El objetivo de este trabajo es el diseño e implementación de un entorno gráfico para un algoritmo de estimación de temperaturas sobre la ciudad de Villa Mercedes, San Luis desarrollado con anterioridad. Sobre la base de datos conocidos de cinco centrales meteorológicas estratégicamente ubicadas, el algoritmo entrega una superficie tridimensional de temperatura sobre la ciudad que permite observar la variación y además entrega las isotermas sobre el mapa en función de una fecha solicitada. Este nuevo entorno gráfico, constituye una mejora desde el punto de vista de la usabilidad, no solo porque transforma el algoritmo dotándolo de una interfaz intuitiva y simple, sino también porque lo hace independiente del software utilizado para el desarrollo (Matlab), mejorando la portabilidad de la aplicación. Se presenta, el principio de funcionamiento del algoritmo, el entorno desarrollado, las distintas posibilidades que brinda, como así también los pasos para la distribución e instalación del software desarrollado.The objective of this work is to design and implement a graphical algorithm to estimate the temperatures over the city of Villa Mercedes. Previously we developed and algorithm, the challenge here is the graphical environment to simplify the use of it. We used the data from five weather stations s strategically located; the algorithm delivers a three-dimensional surface temperature over the city which allows the observation of the variation and also delivers the isotherms on the map based on a requested date. This new graphical environment, is an improvement from the point of view of usability, not only because it transforms the algorithm giving it an intuitive and simple interface, but also because it makes it independent of the software used for the development (Matlab), improving portability of the application. The operating principle of the algorithm, the environment developed, the various possibilities offered are presented as well as the steps for the distribution and installation of software developed.Tema 8: Energías renovables, modelización y simulación.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Carletto, J.

Demichelis, J.

Gimeno, P.

Spanish

El Servicio de Difusión de la Creación Intelectual

 
 
 
 
 
ENTORNO GRÁFICO PARA ALGORITMOS DE ESTIMACIÓN DE 
TEMPERATURA EN LA CIUDAD DE VILLA MERCEDES, SAN LUIS SOBRE LA 
BASE DE PUNTOS DE TEMPERATURAS CONOCIDOS. 
 
J. Demichelis1, J. Carletto2, P. Gimeno3 
Laboratorio de Energías   Alternativas – Universidad Nacional de San Luis  
Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias 
Avda. 25 de Mayo 384 - 5730 - Villa Mercedes - San Luis - Argentina 
Tel - Fax: 054 2657 531000 - e-mail: jpdemichelis@gmail.com 
 
Recibido 10/08/16, aceptado 08/10/16 
 
RESUMEN: El objetivo de este trabajo es el diseño e implementación de un entorno gráfico para un 
algoritmo de estimación de temperaturas sobre la ciudad de Villa Mercedes, San Luis desarrollado con 
anterioridad. Sobre la base de datos conocidos de cinco centrales meteorológicas estratégicamente 
ubicadas, el algoritmo entrega una superficie tridimensional de temperatura sobre la ciudad que 
permite observar la variación y además entrega las isotermas sobre el mapa en función de una fecha 
solicitada. Este nuevo entorno gráfico, constituye una mejora desde el punto de vista de la usabilidad, 
no solo porque transforma el algoritmo dotándolo de una interfaz intuitiva y simple, sino también 
porque lo hace independiente del software utilizado para el desarrollo (Matlab), mejorando la 
portabilidad de la aplicación. Se presenta, el principio de funcionamiento del algoritmo, el entorno 
desarrollado, las distintas posibilidades que brinda, como así también los pasos para la distribución e 
instalación del software desarrollado. 
 
Palabras clave: algoritmo, estimación de temperaturas, diferencia de temperaturas.  
 
INTRODUCCION  
 
En un trabajo realizado con anterioridad y publicado por Demichelis et. al 2015, se intentó solucionar 
mediante un algoritmo desarrollado en Matlab, las dudas que surgen al observar los valores de 
temperatura en la ciudad de Villa Mercedes, San Luis, publicados por distintos servicios de clima on 
line, donde se observan siempre diferencias entre ellos.  
 
MATLAB® es el lenguaje de alto nivel y el entorno interactivo utilizado por millones de ingenieros y 
científicos en todo el mundo (MathWorks 2015). En nuestro caso en particular esta herramienta es 
utilizada para la sistematización de los datos y para lograr una rápida y fácil visualización de la curva 
de temperatura sobre la ciudad de Villa Mercedes, ahora, con un entorno operativo moderno, e 
independiente del lenguaje de programación. 
 
