Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Aplicaciones de la estadística en la geología - Coggle Diagram
Aplicaciones de la estadística en la geología
Introducción
En las ciencias de la tierra los métodos estadísticos se aplican en trabajos científicos profesionales tan
Ejemplos: Hidrogeología, hidrología, petrología ígnea y sedimentaria, pedología, evaluación de recursos naturales(gas, petróleo y minerales), evaluación de impacto ambiental, gestión
ambiental, teledetección, entre otras.
Los geólogos, geoquímicas y paleontólogos, estudian formaciones de rocas, yacimientos minerales, especies fósiles, ademas de cualquier objeto o fenómeno que implique grandes volúmenes de material.
La geología es una ciencia observaciones, pero algunas veces existe la necesidad de planear un diseño experimental para obtener la información del fenómeno que se quiere estudiar.
Población y muestra estadística
Unidades de muestreo o ejemplares son los miembros individuales de la población.
Datos son los valores medidas o cualidades que se obtienen de la observación y/o medición de las
unidades de muestreo.
Muestra estadística la forman un número limitado de datos.
Población geológica, dada la naturaleza peculiar y la variedad de los fenómenos geológicos, la
población geológica comprende diferente clase de objetos, eventos o simples números.
La población disponible
representa el volumen de material de la población existente que es accesible a ser muestreada.
último, la población objetivo o blanco es aquella sobre la que se hacen las inferencias con base a los
datos que se obtienen en el muestreo.
Datos geológicos
Naturaleza de los datos
Cada medición o asignación de valores de una característica efectuada en un espécimen
origina un dato. El conjunto de n datos constituye una muestra estadística.
Los datos observaciones, incluyen observaciones y mediciones de objetos naturales y
eventos en el campo o en el laboratorio
Clasificación de datos considera el método de recolección.
Se distinguen cuatro tipos:
mediciones, recuentos, identificaciones y ordenamientos o ranqueos.
Los datos experimentales, comprende las medidas que
surgen de experiencias de laboratorio
Los datos derivados de mediciones, involucran operaciones de medidas
Variables cualitativas
Los individuos se diferencian por los atributos que poseen.
No permiten realizar operaciones algebraicas
Binarias: describe sólo dos estados
NominLes: describen los estados del atributo
Ordinales: los estados tienen orden ascendente
o descendente
Variables cuantitativas
Los individuos se diferencia por grado o cantidad relativa expresada en un valor numérico
Discretas: sólo pueden tomar valores enteros
Continuas: pueden tomar cualquier valor real
dentro de un intervalo
Procesos de medición
La medición es un proceso que consiste en asignar valores numéricos a cantidades, grados, extensión, magnitudes,
etc., o alguna cualidad de un elemento de la población.
La asignación se puede hacer utilizando
escalas de medidas no métricas y escalas de medidas métricas.
Escalas de medidas no métricas
Escalas nominales: Los elementos se clasifican en términos de igualdad de sus atributos usando categorías o valores arbitrarios que no mantienen una relación de orden entre sí
Escalas ordinales: se utilizan para elementos que puedan ser dispuestos o clasificados en algún orden, jerarquía o ranking entre las categorías
Cada clase se compara con otra en términos de mayor que o menor que.
Escalas de medidas métricas
Se utilizan cundo es posible establecer igualdad de intervalos de forma que la diferencia entre puntos adyacentes de cualquier parte de la escala es la misma.
Escalas de razón
Se utiliza cuando es posible demostrar igualdad de proporciones con respecto a la cualidad que
se analiza.
Propiedades de los datos
Además de las diferencias relacionadas con las escalas de medida para diferenciar las observaciones se pueden utilizar otras propiedades.
Algunos datos son dimensionales otros dimensionales, escalares, victorianos, sistemas cerrados, sistemas abiertos.
La característica estudiada presenta dimensiones tales
como longitud, tiempo o masa o alguna combinación de estas.
Los datos dimensionales se encuentran entre las. mediciones de la gravedad especifica y las funciones angulares.
En los datos vectoriales destacan el azimut
Los datos escalares se definen solamente con un número
Los datos cerrados se suelen denominar datos composiciones
Los datos abiertos no cumplen con la relación de los datos composiciones
Medición del error
Cuando los datos se recolectan de algún proceso de medición suelen aparecer valores inconsistentes. Para explicar estas inconsistencias se utiliza el concepto de error.
