Avaliação e Modelagem da Evapotranspiração de Referência Usando Diferentes Técnicas de Aprendizado de Máquina para uma Savana Tropical Brasileira
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6570 |
Resumo: | Meteorological elements have different influences on the environment and can significantly modify the natural vegetation development process, thus contributing to climate change. This study investigated the use of meteorological variables to determine Reference Evapotranspiration (ETo) in a transition region between the Cerrado and the Pantanal. The aim was to apply machine learning techniques to determine ETo with as few variables as possible. The results indicate that the application of artificial intelligence can promote substantial improvements in environmental modeling when alternative forecasting techniques are employed, resulting in reduced project costs and more reliable results. This research sought to identify the most efficient combination of machine learning techniques, such as Artificial Neural Networks, Random Forest and Support Vector Machines. As a result, a new model was developed, which depends on a smaller number of climatic variables compared to the Penman-Monteith method (the standard method for estimating reference evapotranspiration) and which manages to efficiently describe ETo. Machine learning techniques have proved highly effective in this type of modeling, due to their ability to process large volumes of data and identify the best interactions between the parameters involved. Furthermore, when artificial neural networks are used, an accuracy of over 94% was obtained in determining ETo when using a reduced number of variables compared to the standard method. |
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2023-09-19T18:50:33Z2023-09-19T18:50:33Z2023https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6570Meteorological elements have different influences on the environment and can significantly modify the natural vegetation development process, thus contributing to climate change. This study investigated the use of meteorological variables to determine Reference Evapotranspiration (ETo) in a transition region between the Cerrado and the Pantanal. The aim was to apply machine learning techniques to determine ETo with as few variables as possible. The results indicate that the application of artificial intelligence can promote substantial improvements in environmental modeling when alternative forecasting techniques are employed, resulting in reduced project costs and more reliable results. This research sought to identify the most efficient combination of machine learning techniques, such as Artificial Neural Networks, Random Forest and Support Vector Machines. As a result, a new model was developed, which depends on a smaller number of climatic variables compared to the Penman-Monteith method (the standard method for estimating reference evapotranspiration) and which manages to efficiently describe ETo. Machine learning techniques have proved highly effective in this type of modeling, due to their ability to process large volumes of data and identify the best interactions between the parameters involved. Furthermore, when artificial neural networks are used, an accuracy of over 94% was obtained in determining ETo when using a reduced number of variables compared to the standard method.Elementos meteorológicos possuem diferentes influências no ambiente, podendo modificar significativamente o processo natural de desenvolvimento da vegetação e contribuindo assim para as mudanças climáticas. Nesse estudo foi investigado a utilização de variáveis meteorológicas para a determinação da Evapotranspiração de Referência (ETo) em uma região de transição entre o Cerrado e o Pantanal. O objetivo foi o de aplicar técnicas de aprendizado de máquina para determinar a ETo com o mínimo de variáveis possível. Os resultados indicam que a aplicação da inteligência artificial pode promover melhorias substanciais na modelagem ambiental, quando técnicas de previsão alternativas são empregadas, resultando em redução dos custos do projeto e obtenção de resultados mais confiáveis. A presente pesquisa buscou identificar a combinação mais eficiente de técnicas de aprendizado de máquina, tais como Redes Neurais Artificiais, Random Forest e Support Vector Machines. Como resultado foi desenvolvido um novo modelo, o qual depende de um menor número de variáveis climáticas em comparação com o método Penman-Monteith (método padrão para estimar a Evapotranspiração de Referência) e que consegue descrever de forma eficiente a ETo. As técnicas de aprendizado de máquina se mostraram altamente eficazes nesse tipo de modelagem, devido à sua capacidade de processar grandes volumes de dados e identificar as melhores interações entre os parâmetros envolvidos. Além disso, quando as redes neurais artificiais são empregadas, foi obtida uma acurácia superior a 94% na determinação da ETo ao se utilizar um número reduzido de variáveis em comparação com o método padrão.Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do SulUFMSBrasilPantanalmudanças climáticascombinaçãointeligência artificialredes neurais artificiais.Avaliação e Modelagem da Evapotranspiração de Referência Usando Diferentes Técnicas de Aprendizado de Máquina para uma Savana Tropical Brasileirainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisThiago Rangel RodriguesThiago Alves Spontoniinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMSinstname:Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)instacron:UFMSORIGINALTese Corrigida - Thiago Alves Spontoni.pdfTese Corrigida - Thiago Alves Spontoni.pdfapplication/pdf3722528https://repositorio.ufms.br/bitstream/123456789/6570/-1/Tese%20Corrigida%20-%20Thiago%20Alves%20Spontoni.pdf5d154cae3cef4ae8e1d242bbf604810dMD5-1123456789/65702023-09-19 14:50:34.721oai:repositorio.ufms.br:123456789/6570Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufms.br/oai/requestri.prograd@ufms.bropendoar:21242023-09-19T18:50:34Repositório Institucional da UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS)false |
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