Si bien se logró el objetivo planteado realizando una estimación interesante para los puntos no 
conocidos y una forma de ver la variación de temperatura sobre la ciudad como una superficie en un 
sistema de coordenadas XYZ, era requerida la utilización de Matlab para correr el algoritmo. Esto 
potenciaba enormemente la aplicación permitiendo al usuario hacer uso de otras herramientas del 
software, pero bajaba la usabilidad de la aplicación, debido a que el usuario necesitaba tener 
conocimientos específicos de MATLAB y además y requería tener instalado en la computadora que se 
utilizar el mencionado software. 
                                                          
1 Investigador FICA UNSL 
2 Investigador CyT UNSL 
3 Investigador CyT UNSL 
              ASADES 
Acta de la XXXIX Reunión de Trabajo de la Asociación  
Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente 
Vol. 4, pp. 08.135-08.144, 2016.  Impreso en la Argentina.   
ISBN 978-987-29873-0-5 
08.135 
La usabilidad es una característica que mide qué tan intuitiva y fácil de usar es una página web o una 
aplicación informática para el usuario común. (Nielsen 2000) 
Nielsen también aclara en su escrito, los tres grandes aspectos que miden la usabilidad, Eficacia, 
Eficiencia y Satisfacción. Si bien el algoritmo desarrollado cumplía los dos primeros aspectos, la 
satisfacción del usuario podía mejorarse si se mejoraba el entorno gráfico, y más aún, si se 
transformaban los scripts escritos en Matlab, en una aplicación independiente. 
La plataforma de MATLAB GUIDE permite realizar tareas de forma interactiva a través de controles, 
como botones y barras de desplazamiento entre otros; los cuales ayudan a una mejor interacción entre 
el entorno gráfico desarrollado (GUI) y el usuario. Para obtener más control sobre el diseño y el 
desarrollo de una GUI, se crea un código de MATLAB que define todas las propiedades de los 
componentes y comportamientos; que finalmente regirán los resultados de los cálculos del software. 
(Quintero Castillo et. al 2013). El nuevo algoritmo, encapsulado como una aplicación independiente y 
con un entorno gráfico propio, se logró utilizando esta plataforma de Matlab. 
 
La aplicación final, logra determinar la superficie de temperatura sobre la ciudad de villa mercedes, 
sobre la base de 5 centrales meteorológicas conocidas, y dispone de una base de datos de temperaturas 
desde 01-01-2010 hasta 30-06-2016 
 
  
Figura 1. Ubicación geográfica de las centrales meteorológicas. 
 
Las estaciones conocidas son: 
La estación perteneciente al LEA - Laboratorio de Energías Alternativas de la FICA - Facultad de 
Ingeniería y Ciencias Agropecuarias de la UNSL - Universidad Nacional de San Luis, está ubicada en 
el Campus Universitario, localizado sobre Ruta Provincial Nº 55, (Ex ruta 148) extremo norte (-
33.644208, -65.447200). 
 
Una segunda central de la misma institución situada en edificio del decanato de la facultad, el cual se 
localiza en pleno centro de la ciudad de Villa Mercedes (-33.684907, -65.471996). 
 
La estación localizada en la Escuela Agraria perteneciente a la REM – Red de estaciones 
meteorológicas de la ULP – Universidad de la Punta (-33.678512, -65.504252). 
 
La estación agrometeorológica perteneciente al INTA – Instituto Nacional de Tecnología 
Agropecuaria - San Luis (-33.652623, -65.419220).  
 
La estación meteorológica instalada en Villa Reynolds, perteneciente al CIM - Centro de Investigación 
Meteorológica del Servicio Meteorológico Nacional (-33.728713, -65.381104).
08.136 
La estrategia algorítmica planteada por Demichelis et. al. 2015 permitió estimar la temperatura en 
todos los puntos de la ciudad, y este trabajo permite mejorar dicha aplicación. 
 
RESUMEN DEL ALGORITMO DE ESTIMACIÓN DE TEMPERATURAS 
 
El algoritmo fue explicado en detalle por Demichelis et. al. 2015, y si bien no es objeto de este trabajo 
ahondar en el algoritmo en sí, su funcionamiento se resume en este apartado. Se traza una grilla sobre 
la ciudad de Villa Mercedes. 
 
