Informe No. 3 Interpolacion
Juan Sebastian Camelo Garcia
06.08.2021
1. Introduccion
1.1 Contexto
El presente informe trata el tema de interpolacion con una variable escogida, que en este caso fue la Precipitacion del Departamento de Antioquia, ya que esta es clave para el establecimiento de cultivos en toda la region, Para esto lo primero que debemos tener en cuenta es que Antioquia es muy grande y relevante en el PIB nacional de Agricultura, como se observa en el Mapa Municipio de Antioquia Extension Municipios de Antioquia que se anexa en el link.
mapa antioquia
1.2 Objetivo
El objetivo principal de este reporte técnico, es analizar y comprender las variables climatológicas (precipitacion en un mes escogido en mm)de Antioquia como zona de estudio para la evaluación de cultivos de interés económico, por medio de tecnicas de interpolacion que contribuyan a la formacion de criterio del ingeniero agronomo para la toma de decisiones con cierta cantidad de datos limitados, pero que con la experticie y el buen uso de las herramientas geomaticas se puedan obtener visualizaciones y conceptos mas claros.
1.3 Conceptos Teóricos
Para un completo análisis de los datos recopilados, se tuvieron en cuenta los siguientes conceptos:
Se realizaron interpolaciones en el Software QGIS para aprovechar las utilidades de otro software de SIG. Ampliando de manera importante la perspectiva del uso de variadas herramientas tecnologicas.Todo eso por medio de Poligonos de Voronoi y por medio de Polinomiales que fueron debidamente explicados en clase de Geomatica, y que se aplican para observar y analizar datos climatologicos que sirvan como insumo en la toma de decisiones.
Segun las indicaciones tecnicas de la pagina de ArcGis la interpolación sirve para predecir valores para las celdas de un ráster a partir de una cantidad limitada de puntos de datos de muestra. Esta herramienta se puede utilizar para prever valores que no se conocen de cualquier dato de un punto geográfico como por ejemplo la elevación y precipitación.
En el presente informe se realizaron las interpolaciones de:
Diagramas de Voronoi
Los Diagramas de Voronoi son uno de los métodos de interpolación más simples, basados en la distancia euclidiana, especialmente apropiada cuando los datos son cualitativos. Se crean al unir los puntos entre sí, trazando las mediatrices de los segmento de unión. Las intersecciones de estas mediatrices determinan una serie de polígonos en un espacio bidimensional alrededor de un conjunto de puntos de control, de manera que el perímetro de los polígonos generados sea equidistante a los puntos vecinos y designan su área de influencia. Computational Geometry
Interpolacion polinomial
La interpolación polinómica (o polinomial) es una técnica de interpolación de un conjunto de datos o de una función por un polinomio. Es decir, dado cierto número de puntos obtenidos por muestreo o a partir de un experimento se pretende encontrar un polinomio que pase por todos los puntos.Wikipedia
2. Metodos
2.1 Análisis de Zona de Estudio
Como observamos en el Informe No.2 de Climatologia de Antioquia, el IDEAM reporta que la precipitación en Antioquia oscila entre los 1500 y los 4000 mm anuales.Las zonas de menores precipitaciones se localizan en el valle geográfico del río Cauca, hacia el occidente del departamento. Las mayores lluvias se registran en la región de Urabá en límites con el departamento del Chocó, al extremo suroccidental, en inmediaciones de Carmen de Vivoral, y en el bajo Cauca antioqueño.
La distribución de las lluvias durante el año, es de tipo bimodal en la mayor parte del departamento, Se presentan dos temporadas secas, la primera, bien marcada, al principio de año y la segunda, de menor intensidad, a mediados del mismo, y dos temporadas lluviosas, abril-mayo y octubre-noviembre siendo muy importante esta información para el establecimiento de cultivos transitorios. Al norte del departamento, en la zona del bajo Cauca, el régimen es de tipo monomodal con una única época seca de diciembre a marzo y una temporada lluviosa el resto del año. El número de días lluviosos al año varía entre 100 y 150 en sectores de norte de Urabá, límites con el oriente de Córdoba y el valle del magdalena medio.
