Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/6637
Tipo documento: Tese
Título: Modelagem e análise de cenários através de classificação do índice de variância do campo termal urbano em ilhas de calor urbano em Cuiabá utilizando floresta randômica
Autor(es): Silva, Alberto Sales e
Orientador(a): Gomes, Raphael de Souza Rosa
Membro da Banca: Gomes, Raphael de Souza Rosa
Membro da Banca: Santos, Flávia Maria de Moura
Membro da Banca: Paulo, Sérgio Roberto de
Membro da Banca: Figueiredo, Josiel Maimone de
Membro da Banca: Oliveira, Ângela Santana de
Resumo : Ilhas de Calor Urbanas (UHI) têm em seu contexto uma complexidade bastante peculiar em sua formação que é fortemente influenciada pela atuação humana. Retenção de calor, barreiras não naturais que impedem os ventos de seguirem o caminho natural, mudanças na geomorfologia causam enormes impactos na vegetação local, na sociedade em relação a saúde e economia. Viabilizar uma forma de compreensão da ocorrência do Fenômeno de Ilhas de Calor Urbanas (IHU) e de como ela impacta nas variáveis microclimáticas Temperatura do Solo, Temperatura do Ar, Direção e Velocidade dos Ventos Locais, Umidade Relativa do Ar e o Índice por Diferenças Normalizada da Vegetação (NDVI) é o objetivo deste estudo que utiliza uma abordagem de análise de dados através de Floresta Aleatória (Random Forest – RF) com o objetivo de avaliar e analisar a influência do Índice de Variância do Campo Termal Urbano (UTFVI) nas variáveis microclimáticas e no índice espectral NDVI e buscar classificar quais as tendências que podem ocorrer diante de circunstâncias e comportamento destas variáveis microclimáticas bem como do NDVI. Para alcançar os objetivos, o modelo é treinado com dados advindos de satélite Landsat 7 e 8 para classificação das imagens e obtenção da predominância da cobertura do solo e dados de reanálise ERA5 que fornece informações sobre as variáveis microclimáticas. Num primeiro momento foi realizado análise espacial da região de interesse com o uso do software Google Earth Engine de forma a obter a espacialização da imagem bem como a temporalidade dos dados amostrais e assim poder realizar a obtenção dos índices espectrais relacionados ao fenômeno da formação de ilhas de calor urbano, bem como dados microclimáticos. Durante a experimentação, o modelo foi gerado com uma amostra de dados reduzida a níveis de indicação do UTFVI para a determinação do acontecimento do Fenômeno UHI (forte, muito forte e extremo) para balancear a taxa de falsos negativos e falsos positivos e assim poder gerar um modelo preditivo mais preciso. A obtenção dos resultados demonstram a importância do aprendizado de máquina para melhorar a detecção dos fatores que levam a condições perigosas da existência do Fenômeno UHI e consequente auxílio na mitigação dos riscos inerentes a Ilhas de Calor Urbanas. Este trabalho contribui no sentido de identificar quais as localizações da área em estudo tendem a ter uma maior intensidade no Fenômeno UHI em função de variáveis microclimáticas, ou mesmo quais locais são propensos a ter baixa intensidade no Fenômeno UHI e, consequentemente, proporcionar aos gestores públicos uma melhor percepção de como resolver os problemas causados pela formação de ilhas de calor urbano.
Resumo em lingua estrangeira: Urban Heat Islands (UHI) have in their context a very peculiar complexity in their formation that is strongly influenced by human action. Heat retention, unnatural barriers that prevent winds from following the natural path, changes in geomorphology cause huge impacts on local vegetation, society in relation to health and economy. Provide a way of understanding the occurrence of the Urban Heat Island Phenomenon (IHU) and how it impacts microclimatic variables: Soil Temperature, Air Temperature, Direction and Speed of Local Winds, Relative Air Humidity and the Normalized Difference Index of Vegetation (NDVI) is the objective of this study that uses a data analysis approach through Random Forest (Random Forest – RF) with the objective of evaluating and analyzing the influence of the Urban Thermal Field Variance Index (UTFVI) on the variables microclimatic variables and the NDVI spectral index and seek to classify what trends may occur given the circumstances and behavior of these microclimatic variables as well as the NDVI. To achieve the objectives, the model is trained with data from the Landsat 7 and 8 satellite to classify images and obtain the predominance of land cover and ERA5 reanalysis data that provides information on microclimatic variables. Initially, a spatial analysis of the region of interest was carried out using the Google Earth Engine software in order to obtain the spatialization of the image as well as the temporality of the sample data and thus be able to obtain spectral indices related to the phenomenon of island formation. of urban heat, as well as microclimatic data. During the experiment, the model was generated with a data sample reduced to UTFVI indication levels to determine the occurrence of the UHI Phenomenon (strong, very strong and extreme) to balance the rate of false negatives and false positives and thus be able to generate a more accurate predictive model. Obtaining the results demonstrate the importance of machine learning to improve the detection of factors that lead to dangerous conditions in the existence of the UHI Phenomenon and consequent assistance in mitigating the risks inherent to Urban Heat Islands. This work contributes towards identifying which locations in the area under study tend to have a greater intensity in the UHI Phenomenon due to microclimatic variables, or even which locations are likely to have low intensity in the UHI Phenomenon and, consequently, provide public managers with a better understanding of how to solve the problems caused by the formation of urban heat islands.
Palavra-chave: Fenômeno UHI
Ilhas de calor urbano
UTFVI
Floresta aleatória
Modelagem espaço-temporal
Palavra-chave em lingua estrangeira: UHI phenomenon
Urban heat islands
UTFVI
Random forest
Spatiotemporal modeling
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Física (IF)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental
Referência: SILVA, Alberto Sales e. Modelagem e análise de cenários através de classificação do índice de variância do campo termal urbano em ilhas de calor urbano em Cuiabá, utilizando floresta randômica. 2023. 143 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/6637
Data defesa documento: 8-Mar-2024
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGFA - Teses de doutorado

Arquivos deste item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
TESE_2024_Alberto Sales e Silva.pdf9.54 MBAdobe PDFVer/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.