Comparación de técnicas de interpolación espacial de temperatura ambiente de los modelos atmosféricos CMIP6 y de las estaciones meteorológicas

La interpolación es esencial para estimar datos en áreas sin información. Este estudio aborda la escasez de datos en zonas sin estaciones meteorológicas en la provincia de Chimborazo, lo cual dificulta entender el comportamiento de la variable temperatura. Por ende, el objetivo del presente trabajo...

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Main Author: Maldonado Siguencia, James William (author)
Other Authors: Yugsi Yugsi, Dennis Adrián (author)
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Published: 2024
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description La interpolación es esencial para estimar datos en áreas sin información. Este estudio aborda la escasez de datos en zonas sin estaciones meteorológicas en la provincia de Chimborazo, lo cual dificulta entender el comportamiento de la variable temperatura. Por ende, el objetivo del presente trabajo de titulación fue comparar técnicas de interpolación espacial de datos de temperatura ambiente de los modelos atmosféricos CMIP6 y de las estaciones meteorológicas. La metodología fue cuantitativa, con un diseño no experimental de tipo transversal. Se descargaron datos del SAM (523 puntos) periodo 1998-2020, detectando y completando información faltante con missForest en RStudio. Por otra parte, los datos de temperatura de las estaciones meteorológicas periodo 2014-2020 fueron proporcionados por el Grupo de Energías Alternativas y Ambiente (GEAA). Se empleo un muestreo por conveniencia, determinando que el año 2015 muestra mayor confiabilidad y precisión debido a la menor cantidad de datos faltantes. Las estadísticas muestran un incremento en la media y la mediana a lo largo de tiempo. Las pruebas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilks, indicaron que los datos del SAM no siguen una distribución normal a diferencia de los datos de las estaciones. Luego se implementaron las técnicas de interpolación IDW, Spline y Kriging, y se evaluaron usando métricas de validación. El método que mejor se ajustó y presentó menores errores fue Kriging, para los datos del SAM el Kriging Universal con semivariograma exponencial y tendencia constante presentó un EM de -0.01, SEM de 1.64 y RSME de 1.10, mientras que para los datos de las estaciones meteorológicas el método de Kriging Ordinario con semivariograma gaussiano y tendencia constante presentó un EM de -0.16, SEM de 2.74 y RSME de 2.93, el estudio demuestra que la interpolación Kriging es la más efectiva, ya que utiliza la correlación espacial y el análisis de tendencia.
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spelling Comparación de técnicas de interpolación espacial de temperatura ambiente de los modelos atmosféricos CMIP6 y de las estaciones meteorológicasMaldonado Siguencia, James WilliamYugsi Yugsi, Dennis AdriánINTERPOLACIÓN ESPACIALMODELOS ATMOSFÉRICOSDISTANCIA INVERSA PONDERADA (IDW)ESTACIÓN METEOROLÓGICATEMPERATURALa interpolación es esencial para estimar datos en áreas sin información. Este estudio aborda la escasez de datos en zonas sin estaciones meteorológicas en la provincia de Chimborazo, lo cual dificulta entender el comportamiento de la variable temperatura. Por ende, el objetivo del presente trabajo de titulación fue comparar técnicas de interpolación espacial de datos de temperatura ambiente de los modelos atmosféricos CMIP6 y de las estaciones meteorológicas. La metodología fue cuantitativa, con un diseño no experimental de tipo transversal. Se descargaron datos del SAM (523 puntos) periodo 1998-2020, detectando y completando información faltante con missForest en RStudio. Por otra parte, los datos de temperatura de las estaciones meteorológicas periodo 2014-2020 fueron proporcionados por el Grupo de Energías Alternativas y Ambiente (GEAA). Se empleo un muestreo por conveniencia, determinando que el año 2015 muestra mayor confiabilidad y precisión debido a la menor cantidad de datos faltantes. Las estadísticas muestran un incremento en la media y la mediana a lo largo de tiempo. Las pruebas de normalidad de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilks, indicaron que los datos del SAM no siguen una distribución normal a diferencia de los datos de las estaciones. Luego se implementaron las técnicas de interpolación IDW, Spline y Kriging, y se evaluaron usando métricas de validación. El método que mejor se ajustó y presentó menores errores fue Kriging, para los datos del SAM el Kriging Universal con semivariograma exponencial y tendencia constante presentó un EM de -0.01, SEM de 1.64 y RSME de 1.10, mientras que para los datos de las estaciones meteorológicas el método de Kriging Ordinario con semivariograma gaussiano y tendencia constante presentó un EM de -0.16, SEM de 2.74 y RSME de 2.93, el estudio demuestra que la interpolación Kriging es la más efectiva, ya que utiliza la correlación espacial y el análisis de tendencia.Interpolation is essential to estimate data in areas without information. This study addresses the scarcity of data in areas without meteorological stations in the province of Chimborazo, which makes it difficult to understand the behavior of the temperature variable. Therefore, the objective of this degree work was to compare spatial interpolation techniques of ambient temperature data from CMIP6 atmospheric models and weather stations. The methodology was quantitative, with a non-experimental cross-sectional design. Data were downloaded from the SAM (523 points) period 1998-2020, detecting and completing missing information with missForest in RStudio. On the other hand, temperature data from meteorological stations period 2014-2020 were provided by the Alternative Energies and Environment Group (GEAA). Convenience sampling was used, determining that 2015 shows higher reliability and accuracy due to fewer missing data. Statistics show an increase in the mean and median over time. Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilks normality tests, indicated that the MAR data do not follow a normal distribution unlike the station data. IDW, Spline and Kriging interpolation techniques were then implemented and evaluated using validation metrics. The best fitting method that presented lower errors was Kriging, for the SAM data the Universal Kriging with exponential semivariogram and constant trend presented an EM of -0.01, SEM of 1.64 and RSME of 1.10, while for weather station data the Ordinary Kriging method with Gaussian semivariogram and constant trend presented an EM of -0.16, SEM of 2.74 and RSME of 2.93, the study shows that the Kriging interpolation is the most effective, since it uses spatial correlation and trend analysis.Escuela Superior Politécnica de ChimborazoRamos Araujo, Cristina EstefaníaPérez Londo, Natalia Alexandra2024-09-12T17:14:46Z2025-06-20T16:26:54Z2024-05-28info:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfMaldonado Siguencia, James William; Yugsi Yugsi, Dennis Adrián. (2024). Comparación de técnicas de interpolación espacial de temperatura ambiente de los modelos atmosféricos CMIP6 y de las estaciones meteorológicas. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.https://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/22840spaUDCTFC;226T0163info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/reponame:Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstname:Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstacron:ESPOCH2025-06-20T16:26:54Zoai:dspace.espoch.edu.ec:123456789/22840Institucionalhttp://dspace.espoch.edu.ec/Universidad públicahttps://www.espoch.edu.ec/es/http://dspace.espoch.edu.ec/oai.Ecuador...opendoar:17502025-06-20T16:26:54Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazo - Escuela Superior Politécnica de Chimborazofalse
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