dc.creator | Vicente, Bruna | |
dc.date.accessioned | 2024-01-22T13:43:07Z | |
dc.date.available | 2024-01-22T13:43:07Z | |
dc.date.issued | 2023-10-17 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31208 | |
dc.description.abstract | As propriedades hídricas do solo desempenham um papel crucial em várias áreas, incluindo
agricultura, engenharia e modelagem matemática. No entanto, a obtenção direta desses dados
no campo ou em laboratório é um processo demorado e dispendioso. Uma solução para agilizar
a obtenção dessas propriedades é o uso de Funções de Pedotransferência (FPTs), que
aproveitam informações mais acessíveis, como propriedades físicas e químicas do solo, para
prever características mais complexas por meio de métodos de regressão ou aprendizado de
máquina. Essas FPTs podem ser divididas em duas categorias principais: FPTs Pontuais, que
estimam conteúdo de água em tensões específicas, e FPTs Paramétricas, usadas para prever
parâmetros matemáticos que descrevem a retenção de água no solo. Uma outra forma de
classificar as FPTs é com base nos tipos de dados físicos, resultando em FPTs de Classe e FPTs
Contínuas. As FPTs de Classe dependem, para efetuar previsões, de uma classificação prévia
do solo, frequentemente relacionada à sua textura. Por outro lado, as FPTs Contínuas
estabelecem relações empíricas ou semi-físicas com propriedades físicas ou químicas do solo,
utilizando regressão ou métodos semelhantes. Nas últimas décadas, centenas de FPTs foram
desenvolvidas no Brasil, mas o acesso a essas FPTs é limitado devido à sua dispersão em
inúmeras publicações. Aliado a isso, a falta de um banco de dados consolidado que contenha
FPTs validadas e informações relevantes torna a escolha da FPT apropriada uma tarefa
complexa. Os principais objetivos deste estudo foram conduzir um levantamento abrangente
das FPTs calibradas para solos brasileiros, e validar seu desempenho em relação a um banco de
dados de solos nacionais. Além disso, o estudo propõe a criação de metadados padronizados
para a publicação de novas FPTs, sugere a adoção de enseble models e apresenta um software
computacional. Os resultados desse levantamento revelaram a existência de 336 equações, das
quais 292 são FPTs pontuais e 44 são FPTs paramétricas, destinadas ao cálculo de parâmetros
da equação de van Genuchten (1980). A maioria dessas FPTs foi desenvolvida em nível
estadual, apresentando um melhor desempenho na validação quando aplicada às regiões para
as quais foram originalmente desenvolvidas, em comparação com sua aplicação em todo o
território nacional. As FPTs tiveram como principal preditor a argila, seguido de silte e areia. A
adoção do ensemble models proposto por meio do software computacional tem o potencial de
tornar as FPTs do Brasil mais acessíveis e eficazes para atender às necessidades dos usuários.
Isso ocorre ao reduzir o erro de previsão e aprimorar a precisão das estimativas das propriedades
do solo. O uso desses modelos combinados permite agregar o conhecimento de várias FPTs,
aproveitando suas respectivas vantagens e mitigando suas limitações individuais. O programa
computacional proposto permite o cálculo de capacidade de campo e ponto de murcha
permanente utilizando o local de calibração e o menor RMSE de validação no critério de
decisão. | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Software | por |
dc.subject | Calibração | por |
dc.subject | Capacidade de campo | por |
dc.subject | Ponto de murcha permanente | por |
dc.subject | Predição | por |
dc.subject | Software | eng |
dc.subject | Calibration | eng |
dc.subject | Field capacity | eng |
dc.subject | Permanent wilting point | eng |
dc.subject | Prediction | eng |
dc.title | Development of pedotransfer functions of hydraulic properties using ensemble models: a methodological proposal | por |
dc.title.alternative | Desenvolvimento de funções de pedotransferências de propriedades hidráulicas integradas: uma proposta metodológica | por |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Soil water properties play a crucial role in various areas, including agriculture, engineering and
mathematical modeling. However, obtaining this data directly in the field or laboratory is timeconsuming and costly. An effective solution to speed up obtaining these properties is the use of
Pedotransfer Functions (PTFs), which take advantage of more accessible information, such as
soil physical and chemical properties, to predict more complex properties through regression
or machine learning methods. These PTFs can be divided into two main categories: Point-based
PTFs, which estimate water content at specific tensions, and Parameter-based PTFs, used to
predict mathematical parameters that describe water retention in the soil. Another way of
classifying PTFs is based on the types of physical data, resulting in Class PTFs and Continuous
PTFs. Class PTFs depend on a previous classification of the soil, often related to its texture, in
order to make predictions. On the other hand, Continuous PTFs establish empirical or semiphysical relationships with physical or chemical soil properties, using regression or similar
methods. In recent decades, hundreds of PTFs have been developed in Brazil. However, access
to these PTFs has been difficult due to their dispersion in inumerous publications. Furthermore,
the lack of a consolidated database containing validated PTFs and relevant information makes
selecting the appropriate PTF a complex task. The main objectives of this study were to conduct
a comprehensive survey of these PTFs calibrated for Brazilian soils, and validate their
performance against a database of national soils. Moreover, the study proposes the creation of
standardized metadata for the publication of new PTFs, suggests the adoption of enseble
models, and presents a computer software. The results of this survey revealed the existence of
336 equations, of which 292 are point-based PTFs and 44 are parameter-based PTFs, designed
to calculate the parameters of the van Genuchten (1980) equation. Most of these PTFs were
developed at a state level, showing better validation performance when applied to the regions
for which they were originally developed, compared to their application throughout the national
territory. The PTFs had clay as their main predictor, followed by silt and sand. The adoption of
ensemble models proposed through the computer software has the potential to make Brazil's
PTFs more accessible and effective in meeting user needs, by reducing prediction error and
improving the accuracy of soil property estimates. The use of these combined models makes
possible knowledge aggregation of various PTFs, taking advantage of their respective
advantages and mitigating their individual limitations. The computer program allows the
calculation of field capacity and permanent wilting point using the calibration site and the
lowest validation RMSE in the decision criterion. | por |
dc.contributor.advisor1 | Reichert, José Miguel | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0910765178697312 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Ottoni, Marta Vasconsellos | |
dc.contributor.referee1 | Petry, Mirta Teresinha | |
dc.contributor.referee2 | Albuquerque, Jakson Adriano | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6382001407436624 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Agronomia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |