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El objetivo de esta tesis es ensayar diversos procedimientos para generar capas espaciales de las variables de entrada y parámetros necesarios para ejecutar un modelo hidrológico. En concreto precipitación, temperatura, humedad relativa, evapotranspiración potencial y usos del suelo. La temperatura, precipitación y humedad relativa se han interpolado utilizando métodos de regresión global (GLM), de interpolación local (media ponderada por el inverso de la distancia, polígonos de Thiessen, krigeado ordinario y universal y métodos basados en Splines: TPS y B-Splines) o combinados (regresión con krigreado de los residuos). Los métodos basados en regresión son los que obtienen mejores resultados con la temperatura y la humedad, de forma más clara a nivel mensual. Para la precipitación son los métodos geoestadísticos y basados en Splines los más exactos. No obstante, se llega a la conclusión de que es recomendable, y factible, probar diferentes métodos para seleccional aquel que minimice el error en vez de utilizar un único modelo considerado óptimo. La evapotranspiración potencial se ha modelizado utilizando los métodos más habituales: Penman-Monteith, Hargreaves y Thornthwaite. Se han evaluado varios modos de calibración de los parámetros de Hargreaves, destacando por sus resultados el de parámetros mensuales; en este caso se han creado modelos de distribución de los parámetros para poder extrapolar este modelo a puntos no conocidos. Se ha conseguido obtener con un método que requiere pocos datos (Hargreaves parametrizado) valores de ET0 muy similares a los obtenido con Penman-Monteith (considerado el método más exacto pero al mismo tiempo el más difícil de utilizar ya que requiere un gran número de variables). Respecto a los usos del suelo, se han obtenido mapas para los años 2000 a 2010 a partir de imágenes multiespectrales del sensor Landsat TM. Además de la información espectral, se ha comprobado como la utilización de información textural, multitemporal (varias imágenes para un mismo año) y contextual (altitud y pendiente) permite mejorar los resultados de la clasificación. Los métodos de clasificación supervisada que se han probado han sido Máxima Verosimilitud (método parámetrico clásico), SMAP (método de clasificación multiescala) y métodos no paramétricos como Random Forest o Máquinas de Vectores Soporte con kernel radial. Se demuestra como la integración de una imagen por estación y la incorporación de variables texturales y derivadas del relieve mejora los resultados. El método que mejores resultados obtiene es SMAP. Una vez generadas y evaluadas las diferentes variables, se han definido diferentes conjuntos de variables para evaluar el impacto de las estimaciones de cada una de ellas en los resultados de un modelo hidrológico. Los modelos que se han utilizado son el modelo mensual de Témez distribuido, programado en GRASS, y el modelo diario Soil and Water Assessment Tool (SWAT). Además, en este último se ha desarrollado un protocolo específico para la generación de la información necesaria. Ambos modelos se ha ejecutado en las cuencas de los ríos Vinalopó y Monnegre, dentro del Sistema de Explotación Vinalopó-Alacantí, con unos 1.750 km2. Se trata de cuencas características de zonas semiáridas mediterráneas con fuerte presión antrópica. Sin embargo, las capas climáticas y de usos de suelo se calcularon tanto para este sistema como para toda la cuenca del Segura. Se ha desarrollado una metodología basada en el uso de software abierto de trabajo para estandarizar y automatizar el proceso de trabajo, concretamente en el uso de GRASS como Sistema de Información Geográfica y del programa de análisis de datos R. Este entorno permite una gran interoperabilidad entre programas. Además, su uso posibilita la reproducibilidad en otros estudios y permite incluir nuevos métodos al concebirse de forma modular. ABSTRACT: The aim of this thesis is to test various methods for generating spatial layers of the input variables and parameters required to run a hydrological model: precipitation, temperature, humidity, potential evapotranspiration and land use. Temperature, precipitation and humidity are interpolated using global regression methods (GLM), local interpolation (inverse of the distance weighted average, Thiessen polygons, ordinary and universal kriging and splines based methods: TPS and B- Splines) or combined methods (regression with kriging of the residuals). Regression-based methods are those that obtain best results with the temperature and humidity, especially with monthly data. Precipitation is more accurately modelized with geostatistical methods or splines. However, we conclude that it is advisable and feasible, to try different methods and to select the one that minimizes the error, rather than using a single model considered optimal. Several models were used to estimate potential evapotranspiration: Penman-Monteith, Hargreaves and Thornthwaite. Various calibrarion modes have been also evaluated for Hargreaves model. The best results were obtained using a monthly parametrization. Spatial distribution models for such parameters were also calculated. Finally, a method that requires little data (Hargreaves parameterized) estimates ET0 values very similar to those obtained with Penman-Monteith (considered the most accurate but also the most difficult to use method because it requires a large number of variables). Regarding land use maps, they were obtained for the years 2000-2010 with multispectral images from Landsat TM sensor. In addition to the spectral information, textural, multi-temporal (several images to a single year) and contextual information (altitude and slope) improves the classification results. The supervised classification methods that have been tested are Maximum Likelihood (a classic parametric method), SMAP (multiscale method of classification) and nonparametric methods as RandomForest or Support Vector Machines with a radial kernel. The results show that using an image per season and incorporating textural and relief-derived variables improves the accuracy of the results. The most accurate classification method was SMAP. Once these variables were generated and evaluated, different sets of variables were defined to evaluate the impact of different estimatations on the results of a hydrological model. The models that have been used are the Témez distributed monthly model and the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) daily model. In addition, a specific protocol to generate the needed information was created for the latter model. Both models have been executed in the basins of the rivers Vinalopó and Monnegre within the System Vinalopó-Alacantí. This area has about 1,750 km2 and is a typical Mediterranean semi-arid area with a strong human pressure. However, climate and land use layers were calculated for both the system and the entire Segura basin. The methodology of the thesis is based on the ose of open software to estandarize and automatize the work process. Especifically, GRASS GIS and the data analysis software R were used. This environment allows great interoperability between programs. In addition, their use enables reproducibility in other studies and allows new methods to be included because of its modular design.

La configuración actual del Mar Menor es consecuencia de sucesivos procesos geomorfológicos, resultado de la dinámica natural. Sin embargo, a partir del S. XVIII, es la actividad humana la principal fuerza motriz de su transformación. Cada uno de estos cambios ha ido acompañado de transformaciones en la configuración paisajística lagunar y alteraciones en la estructura de las comunidades. La conexión artificial entre la laguna y el mar Mediterráneo, elimina o suaviza algunas de las barreras ecológicas entre ambas masas de agua, provocando que parámetros como la salinidad o la temperatura tiendan a acercarse. Esto lleva a la eliminación de las barreras ambientales y permite la entrada y el establecimiento de nuevas especies en la laguna. Algunas de estas especies alóctonas compiten con las especies nativas desplazándolas y cambiando el paisaje típico lagunar. De las decenas de especies que llegan a la laguna, todas ellas alóctonas, algunas de ellas se consideran invasoras. A pesar de los impactos evidentes, los efectos de la mayoría de las especies alóctonas siguen siendo desconocidos. Las consecuencias de una invasión a menudo no son fáciles de predecir. Especies habituales en el Mediterráneo como las medusas Cotylorhiza tuberculata (Macri, 1778) y Rhizostoma Pulmo (Macri, 1778) entraron a partir de los años 90’s con proliferaciones masivas, e incluso algunas de alto valor ecológico como la nacra Pinna nobilis (Linnaeus, 1758). Y en los últimos años otras calificadas como invasoras en el Mediterráneo como el ctenóforo Mnemiopsis leidy Agassiz, 1865, la babosa Bursatella leachii De Blainville 1817 o el sabélido Branchiomma bairdi (McIntosh, 1885); se encuentran de forma habitual. La mayoría de ellas entran a través del canal del Estacio y Las Encañizadas, también actividades como la pesca deportiva son el vector de entrada de especies en forma de cebos vivos, como la coreana Perinereis linea (Treadwell, 1936). Por otra parte, adheridas a los cascos de las embarcaciones entran multitud de especies que encontraron en los diques y escolleras su espacio vital. Desde el comienzo de la proliferación de puertos en el litoral de la laguna, aparecen especies como el balano Amphibalanus amphitrite (Darwin, 1854). Las embarcaciones son un vector permanente y continuo de entrada de especies, como la esponja Haliclona (Haliclona) oculata (Linnaeus, 1759), el briozoo Bugulina stolinifera (Ryland, 1960), o las ascidias Ciona intestinalis (Linneaeus, 1767) y Styela canopus (Savigny, 1816), todas ellas