Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Valle, Robson Felipe do
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UTFPR
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: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26216
Resumo: Soil impermeabilization, the reduction of green areas, the absence of maintenance in sewers and the lack of palliative measures relating to high levels of precipitation have caused countless cases of floods. Therefore, It is of paramount importance to know the levels of precipitation in order to produce proper urban planning. The city of Curitiba-PR had 13 floods in March 2021, that is, the problem is still recurrent. Thus, a neural network method was applied from 2010 to 2020 in the city of Curitiba, Brazil with the intent of predicting the risk of floods by using precipitation data and numbers of flooded streets throughout the period. The neural network used was Feed Forward, in which the processing occurs from the input layer towards the output layer, without feedback. And to train the network, a standard Bayesian reverse propagation regularization algorithm was used, which minimizes the linear combinations. For the precipitation statistics it was used data from National Meteorological Institute (INMET) and for the flooded streets statistics it was used data from the Civil Defense of Curitiba. It was observed that by the use of seven neurons the coefficient of determination (R²) was significantly higher, producing the number of 0,9829 as the prevision of flooded streets. Twelve neural networks were tested to predict flooded streets in one year, with R² greater than 0.95 in all networks. Therefore, with the use of neural networks it was possible to predict the risk of floods in relation to the precipitation levels.
id UTFPR-12_3da19be17ca97ca242924368408b35bb
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26216
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PREvaluation of the use of neural networks to predict flood risk in urban areas in the city of Curitiba / PRDrenagemPrecipitação (Meteorologia) - PrevisãoRedes neurais (Computação)Avaliação de riscos ambientaisInundações - Previsão - Curitiba (PR)DrainagePrecipitation forecastingNeural networks (Computer science)Environmental risks assessmentFloods - Forecasting - Curitiba (PR)CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILEngenharia CivilSoil impermeabilization, the reduction of green areas, the absence of maintenance in sewers and the lack of palliative measures relating to high levels of precipitation have caused countless cases of floods. Therefore, It is of paramount importance to know the levels of precipitation in order to produce proper urban planning. The city of Curitiba-PR had 13 floods in March 2021, that is, the problem is still recurrent. Thus, a neural network method was applied from 2010 to 2020 in the city of Curitiba, Brazil with the intent of predicting the risk of floods by using precipitation data and numbers of flooded streets throughout the period. The neural network used was Feed Forward, in which the processing occurs from the input layer towards the output layer, without feedback. And to train the network, a standard Bayesian reverse propagation regularization algorithm was used, which minimizes the linear combinations. For the precipitation statistics it was used data from National Meteorological Institute (INMET) and for the flooded streets statistics it was used data from the Civil Defense of Curitiba. It was observed that by the use of seven neurons the coefficient of determination (R²) was significantly higher, producing the number of 0,9829 as the prevision of flooded streets. Twelve neural networks were tested to predict flooded streets in one year, with R² greater than 0.95 in all networks. Therefore, with the use of neural networks it was possible to predict the risk of floods in relation to the precipitation levels.A impermeabilização do solo, redução de áreas verdes, ausência de manutenção em redes de drenagem e medidas paliativas, relacionadas as altas precipitações, tem causado inúmeros casos de alagamentos. Portanto, a necessidade de conhecer os níveis de precipitação que podem gerar alagamentos é de suma importância para produzir planejamento urbano adequado. A cidade de Curitiba-PR, apresentou 13 alagamentos em março de 2021, ou seja, o problema ainda é recorrente. Ao observar os números de recorrências, utilizou a metodologia de redes neurais, aplicada no período de 2010 a 2020 da cidade de Curitiba-PR, com a intenção de prever os riscos de alagamentos, através das precipitações e dos números de ruas alagadas para os próximos períodos. A rede neural utilizada foi de Feed Forward, a qual o processamento ocorre da camada de entrada em direção a camada de saída, sem realimentação. E para treinar a rede, foi utilizado um algoritmo de regularização padrão Bayesiano de propagação reversa, que minimiza as combinações lineares. Para composição dos dados de precipitação foram utilizados dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e para os números de ruas alagadas foram utilizados os chamados da Defesa Civil de Curitiba. Observou-se que a utilização de sete (7) neurônios, produz o coeficiente de determinação (R²) mais elevado, com 0,9829, para previsões de ruas alagadas. Foram testadas 12 redes neurais para prever ruas alagadas em um ano, com R² superior a 0,95 em todas as redes. Portanto, com a utilização das redes neurais é possível prever riscos de alagamentos em função dos níveis de precipitação.