Spatio-Temporal Modeling of Data Imputation for Daily Rainfall Series in Homogeneous Zones

Abstract Spatio-temporal modelling is an area of increasing importance in which models and methods have often been developed to deal with specific applications. In this study, a spatio-temporal model was used to estimate daily rainfall data. Rainfall records from several weather stations, obtained from the Agritempo system for two climatic homogeneous zones, were used. Rainfall values obtained for two fixed dates (January 1 and May 1, 2012) using the spatio-temporal model were compared with the geostatisticals techniques of ordinary kriging and ordinary cokriging with altitude as auxiliary variable. The spatio-temporal model was more than 17% better at producing estimates of daily precipitation compared to kriging and cokriging in the first zone and more than 18% in the second zone. The spatio-temporal model proved to be a versatile technique, adapting to different seasons and dates. Resumo A modelagem espaço-temporal é uma área de importância crescente em que modelos e métodos têm sido desenvolvidos para aplicações específicas. Neste estudo, o modelo espaço-temporal foi utilizado na estimativa de dados de precipitação diários. Foram utilizados dados provenientes dos registros pluviométricos de diversas estações meteorológicas, obtidos junto Sistema Agritempo para duas zonas climaticamente homogêneas. Valores de chuva para duas datas fixas (01 de janeiro de 2012 e 01 de maio de 2012) estimados pelo modelo espaço-temporal foram comparados com as técnicas geoestatísticas de krigagem e cokrigagem ordinária, com altitude como variável auxiliar. O modelo espaço-temporal foi superior em mais de 17% em relação às técnicas geoestatísticas de krigagem e cokrigagem para produzir estimativas da precipitação diária para a primeira zona homogênea e mais de 18% para a segunda zona homogênea. O modelo espaço-temporal provou ser uma técnica versátil, adaptando-se nas diferentes épocas e datas estudadas.