Extracción de reglas asociativas de patrones de elementos meteorológicos que impactan el proceso de producción del cultivo de la uva de mesa

Abstract

Tesis de maestría en ciencias de la ingeniería. Este proyecto representa el trabajo conjunto de investigadores de la Universidad de Sonora y del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, en donde se cumple con el objetivo de identificar reglas asociativas de patrones de elementos meteorológicos que aceleren o retarden el desarrollo vegetativo en el proceso de producción del cultivo de la uva de mesa. Se comienza con una descripción de las generalidades de la vid, métodos para medir su desarrollo vegetativo y una descripción del impacto de los elementos meteorológicos en este. Posteriormente, se presenta la historia de las predicciones de elementos meteorológicos, basadas en el movimiento de las estrellas y los planetas, en las nubes, las fases lunares y el movimiento del viento, o con el uso de instrumentos como el termómetro, el anemómetro y el pluviómetro que permitieron hacer predicciones más precisas. Hasta el día de hoy, estas predicciones son realizadas por modelos matemáticos aplicando herramientas de minería de datos. En este trabajo se extraen reglas asociativas de patrones de elementos meteorológicos que impactan el desarrollo vegetativo del proceso de producción de la uva de mesa. En la metodología implementada, se comienza por identificar la ubicación del viñedo, así como los datos disponibles de la estación agroclimática adjunta a éste. Los datos fueron seleccionados, convertidos a series de tiempo y filtrados con algoritmos desarrollados en el software Matlab. Para la extracción de las reglas asociativas en series de tiempo, se aplicaron los algoritmos de segmentación Haar, Wavelet y la suma acumulada de razones de menor coeficiente. Se extrajeron cuatro reglas asociativas que identifican el cambio de una fase fenológica a la siguiente. Adicionalmente, se desarrolló un modelo de predicción de elementos meteorológicos utilizando el algoritmo del k vecino más cercano. Este modelo permite predecir los elementos meteorológicos de temperatura, radiación solar y humedad relativa con una anticipación de veinticuatro horas. Ambos modelos se validaron utilizando la técnica de uno contra todos.