ANDES: Herramienta intuitiva para la Enseñanza de Geoestadística Aplicada en Educación Superior

HERNÁNDEZ H.

(13 de Julio de 2024)

Tabla de contenidos

Introducción

El software ANDES fue lanzado en el año 2018 y desarrollado por el Advanced Laboratory for Geostatistical Supercomputing (ALGES), parte del Advanced Mining Technology Center (AMTC) y del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile. Actualmente su desarrollo, administración y licenciamiento está a cargo de Andesite, un spin-off del laboratorio ALGES.  

Esta reseña evalúa la usabilidad de la versión educativa 2.2.6 de ANDES (Julio 2024) como herramienta de apoyo en laboratorios de geoestadística aplicada. Básicamente se abordarán tres aspectos claves: La manipulación, análisis estadístico y preparación de datos (1), el modelamiento espacial (2) y la estimación (3).

Manipulación, análisis estadístico y preparación de datos

La carga de información es muy sencilla. Se requiere que los datos estén tabulados y se aceptan distintos formatos de archivo. En este caso, se utiliza un archivo de sondajes CSV con información de variables geo metalúrgicas, compartido con fines educativos en un repositorio de código abierto por el Dr. E. Sepúlveda en 2021.

ANDES, al recibir el objeto cargado, automáticamente asocia las columnas correspondientes a las coordenadas espaciales (2D o 3D). Esto facilita la manipulación de las propiedades desde un panel y la visualización de estas con diversas opciones gráficas. Es posible obtener resúmenes estadísticos tanto numéricos como gráficos de forma inmediata. Además, se pueden aplicar filtros a cada propiedad, como restringir a un rango específico u omitir ciertos valores. En caso de tener una base de datos de sondajes separada en  tablas y no compositada, el programa ofrece una herramienta para esta operación. También es factible realizar anamorfosis gaussiana como método de preparación de las propiedades, por ejemplo, para el uso en simulaciones geoestadísticas.

El programa tiene gráficos tales como el histograma, frecuencia acumulada, cajas y bigotes, probabilidades, cuantil-cuantil, medias condicionales, diagrama de dispersión, entre varios otros, los cuales son interactivos e inclusive se pueden presentar por múltiples categorías.

La facilidad para obtener estos productos estadísticos y manipularlos en tiempo real es una ventaja que permite invertir más tiempo en entender y evaluar las propiedades, en lugar de dedicarse exclusivamente a la producción gráfica en sí misma. En esta primera dimensión u aspecto, el programa cumple bastante bien con su propósito. Sin embargo, una mejora deseable sería aumentar la cantidad de estadísticos numéricas en el resumen que proporciona, e incluir matrices multivariables de correlación como Pearson, Spearman y Kendall.

Modelamiento espacial

En cuanto al modelamiento espacial, ANDES cuenta con un abanico variográfico que permite detectar anisotropías a través de hasta 18 direcciones en diferentes planos (XY, YZ, XZ). Además, posee un módulo para generar variogramas experimentales y modelarlos de manera manual o mediante una herramienta de ajuste automático, aunque esta última no se recomienda siempre. Esto significa que el estudiante debe tener especial cuidado al ingresar los parámetros del variograma y al ajustar un modelo matemático que los represente. Por lo tanto, es necesario que cuente con un conocimiento teórico previo sobre modelamiento geoestadístico. Podría pasar un buen tiempo iterando en esta etapa, lo cual, en términos educativos, es positivo. Sin embargo, en términos de eficiencia de tiempo para un usuario avanzado, podría ser menos productivo en comparación con la dimensión anterior de análisis estadístico. Es destacable la herramienta de validación cruzada que integra el programa, lo que permite evaluar la precisión del modelo espacial rápidamente.

Si hay algo que podría mejorar en esta segunda dimensión, sería incorporar la opción de sumar más de dos modelos, por lo pronto solo es posible anidar a una estructura pepita, un segundo modelo del tipo esférico, exponencial o gaussiano (solo una vez). 

Estimación

En esta tercera dimensión, ANDES permite utilizar hasta tres tipos de estimadores univariados: vecino más cercano, inverso de la distancia y kriging. Destaca por su simplicidad para construir el modelo de bloques y configurar los estimadores. Los resultados pueden consultarse de inmediato tanto en despliegues estadísticos como visuales. Es posible realizar varias pasadas de estimación modificando el plan o incluso el modelo espacial, con el fin de evaluar la sensibilidad de ciertos parámetros en el proceso o construir grupos de bloques bajo distintas restricciones para fines de clasificación.

Como posibles mejoras, se podría incluir la opción de generar modelos de bloques rotados, ya que esta funcionalidad actualmente está limitada. Además, sería útil disponer de un menú para el despliegue de secciones, lo que permitiría realizar validaciones visuales de la estimación de manera más eficiente.

Conclusión

El software ANDES se presenta como una versátil herramienta para su uso como complemento en laboratorios de geoestadística aplicada, destaca por su facilidad de uso, rapidez y capacidad para manejar grandes volúmenes de datos. Su interfaz es intuitiva y posee variedad de herramientas estadísticas y de modelamiento espacial, que permiten a los estudiantes comprender y aplicar conceptos teóricos de manera práctica y efectiva. Si bien en cada dimensión existen oportunidades de mejora, estas son fáciles de implementar en nuevas actualizaciones del programa. En lo personal ha sido una grata experiencia usar ANDES como apoyo en clases de Geoestadística y Estimación de Recursos Minerales.  

Referencia web: 

Hernández, H. (13 de julio de 2024). ANDES: Herramienta intuitiva para la Enseñanza de Geoestadística Aplicada en Educación Superior. Nube Minera. https://nubeminera.cl/andes-educacional

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