Análise espaço-temporal dos municípios brasileiros: aplicações de aprendizado de máquina na integração de dados territoriais e populacionais

dc.contributor.advisor-co1Camargo, Heloisa de Arruda
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0487231065057783
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5489-7306
dc.contributor.advisor1Valencio, Norma Felicidade Lopes da Silva
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7161606146208875
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1855-3458
dc.contributor.authorCarvalho, Gabriel Gomes de
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3816131568033484
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-3519-0399
dc.date.accessioned2025-07-14T15:12:06Z
dc.date.issued2025-05-13
dc.description.abstractThis study sought to explore the territorial, demographic, and environmental dynamics of Brazilian municipalities through an integrated data approach based on machine learning. The research is justified by the need to understand how different municipal characteristics relate to each other and evolve over time, considering aspects such as changes in territorial configuration, land use and land cover patterns, and demographic transformations. The methodology adopted involves the collection and processing of data from official databases, such as IBGE and MapBiomas, allowing the construction of a structured dataset suitable for the application of statistical and artificial intelligence techniques. The first step consists of defining the municipality as the unit of analysis, considering its institutionalization and evolution over time. A special focus is given to the period from 2003 to 2023, when there was a stabilization in the emancipatory processes. In addition, regional differences in municipal formation are analyzed, highlighting how each Brazilian macro-region presents distinct patterns of creation and expansion of municipalities. Next, the territorial characteristics of the municipalities were investigated, covering aspects such as territorial extension, spatial variations, and environmental factors that influence their configuration. From this, statistical inferences were drawn to assess significant differences between municipalities, using methods such as ANOVA to understand variations between regional groups. The research advances with the application of supervised and unsupervised machine learning techniques. Finally, Explainable Artificial Intelligence (XAI) techniques were used to interpret the generated models and understand the importance of each variable in municipal behavior. The identification that the formation of clusters of municipalities, based on territorial, population, and environmental characteristics, correspond more to the natural biomes of Brazil than to the traditional divisions by state or region. Thus, municipalities with similar environmental and land use characteristics, even if belonging to different states, were grouped into highly homogeneous clusters, demonstrating the strength of data-based and machine learning approaches for identifying spatial patterns that escape political-administrative divisions. Thus, the dissertation proposes a new look at municipal organization in Brazil, combining different data sources and methodologies to deepen the understanding of the transformations that have occurred in the national territory.eng
dc.description.resumoEste estudo buscou explorar as dinâmicas territoriais, demográficas e ambientais dos municípios brasileiros por meio de uma abordagem de dados integrada baseada em aprendizado de máquina. A pesquisa se justifica pela necessidade de compreender como diferentes características municipais se relacionam e evoluem ao longo do tempo, considerando aspectos como mudanças na configuração territorial, padrões de uso e cobertura da terra, além de transformações demográficas. A metodologia adotada envolve a coleta e processamento de dados provenientes de bases oficiais, como o IBGE e o MapBiomas, permitindo a construção de um conjunto de dados estruturado e adequado para a aplicação de técnicas estatísticas e de inteligência artificial. A primeira etapa consiste na definição do município como unidade de análise, considerando sua institucionalização e evolução ao longo do tempo. Um enfoque especial é dado ao período de 2003 a 2023, quando houve uma estabilização nos processos emancipatórios. Além disso, são analisadas as diferenças regionais na formação municipal, destacando como cada macrorregião brasileira apresenta padrões distintos de criação e expansão dos municípios. Na sequência, foram investigadas as características territoriais dos municípios, abrangendo aspectos como extensão territorial, variações espaciais e fatores ambientais que influenciam sua configuração. A partir disso, foram elaboradas inferências estatísticas para avaliar diferenças significativas entre os municípios, utilizando métodos como ANOVA para compreender variações entre grupos regionais. A pesquisa avança com a aplicação de técnicas supervisionadas e não supervisionadas de aprendizado de máquina. Por fim, foram utilizadas técnicas de Explainable Artificial Intelligence (XAI) para interpretar os modelos gerados e compreender a importância de cada variável no comportamento municipal. A identificação de que a formação dos clusters de municípios, baseados em características territoriais, populacionais e ambientais, correspondem mais aos biomas naturais do Brasil do que às divisões tradicionais por estado ou região. Assim, municípios com características ambientais e de uso do solo semelhantes, mesmo que pertencentes a diferentes estados, foram agrupados em clusters com alta homogeneidade, demonstrando a força de abordagens baseadas em dados e em aprendizado de máquina para a identificação de padrões espaciais que fogem das divisões políticas-administrativas. Dessa forma, a dissertação propõe um novo olhar sobre a organização municipal no Brasil, combinando diferentes fontes de dados e metodologias para aprofundar a compreensão das transformações ocorridas no território nacional.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipId2023/03000-3
dc.identifier.citationCARVALHO, Gabriel Gomes de. Análise espaço-temporal dos municípios brasileiros: aplicações de aprendizado de máquina na integração de dados territoriais e populacionais. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22316.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22316
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais - PPGCAm
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectDinâmicas municipais
dc.subjectAprendizado de máquina
dc.subjectIntegração de dados
dc.subject.cnpqCIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::CIENCIA DA INFORMACAO
dc.titleAnálise espaço-temporal dos municípios brasileiros: aplicações de aprendizado de máquina na integração de dados territoriais e populacionais
dc.title.alternativeSpatiotemporal analysis of Brazilian municipalities: machine learning applications in the integration of territorial and population dataeng
dc.typeDissertação

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