 
Figura 2. Grilla sobre la ciudad de Villa Mercedes para la estimación de temperaturas. 
 
Considerando las temperaturas conocidas (centrales) en las intersecciones de las grillas, se tiene que 
las coordenadas de las centrales (Tabla 1) son: 
  
Identificación Ubicación Coordenada X Coordenada Y 
T1 Escuela Agraria 8 2 
T2 Edificio Decanato FICA 7 5 
T3 Villa Reynolds  2 13 
T4 INTA 11 10 
T5 Edificio Campus FICA 12 7 
Tabla 1: Coordenadas de referencia de las centrales meteorológicas. 
 
Cabe destacar que T1 a T5 serán las temperaturas promedios diarias para el día seleccionado. 
Lo que puede graficarse mediante la (Figura 3) que representa la siguiente matriz: 
 
13                             
12                             
11                             
10                             
9                             Referencia 
8                               (8,2) Escuela Agraria 
7                               (7,5) Edificio Decanato FICA 
6                               (12,7) Edificio Campus FICA 
5                               (11,10) INTA 
4                               (2,13) Villa Reynolds 
3                             
2                             
1                             
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
Figura 3. Matriz de temperatura, con puntos de referencia.  
Una vez establecida la matriz, se diseña un algoritmo con el fin de estimar las temperaturas en los 
puntos no conocidos (cuadros vacíos de la Figura 3). Este algoritmo calcula una primera aproximación 
en función del promedio ponderado según la distancia de las distintas centrales al punto de interés, y 
08.137 
luego se utiliza una segunda estrategia que consiste en calcular la temperatura de un punto de la grilla 
(i,j) como el promedio de todos los puntos que lo rodean y como una pequeña heurística, se itera 
calculando este promedio de promedios repetidas veces hasta que se llega al equilibrio. Los detalles de 
las fórmulas utilizadas, pueden verse en Demichelis et. al. 2015, las cuales no se repiten por no ser el 
objetivo de este trabajo. Las temperaturas obtenidas de esta manera dan una curva suave dónde se 
aproximan satisfactoriamente las temperaturas reales, según análisis realizados para distintos valores 
de temperaturas conocidos. 
 
METODOLOGÍA Y ESTRATEGIAS PARA LA DEFINICIÓN DEL ENTORNO GRAFICO 
 
Para el desarrollo del entorno gráfico se utilizó la herramienta para generación de interfaces de usuario 
(GUI) que MATLAB ofrece. Esta consta de dos archivos uno “.m” (ejecutable) y otra fig. (parte 
gráfica). Las dos partes están unidas a través de las subrutinas callback. Una vez que se graban los 
archivos desde la consola de emisión (si salvamos la .fig automáticamente lo hace el .m asociado) 
podemos ejecutar el programa en la ventana de comando de Matlab escribiendo el nombre del archivo 
solamente.  
Para ello se ejecutó el comando GUIDE desde el entorno de desarrollo de MATLAB. Tal como se 
puede ver en la Figura 4. 
 
  
Figura 4. Entorno de generación de interface de usuario (GUI) de MATLAB. 
 
En la misma se puede observar que se hizo uso de los componentes habituales que la GUI ofrece, tales 
como: 
–Popupmenu (para nuestro caso se utilizan para la selección del Día, Mes y Año) 
–Pushbuttons (se usó para establecer el botón Graficar; que permite realizar la gráfica del 
día seleccionado y el botón Salir; que cierra el programa) 
–Text (textos que permiten una ayuda visual al usuario) 
 
Una vez terminado el desarrollo del entorno visual, se procede a la configuración de las funciones que 
cada uno de los mismos desarrollará. Para ello se procede a hacer uso de los “Callbacks”, que son las 
funciones que realizan las acciones requeridas cuando un componente se activa. 
El archivo .m que se crea tiene una estructura predeterminada. Consta de un encabezado y a 
continuación el código correspondiente a las siguientes subrutinas. 
 