citadas como especies alóctonas del Mediterráneo. Muchas de ellas provocan importantes impactos ambientales y socioeconómicos, afectando de una manera directa al sector turístico. The current configuration of the Mar Menor lagoon is the result of a series of geomorphologic processes brought about by natural dynamics. However, from the 18th century onwards human activity has been the main driving force behind its transformation. Each of these changes has prompted alterations in the lagoon’s landscape and changes in its community structure. The artificial connection between the lagoon and the Mediterranean Sea has eliminated or lowered some of the ecological barriers between the two bodies of water, reducing differences between the values of parameters such as salinity or temperature. This in turn has led to the disappearance of environmental barriers, allowing new species to enter and establish themselves in the lagoon. Numerous alien species, some of which can be considered invasive, compete with native species, driving them out and changing the traditional landscape of the lagoon. Despite the obvious effect on the environment, the real impact of most alien species remains unknown and the consequences of an invasion are often not easy to predict. The 1990s saw the arrival of species commonly found in the Mediterranean Sea, such as the jellyfish Cotylorhiza tuberculata (Macri, 1778) and Rhizostoma Pulmo (Macri, 1778), in the form of massive blooms, or of other species that play an important ecological role, such as the noble pen shell Pinna nobilis (Linnaeus, 1758). In recent years other species, this time considered invasive in the Mediterranean, such as the comb jelly Mnemiopsis leidy (Agassiz, 1865), the sea hare Bursatella leachii (De Blainville, 1817) or the fan worm Branchiomma bairdi (McIntosh, 1885), have also become commonplace. Most of them enter the lagoon through the El Estacio channel, although activities such as angling are the vector of entry of species in the form of live bait, such as the Korean ragworm Perinereis linea (Treadwell, 1936). Numerous species have also arrived on the hulls of ships and subsequently made their home in docks and breakwaters: ever since harbours and ports began to proliferate on the coast of the lagoon species such as the barnacle Amphibalanus amphitrite (Darwin, 1854) have started to appear. Vessels are a constant and continuous input vector for species such as the sponge Haliclona (Haliclona) oculata (Linnaeus, 1759), the bryozoan Bugula stolinifera (Ryland, 1960) or the sea squirts Ciona intestinalis (Linneaeus, 1767) and Styela canopus (Savigny, 1816), all cited as alien species in the Mediterranean. Many of them have a significant environmental and socio-economic impact, with negative consequences for the tourist industry. Instituto Español de Oceanografía

La coordinación transversal entre asignaturas es una oportunidad para que el alumnado mejore su aprendizaje. Más allá, la coordinación de la evaluación permite evaluar los conocimientos de una manera integral. Esto, además de ser uno de los objetivos marcados en el EEES, el alumnado lo percibe siempre como positivo. En nuestro caso, el profesorado de la red, ha trabajado llevando a cabo la coordinación de las tareas docentes para la evaluación conjunta de las asignaturas que participan de la coordinación transversal. El resultado es una planificación semanal de las actividades coordinadas, que permiten al alumnado preparar una comunicación científica en forma de presentación y de póster, de manera grupal, a lo largo de un semestre y coordinado entre las asignaturas. Los resultados indican que el alumnado lo valora positivamente, y que siempre espera más y mejor de estas experiencias.

Dentro del marco de educación superior se ha apostado por una docencia basada en la evaluación continua, forzando, de alguna manera, al alumnado, a llevar la asignatura al día, y al profesorado, a reinventar la metodología de evaluación. Desde la asignatura de Estadística, cursada en primero de grado de Ciencias del Mar y Biología, se incorporó la resolución de problemas a lo largo del curso como parte de dicha evaluación continua. Con el objetivo de que el alumnado asuma responsabilidades en el proceso de aprendizaje, mejorando la actitud ante un método de evaluación continua, se incorporó la evaluación por pares para la corrección de cada uno de los problemas. Esta metodología de evaluación conlleva que el alumnado tenga que consultar durante el curso los problemas resueltos, estar atento a la evolución de la asignatura, resolver sus dudas y llevar la asignatura al día. El resultado obtenido es que esta metodología de aprendizaje y evaluación por pares ayuda en el proceso de autoaprendizaje, mejora la adquisición de conocimiento, su aplicación reflexiva y crítica a problemas reales. Además, mejora su participación y grado de compromiso a lo largo de todo el proceso.

