Informações espaciais colaborativas como fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45668 |
Resumo: | A pesquisa tem como objetivo explorar a utilização de dados espaciais colaborativos enquanto fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos, especificamente no mapeamento de áreas de riscos hidrológicos. O trabalho é motivado pelas múltiplas fontes de incertezas presentes na modelagem hidrodinâmica, o que salienta a relevância das etapas de calibração e validação das simulações de cheia. Ao mesmo tempo, a escassez de dados observados tem sido apontada como uma das principais limitações da temática, de modo que informações compartilhadas de forma colaborativa podem ser consideradas como potencial fonte alternativa de coleta de dados. Para isso, são abordados no trabalho os seguintes aspectos: desenvolvimento de uma plataforma colaborativa (aplicativo móvel) para a coleta de marcas de cheia; estratégias que podem ser adotadas para a motivação e engajamento de potenciais colaboradores para a realização de coletas de dados; desenvolvimento de mecanismos para análise de consistência dos dados; e, por fim, as potencialidades e limitações identificadas na aplicação de informações colaborativas enquanto fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos. Os resultados obtidos validam a hipótese de que dados espaciais colaborativos podem ser considerados uma fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos. As simulações calibradas a partir desses dados apresentaram erros (RMSE) abaixo de 10 centímetros, e sendo observado que o desenvolvimento de mecanismos para análise de consistência dos dados foi fundamental para o desempenho dos resultados. Da mesma forma, o aplicativo desenvolvido demonstrou bom desempenho uma vez que possibilitou a coleta de dados colaborativos (marcas de cheia), sendo relatado pelos usuários a sua facilidade de utilização e ausência de falhas no funcionamento. Por fim, em relação à motivação e engajamento de colaboradores, estudantes de ensino fundamental apresentaram maior desempenho na realização de coleta de dados, sendo observado também a importância da realização de ações diretas de mobilização, como oficinas presenciais. Dessa forma, a pesquisa espera contribuir para a redução de incertezas no mapeamento de áreas de riscos hidrológicos, especificamente no que diz respeito à escassez de dados observados para a calibração e validação de modelos hidrodinâmicos. |
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OLIVEIRA, Gabriel Araujo dehttp://lattes.cnpq.br/0150909791661527http://lattes.cnpq.br/2152875269031463CIRILO, José Almir2022-08-12T17:40:00Z2022-08-12T17:40:00Z2021-06-25OLIVEIRA, Gabriel Araujo de. Informações espaciais colaborativas como fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45668A pesquisa tem como objetivo explorar a utilização de dados espaciais colaborativos enquanto fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos, especificamente no mapeamento de áreas de riscos hidrológicos. O trabalho é motivado pelas múltiplas fontes de incertezas presentes na modelagem hidrodinâmica, o que salienta a relevância das etapas de calibração e validação das simulações de cheia. Ao mesmo tempo, a escassez de dados observados tem sido apontada como uma das principais limitações da temática, de modo que informações compartilhadas de forma colaborativa podem ser consideradas como potencial fonte alternativa de coleta de dados. Para isso, são abordados no trabalho os seguintes aspectos: desenvolvimento de uma plataforma colaborativa (aplicativo móvel) para a coleta de marcas de cheia; estratégias que podem ser adotadas para a motivação e engajamento de potenciais colaboradores para a realização de coletas de dados; desenvolvimento de mecanismos para análise de consistência dos dados; e, por fim, as potencialidades e limitações identificadas na aplicação de informações colaborativas enquanto fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos. Os resultados obtidos validam a hipótese de que dados espaciais colaborativos podem ser considerados uma fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicos. As simulações calibradas a partir desses dados apresentaram erros (RMSE) abaixo de 10 centímetros, e sendo observado que o desenvolvimento de mecanismos para análise de consistência dos dados foi fundamental para o desempenho dos resultados. Da mesma forma, o aplicativo desenvolvido demonstrou bom desempenho uma vez que possibilitou a coleta de dados colaborativos (marcas de cheia), sendo relatado pelos usuários a sua facilidade de utilização e ausência de falhas no funcionamento. Por fim, em relação à motivação e engajamento de colaboradores, estudantes de ensino fundamental apresentaram maior desempenho na realização de coleta de dados, sendo observado também a importância da realização de ações diretas de mobilização, como oficinas presenciais. Dessa forma, a pesquisa espera contribuir para a redução de incertezas no mapeamento de áreas de riscos hidrológicos, especificamente no que diz respeito à escassez de dados observados para a calibração e validação de modelos hidrodinâmicos.FACEPEThe research aims to explore the use of collaborative spatial data as an alternative source of observed data for the calibration of hydrodynamic models, specifically in the mapping of hydrological risk areas. The work is motivated by the multiple sources of uncertainties present in the hydrodynamic modeling, which highlights the relevance of the calibration and validation stages of the simulations. At the same time, the scarcity of observed data has been pointed out as one of the main limitations of the theme, so that information shared collaboratively can be considered a potential alternative source of information. For this, the following aspects are addressed in the work: development of a collaborative platform (mobile application) for the collection of flood marks; strategies that can be adopted to motivate and engage potential employees to carry out data collections; development of mechanisms for data consistency analysis; and, finally, the potentialities and limitations identified in the application of collaborative information as an alternative source of data observed for the calibration of hydrodynamic models. The results obtained validate the hypothesis that collaborative spatial data can be considered an alternative source of observed data for the calibration of hydrodynamic models. The simulations calibrated from collaborative data showed errors (RMSE) below 10 centimeters when compared to a reference simulation, in which the development of mechanisms for analyzing data consistency was fundamental for the performance of the results. Likewise, the developed application demonstrated good performance since it enabled the collection of collaborative data (flood marks), with users reporting its ease of use and absence of malfunctions. Finally, in relation to the motivation and engagement of employees, elementary school students showed greater performance in conducting data collection, while also observing the importance of carrying out direct mobilization actions, such as in-person workshops. Thus, the research hopes to contribute to the reduction of uncertainties in the mapping of hydrological risk areas, specifically with regard to the scarcity of data observed for the calibration and validation of hydrodynamic models.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia CivilinundaçãoincertezaHEC-RASHidromappinformação geográfica voluntáriaInformações espaciais colaborativas como fonte alternativa de dados observados para a calibração de modelos hidrodinâmicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Gabriel Araujo de Oliveira.pdfTESE Gabriel Araujo de Oliveira.pdfapplication/pdf7590318https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45668/1/TESE%20Gabriel%20Araujo%20de%20Oliveira.pdff8a060afb35fe899984621a0a904f653MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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