Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Charles, Anderson Cordeiro
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13811
Resumo: Data mining classification models were applied in this work in order to predict extreme climatic events one hour in advance. Data (2008 2012) extracted from the surface meteorological station located at the Polytechnic Institute of Rio de Janeiro State University in Nova Friburgo (RJ) were used. The knowledge discovery in databases (KDD) process was applied, comprising the data preparation, its mining and its post processing. Artificial neural networks and decision tree algorithms were used to identify patterns that indicates accumulation of precipitation above 10 mm in the following hour. It was observed that the use of weather observational data in micro scale was susceptible to high false positive rates in the short term prediction. In order to solve this problem, historical data of predictions performed by the ETA Model with resolution of 15 km were inserted into the model construction process. This data has been made available from the Weather Prediction and Climate Studies Center of the National Institute for Space Research - CPTEC/INPE. The work included the calculation of the instability index related to the formation of a severe convective situation at the region of Nova Friburgo and its store at a database, joining the micro and meso scale records. The obtained results demonstrated that the union between databases was extremely important to reduce the high false positive rates. This was a very important contribution to the meteorological studies performed in surface meteorological stations. The model with the highest accuracy was used to develop a real time alert system which verifies the possibility of torrential rains occurrences (10 mm or more) one hour ahead.
id UERJ_94fbe3885d898d2327ddf504034be60b
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/13811
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Namen, Anderson Amendoeirahttp://lattes.cnpq.br/2182469523085517Rodrigues, Pedro Paulo Gomes Wattshttp://lattes.cnpq.br/6601368978577012Miranda, Ricardo Augusto Calheiros dehttp://lattes.cnpq.br/7641994285316447Oliveira, Vicente de Paulo Santos dehttp://lattes.cnpq.br/5526683440534847http://lattes.cnpq.br/9363662363558629Charles, Anderson Cordeiro2021-01-07T14:41:58Z2016-02-252015-09-21CHARLES, Anderson Cordeiro. Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação. 2015. 134 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2015.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13811Data mining classification models were applied in this work in order to predict extreme climatic events one hour in advance. Data (2008 2012) extracted from the surface meteorological station located at the Polytechnic Institute of Rio de Janeiro State University in Nova Friburgo (RJ) were used. The knowledge discovery in databases (KDD) process was applied, comprising the data preparation, its mining and its post processing. Artificial neural networks and decision tree algorithms were used to identify patterns that indicates accumulation of precipitation above 10 mm in the following hour. It was observed that the use of weather observational data in micro scale was susceptible to high false positive rates in the short term prediction. In order to solve this problem, historical data of predictions performed by the ETA Model with resolution of 15 km were inserted into the model construction process. This data has been made available from the Weather Prediction and Climate Studies Center of the National Institute for Space Research - CPTEC/INPE. The work included the calculation of the instability index related to the formation of a severe convective situation at the region of Nova Friburgo and its store at a database, joining the micro and meso scale records. The obtained results demonstrated that the union between databases was extremely important to reduce the high false positive rates. This was a very important contribution to the meteorological studies performed in surface meteorological stations. The model with the highest accuracy was used to develop a real time alert system which verifies the possibility of torrential rains occurrences (10 mm or more) one hour ahead.No presente trabalho foram desenvolvidos modelos de classificação aplicados à mineração de dados climáticos para a previsão de eventos extremos de precipitação com uma hora de antecedência. Mais especificamente, foram utilizados dados observacionais registrados pela estação meteorológica de superfície localizada no Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro em Nova Friburgo RJ, durante o período de 2008 a 2012. A partir desses dados foi aplicado o processo de Descoberta de Conhecimento em Banco de Dados (KDD Knowledge Discovery in Databases), composto das etapas de preparação, mineração e pós processamento dos dados. Com base no uso de algoritmos de Redes Neurais Artificiais e Árvores de Decisão para a extração de padrões que indicassem um acúmulo de precipitação maior que 10 mm na hora posterior à medição das variáveis climáticas, pôde-se notar que a utilização da observação meteorológica de micro escala para previsões de curto prazo é suscetível a altas taxas de alarmes falsos (falsos positivos). Para contornar este problema, foram utilizados dados históricos de previsões realizadas pelo Modelo Eta com resolução de 15 km, disponibilizados pelo Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais CPTEC/INPE. De posse desses dados, foi possível calcular os índices de instabilidade relacionados à formação de situação convectiva severa na região de Nova Friburgo e então armazená-los de maneira estruturada em um banco de dados, realizando a união entre os registros de micro e meso escala. Os resultados demonstraram que a união entre as bases de dados foi de extrema importância para a redução dos índices de falsos positivos, sendo essa uma importante contribuição aos estudos meteorológicos realizados em estações meteorológicas de superfície. Por fim, o modelo com maior precisão foi utilizado para o desenvolvimento de um sistema de alertas em tempo real, que verifica, para a região estudada, a possibilidade de chuva maior que 10 mm na próxima hora.