Saltar a contenido

Líneas temáticas, normas y modelos

Documentación extendida del repositorio estadistica-ambiental.


Las 17 líneas temáticas

Organizadas en 3 bloques según su rol en la gestión ambiental.

Bloque A — Gestión ambiental (13 líneas)

# Línea Variable principal Norma clave
01 Áreas Protegidas Cobertura boscosa (ha) CONPES 4050/2021
02 Humedales Nivel del agua / hidroperiodo (m) Res. 157/2004
03 Páramos Temperatura / precipitación Ley 1930/2018
04 Dirección Directiva Indicadores IEDI / ICAU Res. 667/2016
05 Gestión de Riesgo Precipitación / pendiente Ley 1523/2012
06 Ordenamiento Territorial Cobertura / uso del suelo (ha) Ley 388/1997
07 Oferta Hídrica Caudal / nivel piezométrico (m³/s) Dec. 1076/2015
08 POMCA Caudal / calidad del agua Dec. 1640/2012
09 PUEEA Consumo de agua / IANC (%) Ley 373/1997
10 Recurso Hídrico OD / DBO₅ / pH Res. 2115/2007
11 Rondas Hídricas Caudal / ancho de faja (m) Res. 957/2018
12 Sistemas de Información Deforestación (ha) / GEI Ley 99/1993
13 Predios para Conservación NDVI / área PSA (ha) Dec. 1007/2018

Bloque B — Transversales temáticas (3 líneas)

# Línea Rol Alimenta a
14 Cambio Climático Marco de covariables y escenarios CC Oferta hídrica, páramos, gestión de riesgo
15 Calidad del Aire Serie temporal con SARIMAX + meteorología Gestión de riesgo, sistemas de información
17 Ruido Ambiental Cumplimiento normativo L_Aeq,T vs. Tabla 2 (Res. 627/2006) Gestión de riesgo, ordenamiento territorial

Bloque C — Capa técnica transversal (1 línea)

# Capa Rol Alimenta a
16 Geoespacial SIG, Kriging, GWR, Moran, CTM12 Todas las líneas con componente espacial

Cada línea tiene su ficha técnica en docs/fuentes/ con: variables clave, rangos físicos, normativa colombiana, métodos sugeridos, actores institucionales, riesgos y preguntas de investigación abiertas.


Normas colombianas integradas

Todas centralizadas en config.py — sin hardcodear umbrales en notebooks:

from estadistica_ambiental.config import (
    NORMA_CO,           # Res. 2254/2017 — calidad del aire
    NORMA_OMS,          # Guías OMS 2021
    NORMA_AGUA_POTABLE, # Res. 2115/2007
    NORMA_VERTIMIENTOS, # Res. 631/2015
    NORMA_RUIDO,        # Res. 627/2006 — ruido ambiental
    IUA_THRESHOLDS,     # IDEAM — Índice de Uso del Agua
    IRH_THRESHOLDS,     # IDEAM — Índice de Retención Hídrica
    ICA_CATEGORIES,     # IDEAM — Índice de Calidad del Agua
    ENSO_THRESHOLDS,    # NOAA — Clasificación ONI (El Niño/La Niña)
    ENSO_LAG_MESES,     # Lag hidrológico por línea temática (Colombia)
)

Catálogo de modelos

Familia Modelos Cuándo usar
Clásicos ARIMA, SARIMA, SARIMAX, ETS Serie estacionaria o diferenciable; estacionalidad conocida
Descomposición Prophet, STL+ARIMA Estacionalidades múltiples; datos con días festivos
ML XGBoost, RandomForest, LightGBM Covariables exógenas; relaciones no lineales
Deep Learning LSTM, GRU Series largas (> 5 años horarios); patrones complejos
Bayesianos/Espaciales Kriging, GP, PyMC Interpolación espacial; incertidumbre cuantificada

Métricas por dominio (configuradas automáticamente en walk_forward):

Dominio Métricas primarias
Calidad del aire MAE, RMSE, R², hit_rate_ica
Hidrología (caudal) NSE (Nash-Sutcliffe), KGE (Kling-Gupta), PBIAS
General MAE, RMSE, R², sMAPE

Ciclo estadístico

Datos brutos (CSV / NetCDF / SHP / XLSX / API)
        │
        ▼
ETAPA 1 — EDA: Tipificación · Calidad · Perfilado · Visualización
        │
        ▼
ETAPA 2 — Descriptiva: Univariada · Bivariada · Temporal (STL / ACF)
        │
        ▼
ETAPA 3 — Inferencial: ADF+KPSS · Mann-Kendall · Excedencias normativas
        │
        ▼
ETAPA 4 — Predictiva: SARIMA/SARIMAX · Prophet · XGBoost · RF · LSTM
          Walk-forward · Optuna TPE · Ranking multi-criterio
        │
        ▼
CAPA TRANSVERSAL — Espacial: Kriging · GWR · I de Moran · CTM12
        │
        ▼
Reportes HTML (pronóstico · cumplimiento normativo · estadística)

Decisiones de arquitectura (ADRs)

Ver decisiones.md para el registro completo. Resumen:

ADR Decisión
ADR-001 Herencia de boa-sarima-forecaster — atribución explícita
ADR-002 Outliers NO automáticos — picos ambientales son señal real
ADR-003 NSE/KGE para hidrología; RMSLE desactivado en variables negativas
ADR-004 ADF + KPSS obligatorios antes de cualquier ARIMA
ADR-005 Normas colombianas centralizadas en config.py
ADR-006 Validación con rangos físicos específicos por línea temática
ADR-007 Lags ENSO diferenciados por línea temática
ADR-008 compliance_report() separado del reporte predictivo
ADR-009 Conectores a fuentes colombianas en io/connectors.py
ADR-010 10 bugs corregidos en PR #6 con tests de regresión dedicados

Contexto institucional

La gestión ambiental en Colombia opera bajo un marco normativo robusto y datos dispersos en múltiples sistemas (SIRH, SIAC, RMCAB, SIATA, SMByC). Este repositorio integra ese contexto directamente en el código:

Reto institucional Solución en el repo
Datos en múltiples formatos (CSV, NetCDF, SHP, XLSX) io/loaders.py — carga unificada
Normas distintas por línea temática config.py — único punto de verdad regulatorio
Validación física de variables ambientales io/validators.py — 74 variables con rangos por ecosistema
Reportes de excedencias para entidades reguladoras reporting/compliance_report.py — HTML con semáforo normativo
Influencia del ENSO en variables hídricas features/climate.py — lag diferenciado por línea temática
Acceso a datos oficiales dispersos io/connectors.py — RMCAB, SIATA, DHIME, OpenAQ, datos.gov.co
Onboarding con líderes de área docs/intake_lider.md — cuestionario de 18 preguntas