Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/123456789/2151
Título: Serviço Computacional para Interpolação Espacial de Dados Meteorológicos
Autor: Antonio, Wellington Luiz
Endereco Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/6454060359445906
Orientador: Gonçalves, Glauco Estácio
Endereco Lattes do orientador : http://lattes.cnpq.br/6157118581200722
Co-orientador : Medeiros, Victor Wanderley Costa de
Endereço Lattes do Co-orientador : http://lattes.cnpq.br/7159595141911505
Palavras-chave: Aprendizado do computador;Software - Desenvolvimento;Interpolação
Data do documento: 2019
Citação: ANTONIO, Wellington Luiz. Serviço Computacional para Interpolação Espacial de Dados Meteorológicos. 2019. 48 f.Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Sistemas de Informação)- Departamento de Estatística e Informática, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2019.
Abstract: The spatial interpolation is an essential technique for several fields, such as meteorology, hydrology, agricultural zoning, characterization of health risk areas, sociodemo-graphic, among others. Through interpolation, it is possible to model a surface of a spatially distributed variable from a finite set of known data points. In the case of weather data for agriculture, for instance, interpolation allows us to observe how weather variables behave on a given rural property, which could serve as input for irrigation management on this property. Due to the increasing demand for the use of spatial interpolation,this work proposed the development of a scalable service based on technologies and standards of state-of-the-art in distributed systems, for spatial interpolation of meteorological data associated with agriculture. In order to achieve this goal, we developed a web service based on three different reference evapotranspiration interpolation algorithms, namely: Inverse distance weighted (IDW), Ordinary Kriging (OK) and RandomForest (RF). The first two are widely used algorithms in the spatialization of reference evapotranspiration and they are known to produce low interpolation errors. The third algorithm is originated from Machine Learning. It has been used in recent studies as an alternative for spatial interpolation of environmental variables. This last algorithmhas also been obtaining promising results in the estimation of evapotranspiration. The spatial interpolation web service proposed was developed and its performace was evaluated through measurement. This service was deployed on a production enviromentusing Docker container and a mobile application was developed to integrate and show the main functionalities of the web service. The developed service can be applied inseveral areas. However, in this work more attention was paid to the agricultural sector,as this one is the sector to which this study is focused on. The main beneficiaries of the web service are researchers and developers, which, in turn, are able to develop studies that will benefit the farmer from the application of the service. During this work,we also sought to evaluate how the developed service could be useful for the promotion of the performance and the scalability with respect to spatial interpolation calculus and generation of spatial models. We also highlighted the importance of this software as a support tool for other researches or even for other software, such as Aquaprev, which uses, among other parameters, evapotranspiration and spatial interpolation to estimate the irrigation time of a given crop.
Resumo: A interpolação espacial é uma técnica de suma importância para diversas atuações:meteorologia, hidrologia, zoneamento agrícola, caracterização de áreas de risco à saúde, sociodemográfica, entre outras. Por meio da interpolação pode-se modelar asuperfície de uma variável espacialmente distribuída a partir de um conjunto finito de dados pontuais conhecidos, no caso de dados meteorológicos para agricultura, por exemplo, a interpolação permite observar como as variáveis meteorológicas se comportam em uma determinada propriedade rural, o que poderia servir como base para o manejo de irrigação nesta propriedade. Devido à demanda cada vez maior pelo uso dainterpolação espacial, propôs-se desenvolver um serviço de interpolação espacial, escalável baseado em tecnologias e padrões do estado da arte em sistemas distribuídospara interpolação espacial de dados meteorológicos associados à agricultura. Para o alcance de tal objetivo, buscou-se desenvolver um serviço web que implementasse três algoritmos diferentes para a interpolação da evapotranspiração de referência, sendo eles:Inverse distance weighted(IDW),Ordinary Kriging(OK) eRandom Forest(RF),os dois primeiros são algoritmos amplamente utilizados na espacialização da evapo-transpiração de referência, sendo conhecidos por produzirem baixos erros na interpolação. Já o último algoritmo utilizado é originário da aprendizagem de máquina e tem sido empregado em estudos recentes como alternativa para a interpolação espacial de variáveis ambientais, obtendo também resultados promissores na estimativa da evapo-transpiração. O serviço web de interpolação espacial proposto foi implementado e seu desempenho avaliado por meio de medição. Este serviço foi implantado em ambiente de produção por meio de um contêiner Docker, e um aplicativo móvel foi desenvolvidopara integrar e demonstrar as principais funcionalidades do serviço web. O presente serviço pode ser aplicado em diversas áreas, contudo nesse trabalho atentou-se mais para o setor agrícola, por ser o setor para o qual esse estudo encontra-se direcionado.Os principais beneficiários do serviço web incluem pesquisadores e desenvolvedoresdesoftwareque, por sua vez, a partir da aplicação do serviço, podem desenvolverestudos que beneficiarão o agricultor. Durante a realização desse trabalho, buscou-se também avaliar como o serviço desenvolvido poderia ser útil para a promoção do desempenho e da escalabilidade com relação ao cálculo da interpolação espacial e geração de modelos espaciais. Destacou-se também, a importância desse software como ferramenta de apoio para outras pesquisas ou mesmo para outros software, como por exemplo, o Aquaprev, que utiliza, além de outros parâmetros, a evapotranspiração e a interpolação espacial para estimar o tempo de irrigação de uma determinada cultura.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/2151
Aparece nas coleções:(CDIBSI) Trabalho de conclusão de curso

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