Optimización De Modelos Basados En Árboles De Decisión Para La Interpolación De Precipitación : Comparación Con Métodos Tradicionales Y Exploración De Aprendizaje Por Transferencia. Trabajo de grado
RESUMEN : La predicción y la interpolación de datos hidrológicos son aspectos cruciales para una gestión eficiente de los recursos hídricos, especialmente en un contexto de cambio climático y creciente variabilidad en los patrones de precipitación. Este trabajo presenta un análisis detallado de la o...
- Autores:
-
Narváez Pantoja, Germán Andrés
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/45521
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10495/45521
- Palabra clave:
- Análisis de datos
Data analysis
Aprendizaje automático (inteligencia artificial)
Machine learning
Análisis de series de tiempo
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Predicciones
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Interpolación
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Recursos Hídricos
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Optimization of Decision Tree-Based Models for Precipitation Interpolation: Comparison with Traditional Methods and Exploration of Transfer Learning |
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RESUMEN : La predicción y la interpolación de datos hidrológicos son aspectos cruciales para una gestión eficiente de los recursos hídricos, especialmente en un contexto de cambio climático y creciente variabilidad en los patrones de precipitación. Este trabajo presenta un análisis detallado de la optimización de modelos basados en árboles de decisión, específicamente Random Forest, en la interpolación de datos de precipitación, comparándolos con métodos tradicionales como la Interpolación Inversa Ponderada por Distancia (IDW) y Spline. Aunque estos enfoques convencionales han demostrado ser útiles, presentan limitaciones significativas en la captura de eventos extremos y en escenarios con alta variabilidad climática. A lo largo de esta investigación, se exploraron técnicas avanzadas de machine learning y optimización para mejorar la precisión de los modelos predictivos. Además, se evaluó el potencial del aprendizaje por transferencia como una herramienta complementaria para refinar la interpolación en contextos con datos limitados. Mediante un riguroso proceso de validación y análisis comparativo, se observó que los enfoques optimizados, como Random Forest con ajustes específicos, superan a los métodos tradicionales, particularmente en la predicción de eventos extremos y en la gestión de datos faltantes. Los resultados obtenidos no solo revelan mejoras en la precisión de las predicciones, sino que también destacan la importancia de implementar modelos adaptativos y robustos para la gestión hídrica en condiciones de incertidumbre. Este estudio proporciona una base sólida para futuras investigaciones en la optimización y transferencia de modelos en el campo de la hidrología. |
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Palacio Tobón, CarlosNarváez Pantoja, Germán Andrés2025-03-13T20:56:42Z2025-03-13T20:56:42Z2025https://hdl.handle.net/10495/45521RESUMEN : La predicción y la interpolación de datos hidrológicos son aspectos cruciales para una gestión eficiente de los recursos hídricos, especialmente en un contexto de cambio climático y creciente variabilidad en los patrones de precipitación. Este trabajo presenta un análisis detallado de la optimización de modelos basados en árboles de decisión, específicamente Random Forest, en la interpolación de datos de precipitación, comparándolos con métodos tradicionales como la Interpolación Inversa Ponderada por Distancia (IDW) y Spline. Aunque estos enfoques convencionales han demostrado ser útiles, presentan limitaciones significativas en la captura de eventos extremos y en escenarios con alta variabilidad climática. A lo largo de esta investigación, se exploraron técnicas avanzadas de machine learning y optimización para mejorar la precisión de los modelos predictivos. Además, se evaluó el potencial del aprendizaje por transferencia como una herramienta complementaria para refinar la interpolación en contextos con datos limitados. Mediante un riguroso proceso de validación y análisis comparativo, se observó que los enfoques optimizados, como Random Forest con ajustes específicos, superan a los métodos tradicionales, particularmente en la predicción de eventos extremos y en la gestión de datos faltantes. Los resultados obtenidos no solo revelan mejoras en la precisión de las predicciones, sino que también destacan la importancia de implementar modelos adaptativos y robustos para la gestión hídrica en condiciones de incertidumbre. Este estudio proporciona una base sólida para futuras investigaciones en la optimización y transferencia de modelos en el campo de la hidrología.ABSTRACT : The prediction and interpolation of hydrological data are crucial aspects of effective water resource management, particularly in the context of climate change and increasing variability in precipitation patterns. This study provides a detailed analysis of decision tree-based models, specifically Random Forest, for interpolating precipitation data, comparing them to traditional methods such as Inverse Distance Weighting (IDW) and Spline. While these conventional approaches have proven useful, they show significant limitations in capturing extreme events and handling scenarios with high climate variability. Throughout this research, advanced machine learning and optimization techniques were explored to improve the accuracy of predictive models. Furthermore, the potential of transfer learning was assessed as a complementary tool for refining interpolation in contexts with limited data. Through a rigorous validation process and comparative analysis, optimized approaches like Random Forest with specific adjustments were found to outperform traditional methods, especially in predicting extreme events and managing missing data. The results not only show improvements in prediction accuracy but also emphasize the importance of implementing adaptive and robust models for water resource management under uncertainty. This study provides a solid foundation for future research in model optimization and transfer learning in the field of hydrology.PregradoIngeniero Civil66 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaMedellín, ColombiaFacultad de Ingeniería. 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Trabajo de gradoOptimization of Decision Tree-Based Models for Precipitation Interpolation: Comparison with Traditional Methods and Exploration of Transfer LearningTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftAnálisis de datosData analysisAprendizaje automático (inteligencia artificial)Machine learningAnálisis de series de tiempoTime-series analysisPrediccionesForecastingInterpolaciónInterpolationRecursos HídricosWater resourcesObservatorios meteorológicosMeteorological stationshttp://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept2214PublicationORIGINALNarvaezGerman_2025_OptimizacionModelosPrecipitacion.pdfNarvaezGerman_2025_OptimizacionModelosPrecipitacion.pdfTrabajo de grado de pregradoapplication/pdf2507647https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/6c5f3624-4412-433c-a826-dea96380a205/downloadc5629e488a95cf7d60495f7f697f5d8dMD54trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8823https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/7a084bc6-a302-45b0-b6cd-234b69e9abc4/downloadb88b088d9957e670ce3b3fbe2eedbc13MD55falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/d9e2bfdb-57f7-4052-8ca3-bdd1e048825e/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD56falseAnonymousREADTEXTNarvaezGerman_2025_OptimizacionModelosPrecipitacion.pdf.txtNarvaezGerman_2025_OptimizacionModelosPrecipitacion.pdf.txtExtracted texttext/plain101845https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/b4bcea1b-36eb-4aff-913b-ef304e5e29c3/downloadb749d2c1d4ea16123bd2454b5aaa69aaMD59falseAnonymousREADTHUMBNAILNarvaezGerman_2025_OptimizacionModelosPrecipitacion.pdf.jpgNarvaezGerman_2025_OptimizacionModelosPrecipitacion.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6302https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/1ac23a1e-4f62-428e-a9e6-217ee03234ea/downloadb3821f329bbb9511032e5037c9e9e871MD510falseAnonymousREAD10495/45521oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/455212025-03-26 17:29:00.439An error occurred getting the license - uri.open.accesshttps://bibliotecadigital.udea.edu.coRepositorio Institucional de la Universidad de Antioquiaaplicacionbibliotecadigitalbiblioteca@udea.edu.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 |