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T14:41:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_AndersonCordeiroCharles.pdf: 2134509 bytes, checksum: b82a592dec4c092f5bffd954eed227fd (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-07T14:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_AndersonCordeiroCharles.pdf: 2134509 bytes, checksum: b82a592dec4c092f5bffd954eed227fd (MD5) Previous issue date: 2015-09-21application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto PolitécnicoData miningArtificial neural networksDecision treesWeather. instability ratesMineração de dados (Computação)Redes neurais artificiaisÁrvores de decisãoMeteorologiaÍndices de instabilidadePrecipitação (Meteorologia) Métodos de simulaçãoControle de inundaçõesChuvas Modelos matemáticosInundações PrevisãoCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA::METEOROLOGIA APLICADAMineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitaçãoData mining for prediction of extreme rainfall eventsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertacao_AndersonCordeiroCharles.pdfapplication/pdf2134509http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/13811/1/Dissertacao_AndersonCordeiroCharles.pdfb82a592dec4c092f5bffd954eed227fdMD511/138112024-02-27 15:26:41.459oai:www.bdtd.uerj.br:1/13811Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:26:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Data mining for prediction of extreme rainfall events
title Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
spellingShingle Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
Charles, Anderson Cordeiro
Data mining
Artificial neural networks
Decision trees
Weather. instability rates
Mineração de dados (Computação)
Redes neurais artificiais
Árvores de decisão
Meteorologia
Índices de instabilidade
Precipitação (Meteorologia) Métodos de simulação
Controle de inundações
Chuvas Modelos matemáticos
Inundações Previsão
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA::METEOROLOGIA APLICADA
title_short Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
title_full Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
title_fullStr Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
title_full_unstemmed Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
title_sort Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação
author Charles, Anderson Cordeiro
author_facet Charles, Anderson Cordeiro
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Namen, Anderson Amendoeira
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2182469523085517
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Rodrigues, Pedro Paulo Gomes Watts
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6601368978577012
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Miranda, Ricardo Augusto Calheiros de
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7641994285316447
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Oliveira, Vicente de Paulo Santos de
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5526683440534847
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9363662363558629
dc.contributor.author.fl_str_mv Charles, Anderson Cordeiro
contributor_str_mv Namen, Anderson Amendoeira
Rodrigues, Pedro Paulo Gomes Watts
Miranda, Ricardo Augusto Calheiros de
Oliveira, Vicente de Paulo Santos de
dc.subject.eng.fl_str_mv Data mining
Artificial neural networks
Decision trees
Weather. instability rates
topic Data mining
Artificial neural networks
Decision trees
Weather. instability rates
Mineração de dados (Computação)
Redes neurais artificiais
Árvores de decisão
Meteorologia
Índices de instabilidade
Precipitação (Meteorologia) Métodos de simulação
Controle de inundações
Chuvas Modelos matemáticos
Inundações Previsão
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA::METEOROLOGIA APLICADA
dc.subject.por.fl_str_mv Mineração de dados (Computação)
Redes neurais artificiais
Árvores de decisão
Meteorologia
Índices de instabilidade
Precipitação (Meteorologia) Métodos de simulação
Controle de inundações
Chuvas Modelos matemáticos
Inundações Previsão
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA::METEOROLOGIA APLICADA
description Data mining classification models were applied in this work in order to predict extreme climatic events one hour in advance. Data (2008 2012) extracted from the surface meteorological station located at the Polytechnic Institute of Rio de Janeiro State University in Nova Friburgo (RJ) were used. The knowledge discovery in databases (KDD) process was applied, comprising the data preparation, its mining and its post processing. Artificial neural networks and decision tree algorithms were used to identify patterns that indicates accumulation of precipitation above 10 mm in the following hour. It was observed that the use of weather observational data in micro scale was susceptible to high false positive rates in the short term prediction. In order to solve this problem, historical data of predictions performed by the ETA Model with resolution of 15 km were inserted into the model construction process. This data has been made available from the Weather Prediction and Climate Studies Center of the National Institute for Space Research - CPTEC/INPE. The work included the calculation of the instability index related to the formation of a severe convective situation at the region of Nova Friburgo and its store at a database, joining the micro and meso scale records. The obtained results demonstrated that the union between databases was extremely important to reduce the high false positive rates. This was a very important contribution to the meteorological studies performed in surface meteorological stations. The model with the highest accuracy was used to develop a real time alert system which verifies the possibility of torrential rains occurrences (10 mm or more) one hour ahead.
publishDate 2015
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-09-21
dc.date.available.fl_str_mv 2016-02-25
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-07T14:41:58Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv CHARLES, Anderson Cordeiro. Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação. 2015. 134 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2015.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13811
identifier_str_mv CHARLES, Anderson Cordeiro. Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação. 2015. 134 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2015.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13811
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/13811/1/Dissertacao_AndersonCordeiroCharles.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv b82a592dec4c092f5bffd954eed227fd
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1792352324133322752