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUTFPRFreire, Flavio Benteshttps://orcid.org/0000-0002-5459-5578http://lattes.cnpq.br/5516837837393064Andrade, Fernando Oliveira dehttps://orcid.org/ 0000-0003-4348-7966http://lattes.cnpq.br/5175699449525205Freire, Flavio Benteshttps://orcid.org/0000-0002-5459-5578http://lattes.cnpq.br/5516837837393064Conceição, Vinicius Masquetti dahttps://orcid.org/0000-0001-8714-3810http://lattes.cnpq.br/9614903174867724Valle, Robson Felipe do2021-10-25T22:11:56Z2021-10-25T22:11:56Z2021-07-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVALLE, Robson Felipe do. Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR . 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26216porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-10-26T06:05:50Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26216Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-10-26T06:05:50Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
Evaluation of the use of neural networks to predict flood risk in urban areas in the city of Curitiba / PR
title Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
spellingShingle Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
Valle, Robson Felipe do
Drenagem
Precipitação (Meteorologia) - Previsão
Redes neurais (Computação)
Avaliação de riscos ambientais
Inundações - Previsão - Curitiba (PR)
Drainage
Precipitation forecasting
Neural networks (Computer science)
Environmental risks assessment
Floods - Forecasting - Curitiba (PR)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Engenharia Civil
title_short Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
title_full Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
title_fullStr Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
title_full_unstemmed Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
title_sort Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR
author Valle, Robson Felipe do
author_facet Valle, Robson Felipe do
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Freire, Flavio Bentes
https://orcid.org/0000-0002-5459-5578
http://lattes.cnpq.br/5516837837393064
Andrade, Fernando Oliveira de
https://orcid.org/ 0000-0003-4348-7966
http://lattes.cnpq.br/5175699449525205
Freire, Flavio Bentes
https://orcid.org/0000-0002-5459-5578
http://lattes.cnpq.br/5516837837393064
Conceição, Vinicius Masquetti da
https://orcid.org/0000-0001-8714-3810
http://lattes.cnpq.br/9614903174867724
dc.contributor.author.fl_str_mv Valle, Robson Felipe do
dc.subject.por.fl_str_mv Drenagem
Precipitação (Meteorologia) - Previsão
Redes neurais (Computação)
Avaliação de riscos ambientais
Inundações - Previsão - Curitiba (PR)
Drainage
Precipitation forecasting
Neural networks (Computer science)
Environmental risks assessment
Floods - Forecasting - Curitiba (PR)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Engenharia Civil
topic Drenagem
Precipitação (Meteorologia) - Previsão
Redes neurais (Computação)
Avaliação de riscos ambientais
Inundações - Previsão - Curitiba (PR)
Drainage
Precipitation forecasting
Neural networks (Computer science)
Environmental risks assessment
Floods - Forecasting - Curitiba (PR)
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Engenharia Civil
description Soil impermeabilization, the reduction of green areas, the absence of maintenance in sewers and the lack of palliative measures relating to high levels of precipitation have caused countless cases of floods. Therefore, It is of paramount importance to know the levels of precipitation in order to produce proper urban planning. The city of Curitiba-PR had 13 floods in March 2021, that is, the problem is still recurrent. Thus, a neural network method was applied from 2010 to 2020 in the city of Curitiba, Brazil with the intent of predicting the risk of floods by using precipitation data and numbers of flooded streets throughout the period. The neural network used was Feed Forward, in which the processing occurs from the input layer towards the output layer, without feedback. And to train the network, a standard Bayesian reverse propagation regularization algorithm was used, which minimizes the linear combinations. For the precipitation statistics it was used data from National Meteorological Institute (INMET) and for the flooded streets statistics it was used data from the Civil Defense of Curitiba. It was observed that by the use of seven neurons the coefficient of determination (R²) was significantly higher, producing the number of 0,9829 as the prevision of flooded streets. Twelve neural networks were tested to predict flooded streets in one year, with R² greater than 0.95 in all networks. Therefore, with the use of neural networks it was possible to predict the risk of floods in relation to the precipitation levels.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-10-25T22:11:56Z
2021-10-25T22:11:56Z
2021-07-28
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv VALLE, Robson Felipe do. Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR . 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26216
identifier_str_mv VALLE, Robson Felipe do. Avaliação da utilização de redes neurais para previsão do risco de inundação em áreas urbanas na cidade de Curitiba/PR . 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26216
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498301792616448