Hydro-meteorological data analysis using OLAP techniques

Análisis de datos hidroclimatológicos usando técnicas OLAP

The wealth of data recorded by meteorological networks provides a great opportunity for analyzing and discovering knowledge. However, efficient data storage and its effective handling are prerequisites for meteorological and hydro-climatological research and require strategies for capturing, delivering, storing and processing that guarantee quality and consistency of the data. The purpose of this work is to develop a conceptual model for a data warehouse in a star schema that allows the structured storage and multidimensional analysis of historical hydro-climatological data. Information registered by two telemetered networks of hydro-meteorological stations has been collected in the city of Manizales, Colombia. From the designed data warehouse schema, the data warehouse exploits the data (in some cases extending back more than 50 years) in order to apply online analytical processing (OLAP) techniques and discovery potential high-value hidden relationships, in a region particularly affected by climate change and climate variability phenomena. The core contribution of this paper encompasses the exploration of alternatives to the traditional storage and analysis methods and the presentation of a number of cases, showing the effectiveness of the proposed model in the evaluation of the data quality and the visualization of relationships among diverse variables in different scales and for specific cases.

La riqueza de los datos registrados por las redes de estaciones hidrometeorológicas ofrece una gran oportunidad para analizar, conocer y entender mejor las variables hidroclimatológicas. Por lo tanto, el almacenamiento eficiente de los datos y su tratamiento eficaz son un requisito previo para la investigación meteorológica e hidrológica que requiere de estrategias para que la captación, transmisión, almacenamiento y procesamiento de datos que garanticen su calidad y consistencia. El propósito de este trabajo es desarrollar un modelo conceptual para una bodega de datos diseñada en un esquema en estrella que permita el almacenamiento estructurado y el análisis multidimensional de series históricas de datos hidroclimatológicos. La información registrada por las redes telemétricas de estaciones hidrometeorológicas existentes en Manizales y en el Departamento de Caldas son la fuente de información. El esquema de bodega de datos propuesto aprovecha los datos disponibles (en algunos casos más de 50 años) con el fin de aplicar procesamiento analítico en línea (OLAP) para analizar la calidad de la información y descubrir relaciones ocultas entre las variables, en una región particularmente afectada por el cambio climático y especialmente por fenómenos de variabilidad climática. La principal contribución de este documento abarca la exploración de alternativas a los métodos tradicionales de almacenamiento y análisis de información y la presentación de un número de casos que demuestran la eficacia del modelo propuesto en la evaluación de la calidad de los datos y de la visualización de las relaciones entre las diversas variables a diferentes escalas y para casos específicos.