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dc.creatorCenteno, Luana Nunes
dc.date.accessioned2021-05-12T01:37:14Z
dc.date.available2021-05-12T01:37:14Z
dc.date.issued2020-05-29
dc.identifier.citationCENTENO, Luana Nunes. Modelos de espaço de estados e análise em Wavelets no estudo do relacionamento espacial entre atributos físico-hídricos do solo e atributos topográficos em escala de bacia hidrográfica. Orientador: Luís Carlos Timm. 2020. 200f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos. Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/7498
dc.description.abstractThe statistical tools that consider the position and the possible dependence between the observations of variables in the field have been applied at small scales and not at watershed scales. Thus, this study aimed to evaluate the potential of statistical tools from the Time Series Analysis to characterize and identify the spatial variability structure of soil hydro-physical and topographic attributes as well as to study the relationship between them in the Fragata River Watershed (FRW), Pelotas, Southern Brazil. From the Passo dos Carros control section (FRW - PPC) a 15 km-spatial transect was established in which 100 points, 150 m equidistantly spaced, were demarcated. Undisturbed and disturbed soil samples were collected in the 0-0.20 m soil layer to determine textural fractions, soil bulk density, total porosity, macroporosity, saturated soil hydraulic conductivity and soil organic carbon. Using the hydrologically consistent digital elevation model (MDEHC), topographic attributes were obtained at each sampling point, namely: elevation, slope, and aspect. Classical statistics were applied to all data sets to calculate position, dispersion, and shape measures of each data set. The Kolmogorov-Smirnov test was applied to verify the normality of each data set. To characterize and identify the spatial variability structure of each attribute along the spatial transect, the autocorrelation function was calculated. The spatial correlation between two variables was calculated using the cross-correlation function. The spatial relationship among variables was studied by state-space models and classical multiple regression models. The characterization and quantification of the possible multi-spatial correlations among all attributes were evaluated through Wavelet analysis. It was possible to conclude that the state-space approach proved to be an effective tool to describe the spatial relationships among all attributes as compared to multiple regression models at watershed scale. Further, Wavelet analysis showed to be a promising tool to characterize and quantify the multispatial correlations among all soil hydro-physical and topographic attributes along the 15 km-FRW spatial transect. The substitution of the soil macroporosity by the land-use system as a potential explanatory variable to represent the soil structure in the state-space models should be better assessed in future studies at watershed scale.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectRecursos hídricospt_BR
dc.subjectBacia hidrográfica Arroio Fragatapt_BR
dc.subjectCondutividade hidráulica de solo saturadopt_BR
dc.subjectVariabilidade espacial do solopt_BR
dc.subjectEscala e localização especificapt_BR
dc.subjectTipos de uso do solopt_BR
dc.subjectFragata River watershedpt_BR
dc.subjectHydraulic conductivity of saturated soilpt_BR
dc.subjectSoil spatial variabilitypt_BR
dc.subjectScale-location domainpt_BR
dc.subjectLand-use systempt_BR
dc.titleModelos de espaço de estados e análise em Wavelets no estudo do relacionamento entre atributos físico-hídricos do solo e atributos topográficos em escala de bacia hidrográficapt_BR
dc.title.alternativeState-space models and Wavelet analysis in the study of the spatial relationship between soil hydro-physical and topographic attributes at watershed scalept_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0801302302856431pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9067196302691355pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Ferreira, Arlan da Silva
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6196412764012768pt_BR
dc.contributor.advisor-co2Barros, Willian da Silva
dc.description.resumoAs ferramentas estatísticas que consideram a posição e a possível dependência entre as observações de variáveis no campo têm sido aplicadas em pequenas áreas agrícolas e não em escala de bacia hidrográfica. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de ferramentas da Análise de Séries Temporais/Espaciais em caracterizar e identificar a estrutura de variabilidade espacial de atributos físico-hídricos do solo e de atributos topográficos bem como no estudo do relacionamento entre eles em uma transeção espacial de 15 km construída na bacia hidrográfica do Arroio Fragata, a partir da seção de controle da Ponte Passo dos Carros (BHAF – PPC), localizada no município de Pelotas (RS). Nesta transeção foram demarcados 100 pontos, equidistantes entre si 150 m, onde amostras de solo, com estrutura deformada e preservada, foram coletadas na camada de 0-0,20 m de profundidade para determinação das frações texturais, densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, condutividade hidráulica do solo saturado e carbono orgânico. De posse do modelo digital de elevação hidrologicamente consistente (MDEHC) foram obtidos em cada ponto amostral atributos topográficos, a saber: elevação, declividade e aspecto. A estatística clássica foi aplicada a todos os conjuntos de dados para a obtenção das medidas de posição, de dispersão e da forma da dispersão. Também foi aplicado o teste de Kolmogorov-Smirnov para verificar a normalidade de cada conjunto de dados. Para caracterizar e identificar a estrutura de variabilidade espacial de cada atributo ao longo da transeção espacial a função de autocorrelação foi calculada. A correlação espacial entre as variáveis foi calculada por meio da função de crosscorrelação. O relacionamento entre as variáveis foi estudado por modelos de espaço de estados envolvendo o mesmo conjunto de variáveis físico-hídricas do solo e topográficas. A caracterização e quantificação das possíveis correlações multi-espaciais entre os atributos físico-hídricos do solo e os atributos topográficos foram também avaliadas usando as transformadas de Wavelets. Por meio destas ferramentas foi possível concluir que a abordagem em espaço de estados se mostrou uma ferramenta eficaz para descrever as relações espaciais, bem como que as transformadas de Wavelets são ferramentas promissoras no intuito de caracterizar e quantificar as correlações multiespaciais entre a condutividade hidráulica do solo saturado e os atributos físico-hídricos do solo e topográficos e o tipo de uso do solo ao longo da transeção espacial de 15 km construída na Bacia do Arroio Fragata. A substituição da variável macroporosidade do solo pelo tipo de uso do solo como variável representativa da estrutura do solo nos modelos de espaço de estados deve ser melhor avaliada em futuros estudos em escala de bacia hidrográfica.pt_BR
dc.publisher.departmentCentro de Desenvolvimento Tecnológicopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Recursos Hídricospt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOSpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Timm, Luís Carlos


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