Comparativa y Analisis de Variabilidad Espacial entre las...

Comparativa y Analisis deVariabilidad Espacial

entre las Medidas de RadiacionSolar Terrestres (SIAR)y Satelitales (CMSAF)

Fernando Antonanzas TorresFederico Canizares JoverManuel Ojeda FernandezRafael Morales Cabrera

Oscar Perpinan Lamigueiro

17-18 Noviembre 2011

Obtencion de datos de irradiacionInterpolacion espacial

Transformar a plano inclinadoInterpolacion espacial en plano inclinado

Itinerario

1 Obtener datos de irradiacion en el plano horizontal deSIAR y CM-SAF

2 Interpolacion espacial de irradiacion en el plano horizontalentre estaciones SIAR

3 Transformar de plano horizontal a plano inclinado paradiferentes tipos de seguimiento

4 Interpolacion espacial de irradiacion en el plano inclinadoentre estaciones SIAR

Antonanzas Canizares Ojeda Morales Perpinan Estudio Variabilidad Irradiacion SateliteTerrestre



Indice

1 Obtencion de datos de irradiacion

2 Interpolacion espacial

3 Transformar a plano inclinado

4 Interpolacion espacial en plano inclinado




SIAR

Presencia en 12 CCAAs desde 2004

Estaciones estandar Campbell CR10x

Gestion nacional por TRAGSA

Recogida de datos por CCAAs

Piranometros SKYE SP1110 y KIPPampZONEN CMP6(error 5 )

Medicion con muestreo 10s agrupados en promediossemihorarios

Datos accesibles de forma gratuita enhttpwwwmarmessiar




SIAR ubicacion de estaciones

gt library(sp)

gt library(maptools)

gt SIAR lt- readcsv(httpsolarr-forger-projectorgdataSIARcsv)

gt proj lt- CRS(+proj=longlat +ellps=WGS84)

gt spSIAR lt- SpatialPointsDataFrame(SIAR[ c(6 7)]

SIAR[ -c(6 7)] proj4str = proj)

38

40

42

minus8 minus6 minus4 minus2 0

AndaluciaAragoacutenCastilla La ManchaCastilla y LeoacutenComunidad de MadridComunidad ValencianaExtremaduraGaliciaNavarra

httpsolarr-forger-projectorgdataSIARcsvAntonanzas Canizares Ojeda Morales Perpinan Estudio Variabilidad Irradiacion SateliteTerrestre



CM-SAF

Desarrollado por el Servicio de Meteorologıa Aleman(colaboraciones de Dinamarca Belgica Holanda Suecia ySuiza)

Comienzo fase inicial 2004 y fase operacion 2007

Resolucion 15x15 km

Gran facilidad de descarga y manejo de datos

Polıtica de libre uso y distribucion de datos

httpwwwcmsafeu




Descarga de datos SIAR

gt library(solaR)

gt spainMeteo lt- apply(SIAR[ c(7 3 1)] 1

function(x)

try(readSIAR(prov=x[2] est=x[3]

start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)

gt idxMeteo lt- sapply(spainMeteo function(x)class(x)==Meteo)

gt spainMeteoOK lt- spainMeteo[idxMeteo]




Descarga de datos CM-SAF

httpwwwboxnetsharedrl51y1t9sldxk54ogd44

gt library(raster)

gt old lt- setwd(CMSAF)

gt listFich lt- dir(pattern=2008)

gt stackSIS lt- stack(listFich)

gt stackSIS lt- stackSIS24

gt setwd(old)

gt Para calcular el valor anual de cada celda debo multiplicar

gt cada capa por el numero de dıas de cada mes

gt y sumar todas las capas nuevamente dividiendo entre mil

gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)

gt G0yCMSAF lt- calc(stackSISDiasMes sum)1000



gt library(rasterVis)

gt levelplot(G0yCMSAF)

Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000



Comparacion entre SIAR y CM-SAF

gt Analisis de valores (sin considerar caracter espacial)

gt datGef lt- asdataframe(spSIAR)

gt bwplot(difG0y ~ cut(lat 10) data = datGef)

difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma

gt vgmG0y lt- variogram(G0ySIAR~1 data=spSIAR)

gt plot(vgmG0y)

gt por inspeccion parece que el modelo esferico ajusta bien

gt modelG0y lt- vgm(psill=17000 model=Sph range=200 nugget=5000)

gt fitvgmG0y lt- fitvariogram(vgmG0y modelG0y)

gt plot(vgmG0y fitvgmG0y)




kriging con raster

gt Funcion para hacer kriging con Raster

gt Devuelve un RasterStack

gt La primera capa es la prediccion y la segunda es la varianza

gt krigeRaster lt- function(formula data raster

)

latLayer lt- init(raster v = y)

lonLayer lt- init(raster v = x)

grd lt- as(stack(lonLayer latLayer raster)

SpatialGridDataFrame)

names(grd) lt- c(lon lat deparse(substitute(raster)))

proj4string(grd) lt- proj

resSP lt- krige(formula data grd )

res lt- as(resSP RasterStack)

layerNames(res) lt- c(pred var)

res


Ordinary kriging

gt okrigG0y lt- krigeRaster(G0ySIAR ~ 1 spGef G0yCMSAF

model = fitvgmG0y)

gt levelplot(okrigG0y layer=pred) +

layer(sppoints(spSIAR pch=19 cex=03 col=black)) +

layer(splines(mapaSHP))