La dificultad y coste de obtener información en continuo dificulta la cuantificación de los procesos que intervienen en el ciclo hidrológico. Se requieren por tanto métodos de obtención indirecta como la teledetección. El objetivo de este trabajo es la caracterización espacio-temporal de los usos del suelo en la cuenca del Vinalopó, representativa de paisajes fuertemente antropizados y heterogéneos del sureste español. Como información de partida se han utilizado imágenes del sensor Landsat TM para la serie temporal 2000-2010. Se evalúan diferentes aspectos como la mejora en la estimación al incluir imágenes de varias estaciones para un mismo año, (hasta cuatro fechas representativas de las cuatro estaciones del año) o variables auxiliares derivadas del relieve (elevaciones, pendientes y orientaciones) y texturales (semivariograma del albedo y el NDVI). Así mismo se evalúan diferentes métodos de clasificación. Un método paramétrico: Máxima Verosimilitud (ML); dos no paramétricos: Random Forest (RF) y Máquinas de Vectores Soporte (SVM) con kernel radial; y el método paramétrico contextual Sequential Maximum a Posteriori (SMAP). Los parámetros de RF y SVM se optimizan mediante validación cruzada y minimización del error de clasificación. Como medida de bondad en la clasificación se ha utilizado el índice kappa, estimado mediante intervalos de confianza. El proceso de trabajo se desarrolla sobre una plataforma de bajo coste, utilizando programas Open Source (GRASS y R) y como fuentes de información las plataformas liberalizadas de productos Landsat y el Plan Nacional de Teledetección. Los resultados revelan que el uso de imágenes de varias estaciones y variables auxiliares mejora las clasificaciones en todos los algoritmos. En lo referente a los algoritmos de clasificación, el exhaustivo trabajo realizado sobre los polígonos de entrenamiento y validación mejora los resultados de ML, no siendo significativamente peor al resto, a priori más robustos en estas zonas, caracterizadas por la alta variabilidad y falta de normalidad de las variables. También se aprecia una mejora en los resultados de RF y SVM al optimizar sus parámetros. Esta investigación se ha desarrollado bajo el proyecto Modelización Hidrológica en Zonas Semiáridas, realizado por la Fundación Instituto Euromediterráneo del Agua, financiado por la Consejería de Educación, Ciencia e Investigación de la Región de Murcia. De igual forma, ha sido parcialmente financiado por el Proyecto Prometeo de la Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación del Gobierno de Ecuador.

Se analizan diferentes algoritmos para modelizar el contenido de carbono orgánico del suelo con el objeto de crear un mapa para la Región de Murcia (Sudeste de España). Como predictores se utilizaron variables geomorfométricas extraídas a diferentes escalas, variables climáticas y usos y tipos de suelo. Para seleccionar las variables a incluir en el modelo se utilizó el índice de inflación de la varianza, consiguiendo reducirse el número de variables de 187 a 43. Para validar los resultados de los diferentes algoritmos se utiliza bootstrapping sobre un subconjunto de muestras de validación para obtener diversas validaciones. De esta manera se obtiene un intervalo de confianza para los estadísticos de error. Los resultados finales muestran que el algoritmo Random Forest y Máquinas de Vectores Soporte son los que mejores resultados consiguen, con valores medios de los errores cuadráticos medios de 9.4 y 9.46 respectivamente, siendo considerablemente menor el rango de resultados en Random Forest que en Máquinas de Vectores Soporte.