Se detallan a continuación las secciones más relevantes: El encabezado tiene un formato estándar y se 
puede observar a continuación: 
- 
08.138 
function varargout = entorno(varargin) 
% ENTORNO MATLAB code for entorno.fig 
% Begin initialization code - DO NOT EDIT 
gui_Singleton = 1; 
gui_State = struct('gui_Name',       mfilename, ... 
                   'gui_Singleton',  gui_Singleton, ... 
                   'gui_OpeningFcn', @entorno_OpeningFcn, ... 
                   'gui_OutputFcn',  @entorno_OutputFcn, ... 
                   'gui_LayoutFcn',  [] , ... 
                   'gui_Callback',   []); 
if nargin && ischar(varargin{1}) 
    gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); 
end 
  
if nargout 
    [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); 
else 
    gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); 
end 
% End initialization code - DO NOT EDIT 
 
- Además, dentro del encabezado, se definen variables generales para el correcto funcionamiento del 
programa.  
handles: puntero a todas variables y elementos de la aplicación. 
guidata(): comando para guardar las variables de la aplicación. 
  
% --- Executes just before entorno is made visible. 
function entorno_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) 
 
% Choose default command line output for entorno 
handles.output = hObject; 
  
% Update handles structure 
guidata(hObject, handles); 
  
- La primera subrutina, es la que permite la selección de la fecha a graficar. La misma está dividida en 
tres subrutinas selección, del Día,  del Mes y del Año. Por simplicidad se muestra el código de la 
subrutina del Día, siendo las otras dos similares.  
La subrutina  function popupmenu1 hace referencia al nombre del desplegable. Dentro de la 
misma, a través de la función get, en primera instancia se selecciona toda la cadena de valores del 
menú, para luego con la misma función determinar la posición del valor seleccionado; de esta manera 
cruzando las variables se obtiene el valor seleccionado; representado por la variable “d” (número de 
día a graficar).  
 
% --- Executes on selection change in popupmenu1. 
function popupmenu1_Callback(hObject, eventdata, handles) 
 
items = get(hObject,'String'); 
index_selected = get(hObject,'Value'); 
d = items{index_selected}; 
 
- Luego están las subrutinas de los botones, en primer lugar mencionamos el botón que realiza la 
acción de procesar y mostrar la gráfica de la superficie de la ciudad en la fecha seleccionada 
anteriormente. Para ello se genera la función function pushbutton2. Como puede observarse el 
código es similar a la de la sección anterior con la diferencia que cuando se usa la función get, el 
apuntador se direcciona al nombre de la función que contiene el valor a extraer; particularmente para 
el día se hace referencia a handles.popupmenu1. 
08.139 
Por último se convierte dicho valor a numérico, ya que en un principio el mismo es un “string” (texto); 
a través de la función str2num de MATLAB; esto queda representado por la variable “d” (número de 
día a graficar). 
Lo mismo se hace para los valores del Mes y Año.  
   
% --- Executes on button press in pushbutton2. 
function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) 
 
%TOMO EL VALOR DEL DIA SELECCIONADO 
items_d=get(handles.popupmenu1,'String'); 
index_selected_d=get(handles.popupmenu1,'Value'); 
str_d=items_d{index_selected_d}; 
d=str2num(str_d); 
 
Por último se hacen uso de las variables creadas para introducirlas al código que permite el 
procesamiento y posterior gráfica de la fecha seleccionada.  
 
Una vez depurado el código se procede a la generación de la aplicación, para ello MATLAB nos 
ofrece la opción “Application Compiler”, tal como se observa en la Figura 5. 
 
 
Figura 5. Selección de la opción “Application Compiler” de MATLAB. 
 
Cuando la misma se ejecuta, automáticamente nos abre una nueva ventana Figura 6 que nos permite 
armar nuestro programa empaquetado. 
08.140 
 
Figura 6. Entorno “Application Compiler” de MATLAB. 
 
Para nuestro caso particular se seleccionaron los archivos previamente desarrollados y se generó una 
imagen de presentación para el programa, tal como se ve en la Figura 7. 
Una vez que se completaron todos los datos solicitados se procede a hacer clic en el botón Package, el 
cual realiza el empaquetado del programa brindándonos un archivo ejecutable. 
 
 
Figura 7. Creación del archivo ejecutable del programa desarrollado. 
 
Terminado dicho proceso, podemos ver que MATLAB generará en la carpeta seleccionada 
anteriormente un archivo ejecutable de nuestro programa. Esto queda representado en la Figura 8, 
donde se observa el fichero empaquetado (AET_Villa_Mercedes.exe) 
08.141 
 
Figura 8. Archivo ejecutable del programa desarrollado. 
 
La Figura 9 muestra la pantalla de presentación del Programa, donde se visualiza el nombre que se le 
dio a la aplicación “Algoritmo de Estimación de Temperatura sobre la ciudad de Villa Mercedes”, 
además se detalla la versión del mismo (ver 1.0). 
 
