dc.creator | Fuentes Guevara, Miguel David | |
dc.date.accessioned | 2023-02-27T16:54:14Z | |
dc.date.available | 2023-02-27 | |
dc.date.available | 2023-02-27T16:54:14Z | |
dc.date.issued | 2022-04-01 | |
dc.identifier.citation | FUENTES GUEVARA, Miguel David. Modelagem da retenção de água em solos sob clima subtropical usando funções de pedotransferência e redes neurais artificiais. 2022. 157 f. Tese (Doutorado em Manejo e Conservação do Solo e da Água) – Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9110 | |
dc.description.abstract | Pedotransfer functions (PTFs) emerge as an alternative to estimate the soil water content
from soil attributes that are easier available in soil databases. The artificial neural networks
(ANNs) are a tool that enables PTFs generation with better estimates. Therefore, the
objective of this study was to explore the tools that allow the assessment and generation
of PTFs to estimate the soil water content on a soil watershed. To achieve this, the study
area selected was the Pelotas River Watershed (PRW), located in the southern Rio
Grande do Sul - Brazil. In the PRW were established 100 sample points along a 25-kmspatial transect in which were collected soil samples from the surface soil (0-20 cm) to
determine soil and topographical attributes. Thus, the following attributes were obtained:
clay, silt, and sand content, bulk density, particle soil density, macroporosity,
microporosity, soil organic content, soil water content in the potentials 0, -1, -6, -10, -33, -
100 e -1,500 kPa, elevation, aspect, soil slope, plan curvature, profile curvature, and
curvature. The first study evaluated the PTFs transferability developed in other climate
conditions for estimating the soil water content in the matric potentials -33 and 1,500 kPa.
The bests PTFs were chosen according to the performance to estimate the variation rates
of actual evapotranspiration, obtaining that the PTF developed by Vereecken et al. (1989)
had the better performance. The second study carried out the generation of a pseudocontinuous PTF (PC-PTF) through the ANN technique to estimate the soil water content
in several matric potentials. A soil database was generated to achieve this, joining the
PRW data and the 105-point grid collected in the Ellert Creek/Canguçu-RS Watershed
(ECW), which is a headwater of the PRW. The random search technique was used to
explore the hyper-parameter effects of the ANN, to find the input attributes selection, and
to obtain one model for improving soil water content estimations. The ANN's best input
attributes were soil bulk density, soil organic carbon content, microporosity, clay,
curvature, and plane curvature. Thus, the model with best performance to estimate the
soil water content for the set of all matric potentials had hyper-parameters set: seed =
98.186; learning rate = 0.2; number of epochs = 5,000; and moment = 0,2. This model
obtained performance statistical metrics r² = 0.73; ME = 0.052 cm3 cm-3
; and RMSE = 0,065 cm3 cm-3. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Agronomia | pt_BR |
dc.subject | FPTs | pt_BR |
dc.subject | Bacia hidrográfica | pt_BR |
dc.subject | Retenção de água | pt_BR |
dc.subject | Água no solo | pt_BR |
dc.title | Modelagem da retenção de água em solos sob clima subtropical usando funções de pedotransferência e redes neurais artificiais | pt_BR |
dc.title.alternative | Modeling water retention in soils under subtropical climate using pedotransfer functions and artificial neural networks | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7873921852565813 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9067196302691355 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Corrêa, Ulisses Brisolara | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0011651263573884 | pt_BR |
dc.description.resumo | As funções de pedotransferência (FPTs) surgem como uma alternativa para estimar a
retenção de água no solo a partir de atributos do solo mais facilmente disponíveis nos
bancos de dados de solo. As redes neurais artificiais (RNAs) são uma ferramenta que
possibilita a geração de FPTs que melhoram esta estimativa. Portanto, o objetivo do
presente estudo foi explorar as ferramentas que permitem a avaliação e geração de FPTs
para estimar a retenção de água no solo em escala de bacia hidrográfica. Para isso, a
área de estudo selecionada foi a bacia hidrográfica Arroio Pelotas (BHAP) localizada no
sul do estado do Rio Grande do Sul. Na bacia foram estabelecidos 100 pontos amostrais
ao longo de uma transecção espacial de 25 km, nos quais se coletaram amostras de solo
na profundidade de 0-20 cm para determinação dos atributos do solo, oriundos do
trabalho de dissertação da Luciana Oliveira e atributos topográficos. Assim, obtiveram-se
dados do teor de argila, silte e areia, densidade do solo, densidade de partículas,
macroporosidade, microporosidade, carbono orgânico, retenção de água no solo nos
potenciais 0, -1, -6, -10, -33, -100 e -1.500 kPa, elevação, aspecto, declividade, curvatura
plana, curvatura do perfil, e curvatura do terreno. O primeiro estudo foi a avaliação da
transferibilidade de FPTs desenvolvidas em outras condições climáticas na estimativa da
retenção de água no solo nos potenciais de -33 e 1.500 kPa. A escolha das melhores
FPTs foi feita de acordo com a proximidade na estimativa da taxa de variação da
evapotranspiração real, obtendo-se como melhor FPT a desenvolvida por Veerecken et
al. (1989). O segundo estudo foi a geração de uma FPT pseudo-contínua (FPT-PC)
mediante a técnica de RNAs para estimar a retenção de água no solo nos diversos
potenciais matriciais. Para isso, foi gerado um banco de dados de solo pela junção dos
dados da BHAP e 105 dados coletados em um grid na sub-bacia hidrográfica de
cabeceira Sanga Ellert/Canguçu-RS a qual está inserida na BHAP e no município de
canguçu. A técnica de random search foi usada no intuito de explorar os efeitos dos hiperparâmetros da rede, selecionar os atributos de entrada e obter um modelo que melhore
as estimativas da retenção de água no solo. O melhor conjunto de atributos de entrada
na RNA foi densidade do solo, carbono orgânico, microporosidade, argila, curvatura do
terreno e plano de curvatura do terreno. Assim, o modelo com melhor desempenho para
estimar a retenção de água no solo para o conjunto de todos os potenciais matriciais teve
a configuração de hiper-parâmetros: semente = 98,186; taxa de aprendizado = 0,2;
número de épocas = 5.000; e momento = 0.2, obtendo métricas estatísticas de
desempenho r² = 0,73; ME = 0,052 cm3 cm-3; e RMSE = 0,065 cm3 cm-3
. | pt_BR |
dc.publisher.department | Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Manejo e Conservação do Solo e da Água | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO::MANEJO E CONSERVACAO DO SOLO | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Timm, Luís Carlos | |