En este trabajo se presenta un conjunto de casos de estudio donde se han aplicado distintas metodologías que ayudan a la formación de conocimiento utilizando aprendizaje autónomo o semiautónomo. En todos los casos propuestos se ha podido percibir por ambas partes del proceso formativo el éxito en los resultados de aprendizaje. Entre los casos de estudio de éxito podemos mencionar: los trabajos cooperativos coordinados entre diversas asignaturas, el uso de “chuletas oficiales” en los exámenes o el aprendizaje por resolución de problemas. En cada caso se ha detallado el contexto de aplicación de la metodología docente, y en los casos que fuese necesario el equivalente en el grado de Biología y Ciencias del Mar. Además, se ha tenido en cuenta la perspectiva del alumnado, junto con la visión del profesorado, para dar mayor amplitud y proyección a la propuesta. Los resultados animan a continuar usando los casos de éxito y mejorar los mismos adaptando al contexto de la materia y mantenerse siempre abiertos a la incorporación de nuevas metodologías para un óptimo aprendizaje.

Actualmente se ha detectado la existencia de un gradiente de biodiversidad, marcado por el eje Nor-Oeste/Sur-Este y justificado por variables ambientales claves como la latitud, salinidad, temperatura, circulación de las masas de agua, etc. La conjunción de estas variables hacen del litoral de Murcia una de las zonas de mayor biodiversidad del Mediterráneo, mar ya de por sí caracterizado por una alta biodiversidad. Una de las singularidades paisajísticas del litoral murciano son los cañones submarinos cercanos a la línea de costa, propuestos en la Cumbre Mundial de Desarrollo Sostenible de Johannesburgo (2002) como hábitats únicos de gran importancia ecológica. La disposición geográfica del litoral murciano lo convierte en una pantalla que frena el agua procedente del Atlántico y que pasa por Gibraltar, configurando un espacio marino en el que convergen especies mediterráneas y atlánticas, tanto a nivel pelágico como nerítico. La Región de Murcia muestra una gran cantidad de hábitats marinos contenidos en la Lista Patrón de Hábitats Marinos presentes en España, pero si existe un hábitat emblemático en el medio marino mediterráneo y, por ende, en el litoral de la Región de Murcia, es el generado por las praderas de Posidonia oceanica (Posidonietum oceanicae). Otro importantísimo valor natural regional es la laguna salada del Mar Menor, hábitat prioritario de la Directiva Hábitats, que alberga importantes poblaciones de caballito de mar, langostinos y otras especies de interés, además de ser un importante lugar de paso e invernada de aves acuáticas, limícolas y marinas. The existence of a biodiversity gradient, marked by the North-West/South-East axis and justified by key environmental variables such as latitude, salinity, temperature, movement of water bodies, etc., has been detected. The combination of these variables makes the Murcia coastline one of the most biodiverse areas in the Mediterranean, a sea that is already characterised by high degree of biodiversity. One of the unique landscape features of the Murcia coast are submarine canyons near the coastline, proposed at the World Summit on Sustainable Development in Johannesburg (2002) as unique habitats of great ecological importance. Its geographical layout converts the Murcia coast into a screen that stops the water from the Atlantic that passes through the Straits of Gibraltar, forming a marine space in which Mediterranean and Atlantic pelagic and neritic species converge. The Murcia Region possess a wide range of marine habitats that figure in the Master List of Marine Habitats present in Spain, but if there is one emblematic habitat in the Mediterranean marine environment and, therefore, on the Murcia Region coastline, then it is that generated by the meadows of Neptune grass (Posidonietum oceanicae). Another important natural regional value is the Mar Menor saltwater lagoon, a priority habitat in the Habitats Directive, which hosts significant populations of seahorses, shrimp and other species of interest, in addition to being an important wintering stopover for waterfowl, shorebirds and marine fowl.

El descriptor 1 de la Ley 41/2010 de protección del medio marino, trasposición a la ley española de la Directiva Marco sobre la Estrategia Marina (DMEM: 2008/56/CE) dice textualmente "Se mantiene la biodiversidad. La calidad y la frecuencia de los hábitats y la distribución y abundancia de las especies están en consonancia con las condiciones fisiográficas, geográficas y climáticas". Según el Convenio sobre la Diversidad Biológica (UNCED, 1992), ésta se define como: "La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre especies y de los ecosistemas".

La aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) se ha extendido en el mundo científico-técnico, donde se ha convertido en un instrumento de análisis y almacenamiento de información imprescindible. El uso de los SIG abarca casi cualquier aplicación en la que haya una componente espacial, como usos militares, aplicaciones en infraestructuras, planificación territorial, etc. En el medio marino se pueden aplicar para teledetección, cartografía digital, geoestadística, análisis y modelación espacial, Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE), visores web, etc. En 1988, la Región de Murcia impulsó el proyecto de cartografía binómica del litoral murciano, siendo un instrumento que ha ido actualizándose hasta nuestros días. En comparación con otras regiones mediterráneas españolas, el litoral murciano es el tramo del litoral mediterráneo con la información cartográfica más completa y precisa, además del SIG marino más avanzado. Son numerosos los trabajos y aplicaciones en los que se ha utilizado como base la cartografía y los datos asociados, como la Red Natura 2000, ‘Programa de gestión integrada del litoral del Mar Menor y su zona de influencia’, caracterización ambiental para la propuesta de Reservas Marinas, diagnóstico medioambiental, etc. The application of Geographic Information Systems (GIS) has been widespread in the scientific-technical world, where they have become a tool for the analysis and storage of essential information. The use of GIS covers almost any application in which there is a spatial component, such as military applications, infrastructure applications, territorial planning, etc. In the marine environment, they can be applied to remote sensing, digital mapping, geostatistics, spatial analysis and modelling, spatial data infrastructure (SDI), web viewers, etc. In 1988, the Murcia Region launched a project for the binomial mapping Murcia coastline, an instrument that has been subject to constant updates ever since. Compared to other Spanish Mediterranean regions, the Murcia coastline is the stretch of Mediterranean coast with the most complete and accurate cartographic information, in addition to the most advanced marine GIS. Mapping and related dated have been employed as the base of numerous studies and applications, Natura 2000 Network, the “Integrated management programme for the Mar Menor and its area of influence”, environmental characterization for the proposed Marine Reserves, environmental diagnostics, etc.

La presente tesis se enmarca en la Demarcación Hidrográfica del Segura (DHS), una típica región mediterránea semiárida situada en el sureste de la península ibérica, en la que los recursos hídricos disponibles son escasos. Dicha escasez hace que la DHS sea especialmente vulnerable al cambio climático, cuyas consecuencias ya son una realidad a nivel global y que podría derivar en las próximas décadas en un descenso de las aportaciones en régimen natural y de la recarga de los acuíferos. Este contexto, hace imprescindible la realización de estudios encaminados a la obtención de la mejor información posible que permita seguir mejorando la planificación, gestión sostenible y modelización de los recursos hídricos. En este sentido, el principal objetivo de esta tesis es contribuir a la mejora de la información disponible respecto a diferentes aspectos relacionados con el proceso de evapotranspiración en ambientes semiáridos. El desarrollo de esta tesis se ha estructurado en 3 grandes capítulos. En el primero de estos 3 capítulos se ha llevado a cabo una comparación de distintos métodos para la estimación en la DHS y en días despejados de la temperatura instantánea del aire a la hora del paso diurno de los satélites TERRA y AQUA (Tinst) y de las temperaturas máximas y mínimas del aire (Tmax y Tmin). Este capítulo deriva del requerimiento de gran parte de los modelos que actualmente se utilizan para la modelización de la evapotranspiración real (ETR), de capas de temperatura instantánea del aire a la hora de paso de los satélites TERRA y AQUA. En dicha modelización está centrado el segundo de los capítulos de desarrollo de la tesis. Concretamente en este primer capítulo se han comparado 9 métodos para la estimación de Tinst y 7 métodos para la estimación de Tmax y Tmin. Entre dichos métodos se han utilizado 2 métodos de aprendizaje automático, Random Forest (RF) y Support Vector Machine (SVM), hasta ahora escasamente utilizados para estimar la temperatura del aire. Además, se ha utilizado un modelo de regresión lineal múltiple (MRLM), kriging ordinario (OK), el modelo TVX, el modelo Parton-Logan y 3 modelos de regresion-kriging a partir de MRLM, RF y SVM. Como variables predictoras de los diferentes modelos de regresión se han utilizado una combinación de variables geográficas y ambientales fáciles