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https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/47011| Title: | Aplicação de imagens satélitárias na modelagem espacial da evapotranspiração, mediante redes neurais artificiais, em áreas da Bacia do Rio Parnaíba Uruçuí–Preto, Brasil. |
| Other Titles: | Application of satellite imagery in the spatial modeling of evapotranspiration, using artificial neural networks, in areas of the Uruçuí-Preto River Basin, Brazil. |
| ???metadata.dc.creator???: | ARTEAGA, Argemiro José Moreno. |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | SILVA, Bernardo Barbosa da. |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | SANTOS, Carlos Antonio Costa dos. |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | SILVA, Madson Tavares. |
| ???metadata.dc.contributor.referee3???: | FISCH, Gilberto Fernando. |
| ???metadata.dc.contributor.referee4???: | FERREIRA, Thomás Rocha. |
| Keywords: | Bacia do Rio Uruçuí-Preto (Nordeste do Brasil);Algoritmo SEBAL;Geoprocessamento;Sensoriamento Remoto;Evapotranspiração;Redes Neurais;Uruçuí-Preto River Basin (Northeast Brazil);SEBAL Algorithm;Geoprocessing;Remote Sensing;Evapotranspiration;Neural Networks |
| Issue Date: | 15-Mar-2024 |
| Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
| Citation: | ARTEAGA, Argemiro José Moreno. Aplicação de imagens satélitárias na modelagem espacial da evapotranspiração, mediante redes neurais artificiais, em áreas da Bacia do Rio Parnaíba Uruçuí–Preto, Brasil. 2026. 111 f. Tese (Doutorado em Meteorologia) Programa de Pós–Graduação em Meteorologia, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Nesta investigação, foi construída uma rede neural artificial (RNA) capaz de estimar espacialmente a evapotranspiração diária (ETd) na bacia do rio Uruçuí-Preto, na região Nordeste do Brasil. Para isso, foram utilizadas variáveis de entrada provenientes do satélite Landsat 8, como a refletância das bandas 2, 3, 4, 6 e 7, a temperatura da superfície, o albedo, o saldo de radiação instantâneo e o saldo de radiação diária. As variáveis de entrada apresentaram coeficientes de correlação com a ETd com valores absolutos de até ±0,848, indicando a presença de relações de dependência que permitem sua estimativa por meio do processamento em rede neural. A RNA foi treinada com uma série de valores de ETd determinados pelo algoritmo SEBAL, representativos de coberturas agropecuárias e naturais do Cerrado (savânicas, campestres e florestais). A avaliação do desempenho da RNA resultou em uma raiz do erro quadrático médio de 0,02352 mm dia⁻¹, um erro quadrático médio de 0,018623 mm dia⁻¹ e um coeficiente de determinação de 0,94, indicando uma estimativa confiável realizada pela rede. Os erros residuais das estimativas não apresentaram comportamentos abruptos ou valores atípicos, predominando majoritariamente no intervalo de ±5,0% e, em menor proporção, até ±15,0%. A tendência dos erros indica que valores mais elevados de ETd — especialmente em áreas naturais do Cerrado — estão associados a menor imprecisão nas estimativas, enquanto valores mais baixos, geralmente em áreas agropecuárias, apresentam maior grau de inexatidão. Em áreas antrópicas, a presença de solo exposto ou baixa densidade vegetal resulta em processos reduzidos ou inexistentes de evapotranspiração, condição que possivelmente não é plenamente capturada pela RNA com base nas variáveis de entrada disponíveis. O uso da RNA reduz a necessidade de aplicação iterativa do algoritmo SEBAL, permitindo a obtenção de estimativas de ETd de forma mais prática e automatizada, para ambientes semelhantes e em diferentes períodos. |
| Abstract: | This study developed an artificial neural network (ANN) capable of spatially estimating daily evapotranspiration (ETd) in the Uruçuí-Preto River basin, located in the northeastern region of Brazil. Input variables were derived from Landsat 8 satellite data, including reflectance from bands 2, 3, 4, 6, and 7, land surface temperature, albedo, instantaneous net radiation, and daily net radiation. The input variables exhibited correlation coefficients with ETd with absolute values of up to ±0.848, indicating the presence of dependency relationships that support its estimation through neural network processing. The ANN was trained using a dataset of ETd values obtained from the SEBAL algorithm, representing both agricultural and natural land covers of the Cerrado biome (savanna, grassland, and forest formations). Model performance evaluation resulted in a root mean square error (RMSE) of 0.02352 mm day⁻¹, a mean square error (MSE) of 0.018623 mm day⁻¹, and a coefficient of determination (R²) of 0.94, indicating a reliable estimation provided by the network. Residual errors did not exhibit abrupt or outlier behavior, being predominantly within ±5.0% and, to a lesser extent, within ±15.0%. Error trends indicate that higher ETd values—particularly in natural Cerrado areas—are associated with lower estimation uncertainty, whereas lower ETd values, typically found in agricultural areas, present higher estimation errors. In anthropogenic areas, the presence of bare soil or low vegetation density results in minimal or negligible evapotranspiration processes, which may not be fully captured by the ANN given the available input variables. The ANN approach reduces the need for iterative application of the SEBAL algorithm, enabling more practical and automated ETd estimation for similar environments and across different time periods. |
| Keywords: | Bacia do Rio Uruçuí-Preto (Nordeste do Brasil) Algoritmo SEBAL Geoprocessamento Sensoriamento Remoto Evapotranspiração Redes Neurais Uruçuí-Preto River Basin (Northeast Brazil) SEBAL Algorithm Geoprocessing Remote Sensing Evapotranspiration Neural Networks |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | Meteorologia Agrícola e Micrometeorologia |
| URI: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/47011 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Meteorologia. |
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| ARGEMIRO JOSÉ MORENO ARTEAGA - TESE - (PPGMET) 2024.pdf | 4.37 MB | Adobe PDF | View/Open |
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