Modelo de previsão meteorológica baseado em sistemas de inferência difusa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ribeiro, Jorge Martinho
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/1879
Resumo: Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
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spelling Modelo de previsão meteorológica baseado em sistemas de inferência difusaLógica difusaControladores difusosMeteorologiaAquisição de dadosMATLABMestrado em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresO conceito de lógica difusa está correlacionado com a recolha de informações vagas, que são em geral descritas numa linguagem falada por seres humanos, transformando este tipo de linguagem em formato numérico de fácil manipulação computacional. A meteorologia é a ciência que estuda os fenómenos da atmosfera, fenómenos estes que, são bastante complexos, mas que mesmo assim podem ser descritos de forma linguística. Como exemplo desta linguagem temos: temperatura quente, temperatura fria, vento forte, vento fraco, chuva forte, chuva fraca, etc. Assim, quando se tem como objectivo fazer uma previsão e uma descrição destes fenómenos, faz todo o sentido aplicar sistemas que tenham por base os conceitos de lógica difusa. Nesta linha de pensamento, surgiu a ideia de criar um sistema de previsão meteorológica baseado em sistemas de inferência difusa. Com o objectivo de levar a bom termo este trabalho, efectuou-se um estudo dos conceitos inerentes à lógica difusa e a sistemas de inferência difusa por vista a se determinar os diferentes parâmetros e varáveis a usar no desenvolvimento do sistema de previsão meteorológica. Posteriormente, e porque o trabalho proposto deveria ser desenvolvido utilizando o software MATLAB, fez-se um estudo da livraria de inferência difusa desta plataforma. Assim, depois de se saber as funcionalidades do MATLAB em lógica difusa, fez-se o estudo dos fenómenos atmosféricos e das variáveis meteorológicas que seriam necessárias para uma previsão, assim como o modo como se relacionam os diferentes fenómenos visando a criação do controlador difuso capaz de os traduzir de uma forma computacional. Depois de se definir quais as variáveis que iriam ser necessárias, usaram-se os dados fornecidos por uma estação meteorológica da Galiza. Para tal, foi desenvolvido um programa de aplicação para efectuar a aquisição automática dos dados necessários ao funcionamento do sistema difuso do MATLAB, que se encontram disponibilizados na Internet. Em seguida, foi implementado o controlador difuso que foi sendo sintonizado ao longo do trabalho por forma a garantir bons resultados. iv Através do Guide do MATLAB foi desenvolvido o ambiente gráfico do sistema e um interface amigável com o utilizador. Com este sistema de previsão é possível fazer a previsão a 3 dias para as temperaturas máxima e mínima e para a velocidade do vento, assim como, uma imagem que ilustra a previsão do estado do tempo. Por fim, foi feita uma análise de resultados baseada na comparação das previsões efectuadas com os resultados reais provenientes da estação meteorológica, com a finalidade de se verificar a fiabilidade do sistema implementado.The notions around Fuzzy Logic are related to the gathering of vague information, normally described using human speech and transforming that spoken information into a quantifiable value, a number, easily treated in computational processes. The science of meteorology studies the phenomena in earth’s atmosphere. These phenomena, although quite complex may be described in a qualitative linguistic fashion. If one considers the words that usually tend to follow the description of the expected weather, one realises they present a touch of vagueness: hot or cold temperature, strong or mild winds, light or heavy showers, etc. This emphasises the fact that a system developed to produce accurate weather forecast can naturally be achieved with the help of fuzzy logic. This was the idea that supported this entire work. With the purpose of developing a weather forecast system based on fuzzy logic, a prior study of the main issues regarding fuzzy logic was made. As a consequence, variables and the determination of several parameters were determined for a proper development of the fuzzy weather forecast system. Afterwards, and since the work was to be developed in MATLAB, the fuzzy logic toolbox was thoroughly studied. Once assimilated, it was time to start analysing weather phenomena and establishing the adequate variables needed for a forecast, as well as the way in which all these variables and phenomena relate between each other, in order to produce a fuzzy system that faithfully translates the information into a working computational model. No model can be established a tuned without data. Therefore, all the data needed to do this work was obtained through a weather station settled in nearby Spain, in Galiza. To acquire and treat the considerable amount of data needed, a small software was developed that allows an automatic data retrieving and direct use of, in the MATLAB environment. vi The next step in the work was the development of the fuzzy control system. This Fuzzy system was later on continuously tuned until it presented good results. Other MATLAB functionalities allowed for a pleasant interface for the users. The final weather forecast fuzzy inference system gives the user a 3 day forecast for min and max temperature, wind speed and all predictions come with illustrative pictures that summarize the presented forecast. Finally, a comparison between real (Galiza) and forecasted data was implemented and allowed for a confirmation of the system’s reliability.Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do PortoJesus, Isabel S.Neves, Betina CamposRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoRibeiro, Jorge Martinho2013-09-06T09:48:19Z20082008-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/1879porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T12:41:25Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/1879Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:23:01.291853Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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