de obtener a partir de modelos digitales de elevación o imágenes de satélite. Dichas variables han sido utilizadas en otros estudios para la estimación de la temperatura del aire. Los mejores resultados para la estimación de Tinst se han obtenido para RF, los 3 modelos regresion-kriging y para Parton-Logan, que a diferencia del resto de modelos no requiere datos observados de Tinst. Por su parte, para la temperatura máxima, los mejores resultados se han obtenido para RF y el modelo regresion-kriging basado en RF, mientras que para la temperatura mínima no se han obtenido diferencias significativas entre los diferentes métodos. En el segundo capítulo se han propuesto diferentes variaciones a los modelos 3T y TDTM, recientemente desarrollados para la obtención de valores de ETR en ambientes semiáridos a partir de datos obtenidos mediante teledetección. Las distintas variaciones propuestas han sido validadas con los datos obtenidos para dos torres de flujo (ES-LJU y ES-AMO) situadas en la provincia de Almería en zonas de matorral y en un ambiente semiárido. Además, en este capítulo se ha analizado la distribución espacial de los valores de ETR obtenidos para dichas variaciones en la DHS. Para las distintas variaciones propuestas para el modelo 3T se han obtenido resultados bastante peores que en otros estudios, con un RMSE que oscila entre los 0,97 y 20 mm para ES-LJU y entre los 0,83 y 2,38 mm para ES-AMO. Estos valores tan altos se deben principalmente a la elevada sobreestimación de la transpiración obtenida en este capítulo. Sin embargo, para el modelo TDTM-NDVI-corr, una de las variaciones propuestas en este trabajo del modelo TDTM, si se han obtenido resultados muy prometedores y más si cabe teniendo en cuenta la sencillez de su implementación. Para dicho modelo, para ES-AMO se ha obtenido un RMSE de 0,32 mm y para ES-LJU de 0,33 mm, un valor que es similar a los mejores resultados obtenidos en otros estudios para ES-LJU. Además, la distribución espacial obtenida para TDTM-NDVI-corr es la más coherente con las características del área de estudio de todas las variaciones propuestas. En el tercer capítulo se ha propuesto una metodología para obtener, evaluar y comparar ensembles multimodelo (MMEs) de ET0 basados en algunos de los métodos que tradicionalmente se han utilizado para ello y en dos métodos de aprendizaje automático (Random Forest y Support Vector Machine), con el fin de obtener series diarias de ET0 para el siglo XXI y para los escenarios de cambio climático RCP4.5 y RCP8.5, que tengan el menor sesgo posible, dentro de la incertidumbre asociada a todo el proceso de obtención de las proyecciones regionalizadas de temperatura. Los valores de ET0 se han obtenido a partir del método de Hargreaves calibrado. Entre los 11 MMEs analizados, el mejor rendimiento se ha obtenido para el MME basado en Random Forest, siendo este significativamente mejor que para el resto de MMEs y series individuales de ET0, excepto para el MME basado en el método LAD. Además, en este capítulo a partir del MME para el que mejor resultados se ha obtenido (el basado en Random Forest) se ha analizado el impacto del cambio climático sobre la ET0, en la DHS. En relación con ello, a escala anual se ha obtenido un incremento significativo de la ET0, para los dos escenarios de emisión contemplados y que el mayor incremento se registraría en las zonas de cabecera de los ríos Segura y Mundo, de donde proceden la mayor parte de las aportaciones en régimen natural de la DHS. En esta tesis el proceso de adquisición y depuración de la información, así como la automatización del proceso de trabajo y el análisis y la obtención de resultados, estará basado en el uso de Sofware libre, concretamente en el uso de GRASS como Sistema de Información Geográfica y R-CRAN para el análisis y descarga de datos. Esto facilitará la reproducibilidad de los distintos capítulos de esta tesis en otras investigaciones. This thesis is framed within the Segura Hydrographic Demarcation, a typical semi-arid Mediterranean region located in the southeast of the Iberian Peninsula, in which available water resources are scarce. This scarcity makes DHS especially vulnerable to climate change, which consequences are already a reality at a global level, and which could lead to a decrease in the contributions in natural regime and of the recharge of aquifers in the coming decades. This context makes it essential to carry out studies aimed at obtaining the best possible information that allows to continue improving the planning, sustainable management and modeling of water resources. In this sense, the main objective of this thesis is to contribute to the improvement of the available information regarding different aspects related to the evapotranspiration process in semi-arid environments. The development