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dc.creatorSoares, Fátima Cibéle
dc.date.accessioned2013-07-31
dc.date.available2013-07-31
dc.date.issued2013-02-01
dc.identifier.citationSOARES, Fátima Cibéle. USE OF DIFFERENT METHODOLOGIES IN GENERATION PEDOTRANSFER FUNCTIONS FOR WATER RETENTION IN SOILS OF RIO GRANDE DO SUL. 2013. 200 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/3601
dc.description.abstractStudies on the dynamics of water in the soil-plant-atmosphere such as water availability cultures infiltration drainage and movement of solutes into the soil, require knowledge of the relation between the water content in soil matric potential and represented by retention curve water. However, its implementation is laborious, requires considerable time and cost. An alternative is your estimate through statistical equations called pedotransfer functions (PTFs). The aim of this study was to generate PTFs for the different soil classes in the state of Rio Grande do Sul, through prediction methodologies. To develop the work we used data available in the literature, with values of hydro-physical characteristics and mineralogical characteristics of soils of the State, to estimate values of soil unit under different stresses. In possession of the database was conducted subdivision thereof, in different textural classes identified in the state in an attempt to improve the predictive ability of pedofunctions, forming more homogeneous subsets. The development of PTFs was from two modeling methods: (i) multiple linear regression (MLR) and (ii) artificial neural networks (ANNs). For the development of PTFs first methodology was used the "stepwise" (SAS, 1997). The PTFs generated from ANNs were implemented through the multilayer perceptron with backpropagation algorithm and Levenberg-Marquardt optimization. Each network is trained by varying the number of neurons in the input layer and the number of neurons in the hidden layer. The output variable was water content in soil matric potentials of 0, -6, -10, -33, -100, -500 and -1500 kPa. For each architecture, the network was trained several times, picking up training at the end of the architecture with lower mean relative error and lower variance in relation to the validation data. The efficiency of PTFs were analyzed graphically by the ratio 1:1 between data versus the observed and estimated by means of the following statistical indicators: correlation coefficient (r); concordance index Wilmont (c); coefficient of determination (R2) and performance index (id). The results showed that the more homogeneous is the data of the variables that compose the PTFs, the greater the precision in estimating the water retention in the soil, for the same. The network architecture consists of 4 inputs, showed high accuracy in the estimation of variables. The PTFs developed by ANNs outperformed the predictive ability of the standard method (MLR). Thus, the estimate of the retention curve of soil water by means of ANNs trained by classes textures, presents itself as a subsidy techniques adopted in irrigated agriculture.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.formatapplication/pdfpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectPedofunçõespor
dc.subjectUmidade do solopor
dc.subjectPotencial matricialpor
dc.subjectInteligência artificialpor
dc.subjectPedofunctionseng
dc.subjectSoil moistureeng
dc.subjectPotential matrixeng
dc.subjectArtificial intelligenceeng
dc.titleUso de diferentes metodologias na geração de funções de pedotransferencia para a retenção de água em solos do Rio Grande do Sulpor
dc.title.alternativeUse of different methodologies in generation pedotransfer functions for water retention in soils of Rio Grande do Suleng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoEstudos que envolvem a dinâmica da água no sistema solo-planta-atmosfera tais como disponibilidade de água as culturas, infiltração, drenagem e movimento de solutos no solo, necessitam do conhecimento da relação entre o conteúdo de água no solo e o potencial matricial, representada pela curva de retenção de água. No entanto, sua execução é laboriosa, demanda considerável tempo e custos. Uma alternativa é sua estimativa através de equações estatísticas denominadas Funções de Pedotransferência (FPTs). O objetivo deste estudo foi gerar FPTs para as diferentes classes de solos do Estado do Rio Grande do Sul, por meio de metodologias de predição. Para desenvolver o trabalho foram utilizados dados, disponíveis na literatura, com valores de características físico-hídricas e mineralógicas, de solos do Estado, para estimar valores de umidade de solo, sob diferentes tensões. De posse do banco de dados foi realizado a subdivisão do mesmo, nas diferentes classes texturais identificada no Estado, na tentativa de melhorar a capacidade preditiva das pedofunções, formando subconjuntos mais homogêneos. O desenvolvimento das FPTs foi a partir de dois métodos de modelagem: (i) regressão linear múltipla (RLM) e (ii) redes neurais artificiais (RNAs). Para o desenvolvimento das FPTs pela primeira metodologia, foi utilizada a opção stepwise (SAS, 1997). As FPTs geradas a partir de RNAs, foram implementadas através do perceptron multicamadas com algoritmo backpropagation e otimização Levenberg-Marquardt. As redes foram treinadas variando-se o número de neurônios na camada de entrada e número de neurônios na camada escondida. A variável de saída foi conteúdo de água no solo nos potenciais matriciais de 0, -6, -10, -33, -100, -500 e -1500 kPa. Para cada arquitetura, a rede foi treinada diversas vezes, escolhendo-se no final do treinamento a arquitetura com menor erro relativo médio e menor variância em relação aos dados de validação. A eficiência das FPTs foram analisadas graficamente pela relação 1:1, entre os dados estimados versus os observados e, por meio dos seguintes indicadores estatísticos: coeficiente de correlação (r); índice de concordância de Wilmont (c); coeficiente de determinação (R2) e índice de desempenho (id). Os resultados mostraram que quanto mais homogêneos são os dados das variáveis que compõem as FPTs, maior é a precisão na estimativa da retenção de água no solo, pelas mesmas. As redes de arquitetura formada por 4 entradas, apresentaram elevada precisão na estimativa das variáveis. As FPTs desenvolvidas por RNAs superaram a capacidade preditiva do método padrão (RLM). Deste modo, a estimativa da curva de retenção de água no solo, por meio das RNAs treinadas por classes texturais, apresenta-se como um subsídio as técnicas adotadas na agricultura irrigada. Palavras-chave: Pedofunções. Umidade do solo. Potencial matricial. Inteligência artificialpor
dc.contributor.advisor1Robaina, Adroaldo Dias
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721472P9por
dc.contributor.advisor-co1Peiter, Márcia Xavier
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4790584P6por
dc.contributor.referee1Gomes, Ana Carla dos Santos
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4774681A7por
dc.contributor.referee2Parizi, Ana Rita Costenaro
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4771175T1por
dc.contributor.referee3Zamberlan, João Fernando
dc.contributor.referee3Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4125067U8por
dc.contributor.referee4Schons, Ricardo Luis
dc.contributor.referee4Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799021D3por
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4756138Z6por
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.departmentEngenharia Agrícolapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Agrícolapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLApor


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