Previsão em tempo atual dos níveis na Laguna dos Patos com base nos ventos usando redes neurais artificiais

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Gambim, Reinaldo Leite
• Orientador(a): Pedrollo, Olavo Correa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Redes neurais artificiais; Hidrodinâmica costeira; Lagoas costeiras; Ventos : Patos, Lagoa dos (RS); Modelos hidrodinâmicos
• Palavras-chave em Inglês: Empirical models; Coastal lagoons; Preliminary data analysis; Short-term forecast
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/202140

A Laguna dos Patos possui área de drenagem de aproximadamente 177.000 km² e extensão superior a 258 km junto ao seu eixo longitudinal. Situada na planície costeira do Rio Grande do Sul, constitui um corpo hídrico de grandes dimensões, com águas rasas e baixa declividade. Este estudo foi motivado pela observação da importância das contribuições dos ventos longitudinais sobre o comportamento dos níveis da Laguna dos Patos e pela existência de um extenso banco de dados de níveis e de ventos da laguna. O objetivo foi verificar a aplicabilidade de modelos baseados em redes neurais artificiais para previsões locais de níveis, considerando-se que as informações do armazenamento já estejam contidas nos níveis passados e atual, e que seja possível agregar informações de níveis e de ventos passados com uso de médias móveis. Os modelos foram pesquisados para alcances de 1 a 72 horas. Foram analisadas, para as séries históricas, as correlações entre os registros de ventos, níveis e das transformações utilizadas, que permitiram identificar os parâmetros e as configurações das entradas para os modelos de RNAs. Foram definidas a partir da avaliação com amostragem (série de validação) não utilizada no treinamento as proporções de registros para o treinamento e a complexidade ideal. Para o treinamento da rede de múltiplas camadas foi utilizado o algoritmo retropropagativo e, para garantir a capacidade de generalização dos resultados a técnica da validação cruzada. As saídas dos modelos resultantes foram analisadas por meio de estatísticas, obtidas com a aplicação destes a séries de dados que não participaram das etapas anteriores (série de verificação), obtendo-se, para horizontes de previsão de 24 horas, o coeficiente de Nash-Sutclife de 0,968, 0,968, 0,839, 0,872 e 0,945 para os postos de Arambaré, Capão da Marca, São Lourenço do Sul, da Solidão e Santo Antônio, respectivamente, comprovando a aplicabilidade do modelo para previsões de níveis na Laguna dos Patos, e confirmando as hipóteses formuladas.