of this thesis has been structured in 3 large chapters. In the first of these 3 chapters has carried out a comparison of different methods for the estimation in the DHS and on clear days of the instantaneous air temperature at the time of the daytime passage of the TERRA and AQUA satellites (Tinst) and the maximum and minimum air temperatures (Tmax and Tmin). This chapter derives of the need of a large part of the models that are currently used for modeling ETR, of instantaneous air temperature layers at the time of passage of the TERRA and AQUA satellites. In this modeling it is centered the second of the development chapters of the thesis. Specifically, in this first chapter have been compared 9 methods for the estimation of Tinst and 7 methods for the estimation of Tmax and Tmin. Among these methods, 2 machine learning methods have been used, Random Forest (RF) and Support Vector Machine (SVM), until now little used to estimate air temperature. In addition, has been used a multiple linear regression model (MRLM), ordinary kriging (OK), the TVX model, the Parton-Logan model and 3 regression models from MRLM, RF and SVM. As predictor variables of the different models of regression, have been used a combination of geographic and environmental variables, which can be easily obtained from digital elevation models or satellite images. These variables have been used in other studies to estimate air temperature. The best results for the estimation of Tinst have been obtained for RF, the 3 regression-kriging models and for Parton-Logan, which, unlike the rest of the models, does not require observed data of Tinst. For its part, for the maximum temperature, the best results have been obtained for RF and the regression-kriging model based on RF, while for the minimum temperature have not been obtained significant differences between the different methods. In the second chapter different variations have been proposed to the 3T and TDTM models, recently developed to obtain ETR values in semi-arid environments from of data obtained by remote sensing. The proposed variations have been validated with the data obtained for 2 flow towers (ES-LJU and ES-AMO) located in the province of Almería in scrub areas and in a semi-arid environment. In addition, in this chapter has been analyzed the spatial distribution of the ETR values obtained for said variations in the DHS. For the different variations proposed for the 3T model, the results obtained have been considerably worse than in other studies, with a RMSE ranging between 0,97 and 20 mm for ES-LJU and between 0,83 and 2,38 mm for ES-AMO. These high values are motivated mainly due to the high overestimation of transpiration obtained in this chapter. Howewer, for the TDTM-NDVI-corr model, one of the variations proposed in this chapter of the TDTM model, very promising have been obtained (RMSE of 0,32 mm for ES-AMO and of 0,33 mm for ES-LJU). Furthermore, the spatial distribution obtained for TDTM-NDVI-corr model is the most coherent with the characteristics of the study area of all the proposed variations. In the third chapter, a methodology has been proposed to obtain, evaluate and compare multimodel ensembles (MMEs) of ET0 based on some of the methods that traditionally have been used for this and in two machine learning methods (Random Forest and Support Vector Machine), in order to obtain daily series of ET0 for the 21st century and for the climate change scenarios RCP4.5 and RCP8.5, which have the least possible bias, within of the uncertainty associated with the entire process of obtaining regionalized projections temperature. ET0 values have been obtained from the method of Hargreaves calibrated. Among the 11 MMEs analyzed, the best performance has been obtained for the MME based on Random Forest, which is significantly better than for the rest of MMEs and individual ET0 series, except for the MME based on the LAD method. Also, in this chapter from the MME for which the best results have been obtained (MME based on Random Forest) has been analyzed the impact of climate change on ET0 in the DHS. In relation to this, on an annual scale a significant increase of the ET0 has been obtained for the two scenarios emissions contemplated and that the greatest increase would be recorded in the headwater areas of the Segura and Mundo rivers, the area where most of the DHS water resources are produced. In this thesis, the information acquisition and purification process, as well as the automation of the work process and the analysis and obtaining of results, will be based on the use of open Software, specifically in the use of GRASS as a Geographic Information System and R-CRAN for the analysis and download of the data. This will facilitate the reproducibility of the different chapters of this thesis in other studies.