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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37377
Tipo: Dissertação
Título: Aprendizagem de máquina para detecção de áreas de aluvião: um estudo no semiárido brasileiro
Autor(es): Vio, Daniel Baptista
Orientador: Motta, Gustavo Henrique Matos Bezerra
Orientador: Souza, Jonas Otaviano Praça de
Coorientador: Souza, Leandro Carlos de
Orientador: Siebra, Clauirton de Albuquerque
Orientador: Carvalho Junior, Osmar Abílio de
Resumo: Em regiões semiáridas, onde os recursos hídricos são escassos, é relevante o desenvolvimento de métodos precisos para sua identificação e mapeamento. Este estudo teve como objetivo investigar o uso de técnicas de inteligência artificial para mapear depósitos aluvionares na bacia do Riacho Grande, em Pernambuco. Para isso, utilizou-se um extenso banco de dados georreferenciado de alta resolução, composto por onze dimensões geomorfológicas e hidrológicas para a caracterização de áreas aluvionares. Inicialmente, o banco de dados, com mais de 315 milhões de pontos distribuídos pela Bacia, passou por um processo de otimização utilizando o método Difusão Geométrica Markoviana estendido (DGM-e), visando reduzir o volume de dados, em diferentes patamares, sem comprometer sua representatividade. Posteriormente, foram construídos e avaliados modelos de aprendizado de máquina supervisionado (KNN, CART/DT e RF) para detecção de áreas aluvionares. Cada modelo foi treinado e validado utilizando a técnica de validação cruzada com 10 folds, e seus hiperparâmetros foram ajustados para otimizar o desempenho. Os resultados demonstraram que o algoritmo Random Forest (RF) se destacou, alcançando um F1-score de 89,8% utilizando apenas 5% dos dados originais, superando o KNN (86,1%) e o CART/DT (86,3%). Este estudo aponta o potencial do uso de técnicas de inteligência artificial para o mapeamento eficaz de depósitos aluvionares em regiões semiáridas.
Abstract: In semi-arid regions, where water resources are scarce, the development of precise methods for their identification and mapping is pertinent. This study aimed to investigate the use of artificial intelligence techniques to map alluvial deposits in the Riacho Grande basin, Pernambuco. To this end, an extensive, high-resolution, georeferenced database was employed, comprising eleven geomorphological and hydrological dimensions for the characterisation of alluvial areas. Initially, the database, containing over 315 million points distributed across the Basin, underwent an optimisation process using the extended Geometric Markovian Diffusion (e-GMD) method, with the aim of reducing the data volume at different levels without compromising its representativeness. Subsequently, supervised machine learning models (KNN, CART/DT, and RF) were constructed and evaluated for the detection of alluvial areas. Each model was trained and validated using 10-fold cross-validation, and its hyperparameters were tuned to optimise performance. The results demonstrated that the Random Forest (RF) algorithm excelled, achieving an F1-score of 89.8% using only 5% of the original data, outperforming KNN (86.1%) and CART/DT (86.3%). This study demonstrates the potential of employing artificial intelligence techniques for the effective mapping of alluvial deposits in semi-arid regions.
Palavras-chave: Floresta aleatória
Depósitos aluvionares
Aprendizado de máquina
Regiões semiáridas
Redução de dados
Random forest
Alluvial deposits
Machine learning
Semi-arid regions
Data reduction
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Informática
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37377
Data do documento: 26-Fev-2025
Aparece nas coleções:Centro de Informática (CI) - Programa de Pós-Graduação em Informática

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