Al suroriente del departamento, en la región de mayores lluvias, el número de días lluviosos durante el año es cercano a los 300. El resto del departamento registra alrededor de 250 días con lluvia al año.
Por otro lado, debido a una variada topografía, el departamento presenta la mayor parte de pisos térmicos definidos por la clasificación de Caldas.UNIMILITAR
2.2 Datos
Los datos climatologicos historicos, fueron obtenidos gracias a algunos websites que almacenan informacion libre, como CHIRPS donde sus datos de precipitación difieren de los que habitualmente se usan ya que presentan un trasfondo analítico doble. La estimación de la precipitación de CHIRPS no está ligada únicamente a estaciones meteorológicas sino que combina estaciones meteorológicas junto a estimaciones de precipitación basadas en satélites de la NASA y NOAA. Y se obtiene un producto mixto mejorado.
Shapefiles de Antioquia: Datos tomados previamente del DANE
Videos Tutoriales de Interpolacion Pagina de Geomatica Basica Github
3. Resultados
Se realizarón analisis de datos climatologicos especificamente de precipitacion del departamento de Antioquia, tratados en el software QGIS, para luego abordar con informacion previa analisis de cultivos en zonas especiales del departamento que estan relacionados con dicha variable y que es fundamental por los posibles balances hidricos etc.
Para esto se presentaron y analizaron datos de precipitacion del departamento. Asi observamos claras tendencias de capacidad hidrica en ciertas zonas que confrontan y sobre todo refuerzan lo que dice la bibliografia,
Asi se presentan los siguientes datos que elaboré, en QGIS, el dia 6 de agosto del presente año.
Interpolacion por poligonos de Voronoi
Interpolacion 1
Los datos arrojados por el mapa muestran una distribucion de precipitacion durante el mes de junio de 2021 en zonas muy especificas. Asi la zona del Uraba puede tener la mayor cantidad de lluvias registradas.
Podemos observar que hacia el Norte del Departamento y hacia la Zona del Uraba se concentra la mayor parte de la precipitacion, segun la interpolacion realizada en QGIS.
Interpolacion polinomial
Interpolacion 2
Esta segunda tecnica, varia, ya que se uso el polinomio de primer grado, pero tambien define de manera relevante datos generales de precipitacion.
Observamos datos climatologicos de metadata en la zona del Dpto de Antioquia durante el mes de junio. Contrastando informacion con el IDEAM se observo que las lluvias en dicha zona fueron constantes y similares en las distintas zonas del Depto.,por lo que en ese momento el balance hidrologico fue fundamental para mantener las condiciones minimas del cultivo.
4. Discusion
La producción agrícola es sensible al comportamiento de las variables climáticas. Un cultivo correctamente adaptado a un ambiente, y con un adecuado nivel tecnológico podrá expresar su máximo desarrollo como respuesta a unas características genéticas inherentes estando dentro de unos marcos de referencias climatologicos y topograficos que contribuyan a aumentar la productividad del mismo. Podemos denominar los niveles y valores optimos de altura, precipitacion y temperatura.
Algunas variaciones en esos niveles óptimos y particularmente la ocurrencia de eventos extremos, como sequias o inundaciones prolongadas, afectan fuertemente el desarrollo del cultivo.
