Desenvolvimento de modelos em redes neurais para simulação de precipitação na irrigação por aspersão.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: MENEZES, Paulo Lopes de.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/28043
Resumo: A eficiência de um sistema de irrigação por aspersão depende do desempenho do aspersor, que é dependente de algumas características como diâmetro do bocal, pressão de operação, velocidade e direção do vento, disposição e espaçamento no campo. A determinação dos coeficientes de uniformidade e a eficiência dos sistemas de aspersão dependem, em geral, de ensaios em campo que envolvem tempo e recursos financeiros. Uma alternativa para reduzir custo e tempo é a utilização de simulações para estimar os valores de precipitação ou dos coeficientes de uniformidade e eficiência. Neste trabalho foi proposta e testada a aplicação de uma rede neural artificial (RNA) do tipo Perceptron Multicamadas para simular a precipitação de um aspersor cujos parâmetros de entrada são os valores de pressão de operação, velocidade do vento, direção do vento e diâmetro do bocal do aspersor. Ensaios foram feitos em campo com um aspersor operando em uma malha de 16 x 16 coletores com espaçamento de 1,5 m, e diferentes combinações de bocais, pressões e condições de vento. Uma rede neural artificial foi treinada com vista a simular e estimar os valores de precipitação para o aspersor, dentro das condições ensaiadas. O modelo RNA apresentou bons resultados na simulação da precipitação com correlação de Spearman entre os dados obtidos em ensaio de campo e os dados simulados, apresentado valores entre 0,92 e 0,97 para dez ensaios analisados. Para a correlação entre o perfil de distribuição com os dados simulados pelo modelo RNA e os dados obtidos em ensaio de campo foram observados, para os mesmos dez ensaios, valores de coeficiente R2 de 0,95 a 0,99. O modelo RNA mostrou-se promissor na simulação da precipitação de aspersores em sistemas de irrigação por aspersão.
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spelling Desenvolvimento de modelos em redes neurais para simulação de precipitação na irrigação por aspersão.Development of models in neural networks for simulation of precipitation in sprinkler irrigation.Redes neurais artificiais - modelosSimulação da precipitação - irrigação por aspersãoIrrigação por aspersãoIrrigação e drenagemModelagem e simulaçãoModelo computacionalAspersoresUniformidade de distribuição - irrigaçãoSistema de irrigação por aspersãoCoeficientes de uniformidade - sistemas de aspersãoRede neural artificial perceptron multicamadasPerceptron multicamadas - rede neural artificialAlgoritmo de treinamento backpropagationArtificial neural networks - modelsPrecipitation simulation - sprinkler irrigationSprinkler irrigationIrrigation and drainageModeling and simulationComputational modelSprinklersDistribution uniformity - irrigationSprinkler irrigation systemUniformity coefficients - sprinkler systemsMultilayer perceptron artificial neural networkBackpropagation training algorithmEngenharia de Agrícola.A eficiência de um sistema de irrigação por aspersão depende do desempenho do aspersor, que é dependente de algumas características como diâmetro do bocal, pressão de operação, velocidade e direção do vento, disposição e espaçamento no campo. A determinação dos coeficientes de uniformidade e a eficiência dos sistemas de aspersão dependem, em geral, de ensaios em campo que envolvem tempo e recursos financeiros. Uma alternativa para reduzir custo e tempo é a utilização de simulações para estimar os valores de precipitação ou dos coeficientes de uniformidade e eficiência. Neste trabalho foi proposta e testada a aplicação de uma rede neural artificial (RNA) do tipo Perceptron Multicamadas para simular a precipitação de um aspersor cujos parâmetros de entrada são os valores de pressão de operação, velocidade do vento, direção do vento e diâmetro do bocal do aspersor. Ensaios foram feitos em campo com um aspersor operando em uma malha de 16 x 16 coletores com espaçamento de 1,5 m, e diferentes combinações de bocais, pressões e condições de vento. Uma rede neural artificial foi treinada com vista a simular e estimar os valores de precipitação para o aspersor, dentro das condições ensaiadas. O modelo RNA apresentou bons resultados na simulação da precipitação com correlação de Spearman entre os dados obtidos em ensaio de campo e os dados simulados, apresentado valores entre 0,92 e 0,97 para dez ensaios analisados. Para a correlação entre o perfil de distribuição com os dados simulados pelo modelo RNA e os dados obtidos em ensaio de campo foram observados, para os mesmos dez ensaios, valores de coeficiente R2 de 0,95 a 0,99. O modelo RNA mostrou-se promissor na simulação da precipitação de aspersores em sistemas de irrigação por aspersão.The efficiency of a sprinkler irrigation system depends on the performance of the sprinkler head, which is dependent on certain characteristics such as nozzle diameter, operating pressure, wind speed and direction, and layout and spacing in the field. Determining the coefficients of uniformity and the efficiency of sprinkler systems usually depends on field trials requiring time and financial resources. One alternative to reduce time and expense is the use of simulations to estimate the values of water distribution or the coefficients of uniformity and efficiency. In this study, we proposed and tested the application of a multilayer perceptron-type artificial neural network (ANN) to simulate the precipitation of a sprinkler having as input parameters the values of operating pressure, wind speed, wind direction, and sprinkler nozzle diameter. Trials were performed in the field with sprinklers operating in a grid of 16 x 16 collectors with 1.5 meter spacing, with different combinations of nozzles, pressures, and wind conditions. An artificial neural network was trained to simulate and estimate the water distribution values for the sprinkler at conditions tested. The ANN model showed good results in the simulation of precipitation, with the Spearman correlation ( ) between the data obtained in the field trial and the simulated data having values between 0.92 and 0.97 for the ten trials analyzed. For the correlation between the distribution profile with the data simulated by the ANN model and the data obtained in field trials, for the same ten trials, R2 coefficient values of 0.95 to 0.99 were observed. The ANN model shows promise in the simulation of water distribution of sprinklers in sprinkler irrigation systems.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLAUFCGAZEVEDO, Carlos Alberto Vieira de.AZEVEDO, C. A. V.http://lattes.cnpq.br/4086387731166686EYNG, Eduardo.EYNG, E.http://lattes.cnpq.br/1101075438495044LIMA, Vera Lúcia Antunes de.LIMA, V. L. A.http://lattes.cnpq.br/5379077061489077DANTAS NETO, José.DANTAS NETO, J.AZEVEDO, Márcia Rejane de Queiroz Almeida.AZEVEDO, M. R. Q. A.APRÍGIO, Antônio.APRÍGIO, A.MENEZES, Paulo Lopes de.2022-11-28T18:44:32Z2022-11-282022-11-28T18:44:32Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/28043MENEZES, Paulo Lopes de. Desenvolvimento de modelos em redes neurais para simulação de precipitação na irrigação por aspersão. 2014. 91f. (Tese de Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014. 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