto y Alcantarillado: Actividades que se
desarrollan en el día a día, y que son necesarias para validar la información.
Análisis de Información: Se estudiara la información con el fin de proponer
soluciones para la implementación de la aplicación.
Análisis de Norma Técnica: La Aplicación está regulada por la norma por ende
se debe determinara los parámetros que estén en función de modelo.
Revisión de Códigos .py: Se buscara información existente de códigos
anteriores que faciliten el desarrollo de la información.
Diseño del modelo: Se comenzara diseñando un modelo esquema que permita
dar orden al código a desarrollar.
Estructuración del modelo: Generación de Datos en cuanto a entrada y salida
de cada validación.
Modelo Físico: Desarrollo de un modelo físico que permita, esquematizar la
estructura del modelo.
Modelo conceptual: Si se requiere se diseñara un modelo de entidad relación
que permita cumplir con las Formas Normales.
Desarrollo de la Aplicación: Se implementara el código necesario para
desarrollar la aplicación.
Prueba del Sistema: Se ajustara el código a las normas establecidas, para que la
validación sea la correcta, se generaran ensayos para posibles soluciones del
sistema.
Implementación y Evaluación: Se implementara en todos la información
suministrada con el fin de dar con los errores establecidos.
Contestación Avisos SAP: Actividades a desarrollar durante el proceso laboral.
RECURSOS
1 Estación de computación (CPU, mouse, teclado, monitor etc )
2 Software (ArcGis, Phyton, Excel)
3 Normas de Recepción de Obras y Diseños (NS -046,NS -028 y NS -054)
4 Recurso Tiempo
CRONOGRAMA
VALIDADOR
IMPORTAR LIBRERIAS
Inicialmente se importan las librerías que necesitamos par el proceso de desarrollo del código:
“ArcPy es un paquete de sitio de Python que proporciona una manera útil y
productiva de realizar análisis de datos geográficos, conversión de datos,
administración de datos y automatización de mapas con Python.
Este paquete proporciona una rica experiencia Python nativa, que ofrece
finalización de código (escriba una palabra clave y un punto para obtener una lista
emergente de propiedades y métodos admitidos por esa palabra clave; seleccione
uno para insertarlo), así como documentación de referencia para cada función,
módulo y clase..
La ventaja adicional de utilizar ArcPy es que Python es un lenguaje de
programación de uso general. Es un lenguaje interpretado con asignación
dinámica de tipos, adecuado para el trabajo interactivo y la creación rápida de
prototipos en programas únicos conocidos como secuencias de comandos,
además de ofrecer potencia suficiente como permitir la escritura de aplicaciones
grandes. Las aplicaciones ArcGIS escritas con ArcPy se benefician del desarrollo
de módulos adicionales en numerosos nichos de Python por parte de
profesionales del SIG y programadores de muchas disciplinas diferentes.”1
Además se incorporan otras librerías de utilidad como la os,sys que son librerías
que en su momento nos ayudaran a determinar una debida ruta de algún archivo
como lo es en el caso de invocar los layes de características específicas.