Kriging con CM-SAF (external drift)

gt vgmCMSAF lt- variogram(G0ySIAR~G0yCMSAF spSIAR)

gt plot(vgmCMSAF)

gt fitvgmCMSAF lt- fitvariogram(vgmCMSAF vgm(psill=12000 model=Sph

range=100 nugget=5000))

gt plot(vgmCMSAF fitvgmCMSAF)

gt CMSAFkrigG0y lt- krigeRaster(G0ySIAR~G0yCMSAF spSIAR G0yCMSAF

model=fitvgmCMSAF)

gt levelplot(CMSAFkrigG0y layer=pred) +



gt levelplot(CMSAFkrigG0y layer=var parsettings=BTCTheme) +










Diferencia entre krigingSIAR y CMSAF




Indice








Conversion CMSAF a plano inclinado

gtlatLayer lt- init(SISmm v=y)

Se aplica la funcion calcGef a las 13 capas

12 de los meses + 1 de latitud

gt foo lt- function(x )

gefFixed lt- calcGef(lat = x[1] dataRad = list(G0dm = x[213])

modeTrk = fixed)

gef2x lt- calcGef(lat = x[1] dataRad = list(G0dm = x[213])

modeTrk = two)

gefHoriz lt- calcGef(lat = x[1] dataRad = list(G0dm = x[213])

modeTrk = horiz)

resultFixed lt- asnumeric(asdataframeY(gefFixed)$Gefd)

result2x lt- asnumeric(asdataframeY(gef2x)$Gefd)

resultHoriz lt- asnumeric(asdataframeY(gefHoriz)$Gefd)

result lt- c(resultFixed result2x resultHoriz)

result




Indice








Diferencia entre CMSAF y SIAR para sistemaestatico




Diferencia entre CMSAF y SIAR paraseguimiento 1 eje








Bibliografıa I

I R J Hijmans and J van Ettenraster Geographic analysis and modeling with raster data 2011R package version 18-39

I M Journee and C BertrandImproving the spatio-temporal distribution of surface solar radiation data by mergingground and satellite measurementsRemote Sensing of Environment 114(11)2692 ndash 2704 2010

I Ministerio de Medio Ambiente Rural y MarinoSistema de informacion agroclimatica del regadıohttpwwwmarmessiarInformacionasp 2011

I E J PebesmaMultivariable geostatistics in s the gstat packageComputers and Geosciences 30683ndash691 2004

I E J Pebesma and R S BivandClasses and methods for spatial data in RR News 5(2)9ndash13 November 2005

I O PerpinansolaR Calculation of Solar Radiation and PV Systems 2011R package version 024




Bibliografıa II

I O Perpinan and R HijmansrasterVis Visualization methods for the raster package 2011R package version 010-5

I The Satellite Application Facility on Climate MonitoringCMSAFhttpwwwcmsafeu 2011


Obtencioacuten de datos de irradiacioacuten

Interpolacioacuten espacial

Transformar a plano inclinado

Interpolacioacuten espacial en plano inclinado



Itinerario

1 Obtener datos de irradiacion en el plano horizontal deSIAR y CM-SAF

2 Interpolacion espacial de irradiacion en el plano horizontalentre estaciones SIAR

3 Transformar de plano horizontal a plano inclinado paradiferentes tipos de seguimiento

4 Interpolacion espacial de irradiacion en el plano inclinadoentre estaciones SIAR




Indice








SIAR












gt library(sp)






38

40

42






CM-SAF



Resolucion 15x15 km



httpwwwcmsafeu





gt library(solaR)


function(x)


start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)








gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










Indice








SIAR












gt library(sp)






38

40

42






CM-SAF



Resolucion 15x15 km



httpwwwcmsafeu





gt library(solaR)


function(x)


start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)








gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










SIAR












gt library(sp)






38

40

42






CM-SAF



Resolucion 15x15 km



httpwwwcmsafeu





gt library(solaR)


function(x)


start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)








gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II











gt library(sp)






38

40

42






CM-SAF



Resolucion 15x15 km



httpwwwcmsafeu





gt library(solaR)


function(x)


start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)








gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










CM-SAF



Resolucion 15x15 km



httpwwwcmsafeu





gt library(solaR)


function(x)


start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)








gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II











gt library(solaR)


function(x)


start=01012008 end=31122010

lat=x[1]))

)








gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II












gt library(raster)





gt setwd(old)




gt DiasMes lt- c(31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31)






Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II











Longitude

Latit

ude

36degN

38degN

40degN

42degN

44degN

10degW 5degW 0deg

1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000







difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II














difG

0y

minus600

minus400

minus200

0

200

(36

337

]

(37

377

]

(37

738

4]

(38

439

1]

(39

139

9]

(39

940

6]

(40

641

3]

(41

342

]

(42

427

]

(42

743

4]




Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










Indice








Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










Variograma


gt plot(vgmG0y)








kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










kriging con raster





)










res


Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II








Ordinary kriging


model = fitvgmG0y)








gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II












gt plot(vgmCMSAF)





model=fitvgmCMSAF)


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II


















Indice














modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II
















modeTrk = fixed)


modeTrk = two)


modeTrk = horiz)





result




Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II










Indice




















Bibliografıa I










Bibliografıa II






















Bibliografıa I










Bibliografıa II










Bibliografıa II








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