Los errores determinados o groseros se atribuyen principalmente o a reactivos en el caso de análisis químicos, también pueden ser operativos, debidos a distribuciones por parte del observador o personales , o de método.
Generalmente son grandes en magnitud e irregulares
en ocurrencia.
Los errores sistemáticos se producen cuando las medidas tienden a ser siempre más grandes o más
pequeñas.
Suelen originarse por errores en la calibración de los aparatos, aunque también pueden
deberse a condiciones externas como por ejemplo cambios de humedad.
Los errores de método se introducen si existen discrepancias entre la definición conceptual de la
cualidad a ser medida y la definición operacional utilizada para efectuar esa medida.
Los errores aleatorios suceden cuando los procesos de medidas están libres de errores determinados, sistemáticos y de método pueden existir fluctuaciones en los valores numéricos que se obtienen al repetir la medida.
Los procesos de medición y las mediciones del error encuentran su correspondencia en los conceptos
de precisión y exactitud.
La exactitud implica la ausencia de
errores sistemáticos.
Se logra una alta precisión en la medida en que los errores
aleatorios sean lo más pequeños posible.
Precisión y exactitud se vinculan con dos conceptos clave, la exactitud está relacionada al valor medio y la precisión esta relacionada a la varianza
Muestreo
En geología es difícil toma una muestra representativa ya que solo se puede acceder a los afloramientos de rocas
Las características del afloramiento no siempre son las mismas que las del cuerpo entero pues solo tienen rocas que son resistentes a la meteorización
Para que las inferencias acerca de la población sean válidas es necesario que en el procedimiento de la recolección de datos, llamado muestro, los especímenes que forman la muestra hayan tenido igual probabilidad de ser elegidos y sean representativos de la población.
Si se excluyen o incluyen especímenes con ciertas características de la muestra sistemáticamente,
deliberadamente o inadvertidamente, se dice que la muestra es sesgada.
Ordenamiento de datos
Cualitativas
Nominales
Gráficos circulares
Gráficos de barras
Ordinales
Gráficos de barras
Cuantitativas
Discretas
Gráficas de barras
Continuas
Histograma
Polígono de frecuencias
Ojiva
Diagramasbivariados
Box plot
Diagramas temarios
Población y muestra geológica
Las aplicaciones de la estadística en la Geología abarcan dos de sus tres ramas, la estadística
descriptiva o deductiva y la estadística inferencial o inductiva.
Existe una rama en la cual los geólogos prácticamente no se involucran que es la teoría de probabilidades.
Población estadística es todo el grupo posible de medidas, valores o cualidades que son motivo del
estudio.
La población hipotética, representa el volumen total de material formado por algún proceso que
existe en algún punto inicial del tiempo geológico.
La población existente es la parte remanente de la
población hipotética.
Datos geológicos, son diferentes a los que estudian otras disciplinas.
Se obtienen a partir de manifestaciones o afloramientos dispersos en el espacio y producidos por procesos que el geólogo no puede controlar
Muestra geológica, informalmente se puede definir como una cantidad finita de roca o sedimentos consolidados o inconsolidados, muestreados al azar de la parte del cuerpo de roca que está disponible.
Se puede obtener de un cuerpo de roca que puede ser una Formación, un
aflramiento, un cilindro de roca (testigo) obtenido durante una perforación, o cutting.
Se requiere del juicio geológico no sólo para elegir la característica a relevar, observación o medida a realizar, sino también para evaluar las fuentes de variabilidad que presentan los datos y la precisión y exactitud requeridas en el estudio.
Breve historia
La geología ha sido un tópico fascinante que se remonta a su inicio como ciencia y los métodos estadísticos se utilizaban desde hace más de ciento cincuenta años.
Lyell en 1830 fue uno de los pioneros, subdividió la edad de rocas del terciario utilizando la proporción de especies de bivalvos actuales y fósiles.
Hacia 1930 la Estadística se expande rápidamente en algunas ramas de la Geología y es desde 1940
que los análisis estadísticos se incluyen en todas sus ramas.
En 1950 surge un importante avance en la utilización de la estadística en las Ciencias de la
Tierra que coincidió con el desarrollo de técnicas estadísticas multivariadas y la aparición de las
computadoras que facilitó los cálculos.
En 1960 que las aplicaciones se hicieron cada vez más frecuentes en las industrias
del Petróleo y Minera.
Durante los últimos años se han desarrollado metodologías específicas para el análisis de estos datos: la geoestadística y el análisis estadístico de composiciones.