Análisis de regresión lineal múltiple para la predicción de trasporte de sedimento especifico en las Cuencas Andinas de la zona central de Chile

Abstract

Contar con estimaciones del transporte de sedimentos es fundamental para cuantificar la capacidad erosiva de una región, o determinar la vida útil y/o el esquema de mantención de un embalse que regula las aguas de un río. El presente estudio investiga la influencia de 39 variables que posible mente intervienen en la generación y transporte de sedimentos de la zona Andina central de Chile, como el área, la precipitación anual promedio y el Índice Diferencial Normalizado de Nieve (NDSI), en un grupo de 12 cuencas de la zona que comparten características similares. Para ello, se recopilo información filtrando y procesando los datos medidos en las estaciones sedimentológicas de cada cuenca y extrayendo los datos de DEM y mapas NDSI. Dicha información fue utilizada en un modelo de regresión PLS (de mínimos cuadrados parciales), regresión especialmente adecuada cuando se poseen más variables predictores que observaciones y cuando existe multicolinealidad entre los valores de las variables explicativas, para el cual se utilizó el promedio de la producción de sedimento especifico anual como variable dependiente en conjunto a 39 variables explicativas en un espacio muestral de 12 observaciones. El modelo PLS redujo el número de predictores a un conjunto de componentes no correlacionados a los cuales se les realizo una regresión lineal múltiple. Además, con el fin de reconocer las variables más influyentes del modelo se empleó el procedimiento VIP (Variable Importance in Projection), el cual asigna un valor a cada variable y si este fuese mayor a 1, quiere decir que la variable fue importante en dicho modelo. Para el grupo de testeo de la regresión, se obtuvo un coeficiente de determinación R2 = 0.43 utilizando 1 componente, prediciendo de buena forma las mediciones utilizadas para el testeo del modelo, considerando las dificultades presentadas en la generación de la regresión además de la complejidad del proceso de generación de sedimentos. Dentro de las variables más importantes destacadas por el procedimiento VIP en la regresión se encuentran variables morfológicas como el área y el perímetro, variables descriptivas de la forma y largo de los cauces presentes en cada cuenca y otras variables como el NDSI, el caudal específico y el porcentaje de arbustos existentes en cada cuenca. Por último, se ejecutó una regresión lineal múltiple para cada una de las cuencas con más de 10 años con datos, en donde cada año corresponde a un dato para dicha cuenca. Las variables utilizadas fueron las que poseen resolución temporal, tales como la precipitación promedio. Los resultados de estas regresiones no fueron auspiciosos, esto debida utilización de un número pequeño de variables las cuales no cubrieron la varianza necesaria para obtener buenos resultados.