Para el caso de Antioquia, siendo un departamento muy diverso en condiciones climatologicas debido a su diferencias de altura, que afectan directamente la precipitacion, se puede evidenciar que es una zona donde la diversidad productiva es amplia. Desde frutales, cafe, y hortalizas se pueden encontrar en diversos municipios. Pero como se viene describiendo desde el Informe 1, los productos mas relevantes son el banano en la zona del Uraba Antioqueño, donde los indices de Precipitacion son altas en concordancia con datos consultados y con la interpolacion que se realizo en QGIS especialmente en Banano de la Zona del Uraba Antioqueño muestran la escala anual de variabilidad climática en la región, que está regida principalmente por la fluctuación del Frente Intertropical de Convergencia, y el aguacate hass en la Zona de Urrao con una buena disponibilidad hidrica como indican datos externos. Climate Data Antioquia Datos
La climatología del Urabá se caracteriza por elevadas precipitaciones durante la mayor parte del año. Obliga a que el cultivo de banano tenga un buen sistema de drenaje para evacuar los excesos de precipitación representados en la elevación del nivel freático, escorrentía o acumulación superficial por efecto del microrelieve.
Como evidenciamos en este informe, una de las barreras mas grandes que encontramos en el analisis de datos en Colombia, es que hay una ausencia muy grande de tecnologia (como estaciones meteorologicas) a lo largo del pais, y por lo tanto, con los pocos recursos fisicos con que contamos, la herramienta y los diferentes tipo de interpolacion nos ayudan a obtener un contexto mas amplio de ciertas variables relevantes para la agronomia.
Un ejemplo claro de la disponibilidad de agua, respecto a la precipitacion es que el efecto del déficit hídrico en el banano es acumulativo y por tanto la productividad es más sensible a este que a cualquier otro factor. Causa: muerte prematura de hojas, arrepollamiento, aborto de racimos, reducción del contenido de clorofila en hoja, acelera la maduración de hojas, reduce emisión foliar (Una hoja cada 12 – 16 días vs una hoja cada 6 días en épocas lluviosas), estimula formación de etileno haciendo que la maduración de la fruta se produzca de manera prematura, disminución o paro de la toma de nutrientes (muerte de raíces).En el banano la temperatura afecta los diferentes procesos fisiológicos.
Por ultimo cabe resaltar, que gracias a este tipo de datos historicos climatologicos obtenidos en CHIRPS, sobre una zona especifica del pais, nos permite analizar dinamicas socio-economicas de la produccion y permite analizar las politicas publicas de cada municipio donde se prioriza la agricultura.
5. Conclusiones
El comportamiento climático es un factor clave para el desarrollo de un proyecto productivo y en la agricultura en general, los riesgos podrían mitigarse mediante una correcta obtencion y analisis de datos que beneficien a los agricultores; y potencializar fortalezas dependiendo de los datos climatologicos suministrados. Herramientas como QGIS, CHIRPS entre otras puedan contribuir a mejorar la toma de decisiones.
La interpolacion de ciertas variables, y su posterior tratamiento de datos sirve para predecir a partir de unos puntos reales tomados, lo que puede ocurrir en el terreno. Si bien en COlombia, no hay una red completa de estaciones meteorlogicas en todo el territorio, la geomatica y el internet de las cosas puedan contribuir a analizar mejor el territorio y de esta forma planificar de una manera mas efectiva.
Por otro lado, las condiciones geomorfologicas y topograficas de una zona de estudio, son muy relevantes para entender procesos focalizados; porque aportan informacion para planificar cualquier ciclo de cultivo. En el presente caso, del estudio de la Zona de Uraba y del departamento de Antioquia, se pudo evidenciar que la precipitacion del Uraba Antioqueño limita que tipo de cultivos puede haber y su respectivo manejo.
Los requerimientos de no sobrepasar los 500msnm y de un rango de temperatura altas <20°C ayudan a que la fenologia del cultivo se desarrolle correctamente. Y las herramientas geomaticas y de SIG nos dan esa informacion, sin ir al terreno actualmente. Gracias los datos geograficos podemos tener unas bases para el analisis.
La climatologia es una variablea FUNDAMENTAL para la agricultura del pais y del mundo, mas aun en el contexto de cambio climatico que vivimos hoy.
6. Referencias
plot(cars)
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