 
Figura 9. Imagen de presentación del programa AET_Villa_Mercedes. 
 
El entorno del programa es muy simple e intuitivo y se puede observar en la Figura 10. La ventaja 
principal que ofrece esto es que nos independizamos de MATLAB, permitiéndonos correr el programa 
de manera independiente. 
 
  
Figura 10. Entorno del programa desarrollado. 
08.142 
A continuación en la Figura 11 se muestran varias pantallas del programa ejecutándose. Cabe destacar 
una capacidad muy importante que este permite, pudiendo graficar simultáneamente varias gráficas de 
la temperatura sobre la ciudad de Villa Mercedes en distintos días. 
 
 
 
Figura 11. Representación de la curva de temperatura para distintos días seleccionados. 
 
 
CONCLUSIONES  
 
Se logró el objetivo planteado realizando un entorno gráfico que mejora la usabilidad de la aplicación, 
y a su vez la independiza de MATLAB. 
  
Se puede realizar una distribución de la aplicación en forma sencilla, y cualquier persona 
independientemente de sus conocimientos sobre MATLAB, podrá utilizar la aplicación. 
  
Frente a cualquier actualización de la aplicación, será necesario la recopilación de la aplicación para su 
actualización y posterior distribución, esto constituye parece una en cierta forma una debilidad para 
aquellos usuarios que tienen conocimientos sobre MATLAB. Pero una simplificación para aquellos 
que no lo tienen. 
 
En términos generales, se puede concluir que ahora se dispone de una herramienta, que puede utilizar 
tanto el usuario con conocimientos de MATLAB, como aquellos que no lo tienen. 
 
Si bien el error cometido no es importante desde el punto de vista que se pretende conocer una 
aproximación de temperatura en los puntos no conocidos, este desarrollo facilita la manipulación del 
algoritmo, lo que permitirá aplicar la herramienta con facilidad de forma tal de poder mejorarlo e 
incluso poder cuantificar y mejorar el error que se comete en los puntos no conocidos, lo que será 
objeto de futuros trabajos. 
 
REFERENCIAS  
 
Quintero Castillo A., Acevedo Pérez J., Uribe Pérez I., Aguirre Rodriguez L. (2013) - Diseño de un 
software para del riesgo basado en las el análisis y evaluación normas api 580 y 581 - Revista: Fuentes 
El Reventón Energético-Vol. 11 No 2 de 2013 - Jul/Dic - pp 71/77 – 
(http://revistas.uis.edu.co/index.php/revistafuentes/article/view/3833/4192) 
08.143 
Nielsen J. (2000) - Usabilidad. Diseño de páginas Web. Prentice Hall . 
Demichelis J., Carletto J., Gimeno P. - (2015) - Algoritmos de estimación de temperatura en la ciudad 
de Villa Mercedes, San Luis sobre la base de puntos de temperaturas conocidos. Estrategias 
algoritmicas y posibilidades de analisis. - ASADES 2015. 
Demichelis J., Carletto J., Gimeno P. - (2014) - Diferencia de temperatura en los extremos de la ciudad 
de Villa Mercedes - San Luis - ASADES 2014. 
 
ABSTRACT 
 
The objective of this work is to design and implement a graphical algorithm to estimate the 
temperatures over the city of Villa Mercedes. Previously we developed and algorithm, the challenge 
here is the graphical environment to simplify the use of it. We used the data from five weather stations 
s strategically located; the algorithm delivers a three-dimensional surface temperature over the city 
which allows the observation of the variation and also delivers the isotherms on the map based on a 
requested date. This new graphical environment, is an improvement from the point of view of 
usability, not only because it transforms the algorithm giving it an intuitive and simple interface, but 
also because it makes it independent of the software used for the development (Matlab), improving 
portability of the application. The operating principle of the algorithm, the environment developed, the 
various possibilities offered are presented as well as the steps for the distribution and installation of 
software developed. 
 
Keywords:  algorithm, temperatures estimation, temperature difference. 
 
08.144 


Entorno gráfico para algoritmos de estimación de temperatura en la ciudad de Villa Mercedes, San Luis sobre la base de puntos de temperaturas conocidos

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/67466/Documento_completo__.pdf?sequence=1

Entorno gráfico para algoritmos de estimación de temperatura en la ciudad de Villa Mercedes, San Luis sobre la base de puntos de temperaturas conocidos

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