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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17400
metadata.dc.type: | Dissertação |
Issue Date: | 14-Dec-2021 |
metadata.dc.creator: | ALMEIDA, Anderson Francisco de Sousa |
metadata.dc.description.affiliation: | UFRA - Universidade Federal Rural da Amazônia |
metadata.dc.contributor.advisor1: | GONZÁLEZ, Marcos Tulio Amaris |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | MERLIN, Bruno |
Title: | Implementação de modelos computacionais na predição temporal e espaço-temporal de parâmetros de qualidade de água |
Citation: | ALMEIDA, Anderson Francisco de Sousa. Implementação de modelos computacionais na predição temporal e espaço-temporal de parâmetros de qualidade de água. Orientador: Marcos Amaris; Coorientador: Bruno Merlin. 2021. 60 f. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) – Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17400. Acesso em:. |
metadata.dc.description.resumo: | A qualidade da água esta diretamente relacionada com o nível de poluição causada pelas acoes antrópicas e industrias, destacando-se como consequência a redução da disponibilidade de uma água de qualidade. Por isso, são realizados os monitoramentos limnológicos dos parâmetros básicos da qualidade da água como forma de obtenção de dados que norteiam as tomadas de decisão dos órgãos de recursos hídricos. Neste contexto, o presente estudo tem a implementação de algoritmos de aprendizado de maquina para predizer de modo temporal e espaço-temporal os dados dos parâmetros da qualidade da água. As técnicas de aprendizado de maquina usadas foram regressão linear, ramdom forest, redes neurais MLP e L STM. Foram usados dois pontos de coletas de uma Unidade Gerenciamento de Recursos Hídricos em São Paulo, Brasil. Os modelos são avaliados atraves de métricas MAPE ( Erro percentual médio absoluto) e RMSE( Erro raiz quadrada média). Portanto, na predição temporal a técnica LSTM apresentou o melhor desempenho em relação as demais técnicas, pois tem menor resultado de RMSE médio, com 2,47. Porem, na predição espaço-temporal, o MLP tem os melhores desempenhos tanto em relação as demais técnicas quanto aos dados utilizados, pois tem menores resultados médios de MAPE e RMPE, respectivamente, 5,94% e 1,34. Desse modo, estes desempenhos neurais podem ser justificados pela não linearidade dos dados parâmetros. Além disso, os resultados dos experimentos visam contribuir com os processos de monitoramento da qualidade da água e auxiliar o planejamento da gestão hídrica de modo que atenda as legislações vigentes e possibilite a indicação de politicas publicas atraves de modelos de aprendizado de maquina na predição dos parâmetros de qualidade de água. |
Abstract: | The quality of water is directy related to is level of pollution caused by anthropic and industrial actions, with a consequent reduction in the availability of quality water. Therefore, limological monitorig of the basic parameters os water quality is carried out, as away of obtaining data that guide the decision-making of water resouces management bodies. In this context, the present study has the implementation of machine learning algorithms to predict temporal and spatiotemporal water quality parameter data. The ML techniques used were linear regression, ramdom forest, MLP and LSTM neural networks. Two collection points from a Water Resources Management Unit in São Paulo, Brazil were used. Models are evaluated using MAPE( mean absolute percentage eror) and RMSE( root mean squared erro) metrics. Therefore, in temporal prediction, the LSTM technique presented the best performace in relation to the other techniques and the data used, as it has the lowest average RMSE result, with 2.47. However, in spatiotemporal prediction, MLP has the best performace both in relation to the other techniques and the data used , as it has the lowest averagee results of MAPE and RMSE, respectively, 5.94% and 1.34. Thus, these performaces of neural networks can be justified by the non-linearity of the parameter data. Other than that, the results of the experiments aim to contribute to the water quality monitorng process and assist in the planning of water management, so that it meets current legislation and enales the indication of public policies, through machine learning models in prediction of water quality parametes. |
Keywords: | Qualidade da água Aprendizado de máquina Regressão Redes neurais artificiais Water quality Machine learning Regression Artificial neural networks |
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: | COMPUTAÇÃO APLICADA |
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: | DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::QUALIDADE DO AR, DAS AGUAS E DO SOLO |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal do Pará |
metadata.dc.publisher.initials: | UFPA |
metadata.dc.publisher.department: | Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia - NDAE/Tucuruí |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada |
metadata.dc.rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.source.uri: | Disponível na internet via correio eletrônico: bibliocamtuc@ufpa.br |
Appears in Collections: | Dissertações em Computação Aplicada (Mestrado) - PPCA/NDAE/Tucuruí |
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