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Type: Dissertação
Title: Modelagem de secas usando um modelo de expansão polinomial evolutiva interpretável com seleção de características
Author: Francisco, Túlio José
First Advisor: Fonseca, Leonardo Goliatt da
Co-Advisor: Saporetti, Camila Martins
Referee Member: Pereira Júnior, Wanderlei Malaquias
Referee Member: Christo, Eliane da Silva
Resumo: As secas são fenômenos naturais capazes de gerar consequências negativas tanto para o meio ambiente quanto para a sociedade humana, como escassez de água, perda de colheitas, incêndios florestais e até desertificação do solo. A literatura fornece vários índices para monitoramento de secas, como o Índice de Precipitação Padronizada (SPI), que visa determinar períodos secos e úmidos em escalas de tempo que variam de 3 a 48 meses. Esta dissertação apresenta uma abordagem para a modelagem de secas ao introduzir um modelo de Expansão Polinomial Evolutiva (EPE) com técnicas integradas de seleção de características. Utilizando o EPE é possível gerar um modelo de previsão com explicabilidade. O modelo EPE, uma importante ferramenta matemática, é empregado para aumentar a precisão da previsão de secas. O EPE foi avaliado em um conjunto de dados de seca da Turquia. O EPE pode capturar a dinâmica complexa da seca e identificar as características mais importantes para a previsão de secas, ou seja, é uma ferramenta valiosa para a previsão e mitigação de secas. Esta informação pode ser usada para desenvolver sistemas de alerta precoce para secas e estratégias para mitigar os impactos da seca. Nesse trabalho o EPE foi aplicado em conjunto com a regressão Lasso para criar polinômios interpretáveis a partir dos dados de entrada, assim gerando um modelo de previsão de secas com explicabilidade e métricas satisfatórias.
Abstract: Droughts are natural phenomena capable of generating negative consequences for both the environment and human society, such as water scarcity, crop loss, forest fires, and even soil desertification. The literature provides various indices for monitoring droughts, such as the Standardized Precipitation Index (SPI), which aims to determine dry and wet periods on time scales ranging from 3 to 48 months. This paper presents a novel approach to drought modeling by introducing an Evolutionary Polynomial Expansion (EPE) model with integrated feature selection techniques. The EPE model, a powerful mathematical tool, is employed to enhance the accuracy of drought prediction. The EPE was evaluated on a dataset of drought data from Turkey. It can potentially be a valuable tool for drought forecasting and mitigation. The EPE can capture the complex dynamics of drought and identify the most important features for drought prediction. This information can be used to develop early warning systems for drought and strategies for mitigating drought impacts.
Keywords: Secas
Modelagem
Expansão polinomial
Explicabilidade
Drought
EPE
Explainable AI
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17737
Issue Date: 9-Sep-2024
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