Comparación de técnicas de interpolación espacial de propiedades del suelo en el piedemonte llanero colombiano

• Autores: Mauricio Castro, Dayra Yisel García Ramírez, Andrés Fernando Jiménez López
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 21, Nº. 53 (Julio - Septiembre), 2017, págs. 78-95
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comparison of spatial interpolation techniques to predict soil properties in the colombian piedmont eastern plains
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    Contexto: la interpolación espacial de propiedades del suelo en el piedemonte llanero colombiano es compleja debido al efecto simultáneo de la génesis del suelo, las características del terreno, el uso actual, y el manejo que de él se hace. Mientras las técnicas de interpolación vienen siendo adaptadas para tener en cuenta estos efectos, algunas propiedades del suelo son difíciles de predecir con las técnicas convencionales.Método: en este trabajo se evaluaron seis técnicas de interpolación espacial: distancia inversa ponderada (IDW); Spline; kriging ordinario (KO); kriging universal (KU); cokriging (Ckg); y mejor predicción lineal insesgada empírica con máxima verosimilitud restringida (REML-EBLUP), a partir de la aplicación de hipercubo latino condicionado (HCLc) como estrategia de muestreo. Se utilizaron los índices de terreno calculados a partir de un modelo digital de elevación como información auxiliar del suelo en los procedimientos de Ckg y REML-EBLUP. Para determinar los índices de terreno más importantes de cada propiedad se utilizó el algoritmo de bosques aleatorios (RF) y para validar las interpolaciones sobre validaciones cruzadas se usaron las métricas de error.Resultados: los resultados soportan el supuesto de que HCLc captura adecuadamente la distribución total de la información auxiliar en condiciones del área experimental. Además, sugieren que Ckg y REML-EBLUP generan mejores predicciones de la mayoría de las propiedades del suelo evaluadas.Conclusiones: las técnicas de interpolación mixtas, teniendo también información auxiliar del suelo e índices de terreno, proporcionaron una mejora significativa de la predicción de propiedades del suelo, en comparación con las demás técnicas.

  • English

    Context: Interpolating soil properties at field-scale in the Colombian piedmont eastern plains is challenging due to: the highly and complex variable nature of some processes; the effects of the soil; the land use; and the management. While interpolation techniques are being adapted to include auxiliary information of these effects, the soil data are often difficult to predict using conventional techniques of spatial interpolation.Method: In this paper, we evaluated and compared six spatial interpolation techniques: Inverse Distance Weighting (IDW), Spline, Ordinary Kriging (KO), Universal Kriging (UK), Cokriging (Ckg), and Residual Maximum Likelihood-Empirical Best Linear Unbiased Predictor (REML-EBLUP), from conditioned Latin Hypercube as a sampling strategy. The ancillary information used in Ckg and REML-EBLUP was indexes calculated from a digital elevation model (MDE). The “Random forest” algorithm was used for selecting the most important terrain index for each soil properties. Error metrics were used to validate interpolations against cross validation.Results: The results support the underlying assumption that HCLc captured adequately the full distribution of variables of ancillary information in the Colombian piedmont eastern plains conditions. They also suggest that Ckg and REML-EBLUP perform best in the prediction in most of the evaluated soil properties.Conclusions: Mixed interpolation techniques having auxiliary soil information and terrain indexes, provided a significant improvement in the prediction of soil properties, in comparison with other techniques.