Previsão de séries temporais de queimadas no Pantanal com uso de aprendizado de máquina

dc.contributor.advisor-co1Levada, Alexandre Luis Magalhães
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3341441596395463
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8253-2729
dc.contributor.advisor1Fernandes, Marcio Merino
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7278634019537967
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3048-3106
dc.contributor.authorSilva, Rômulo Alves da
dc.contributor.authorethnicityBaré
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2147023317553049
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0009-4944-5178
dc.date.accessioned2026-03-31T18:10:12Z
dc.date.issued2026-03-18
dc.description.abstractThe Brazilian Pantanal comprises a biome responsible for an enormous diversity of fauna and flora. However, wildfires affecting this biome have become a major problem in recent years, generating impacts that may become irreversible in the future. Therefore, fire prediction methods prove to be essential and extremely important for the prevention and control of wildfires throughout this territory. Nevertheless, the main fire risk indices currently in use present limitations, such as: (1) not being adapted to the characteristics of each biome; (2) being restricted to specific climatic variables; and (3) not being able to predict forest fire risk over a defined multi-day horizon. This last aspect, in particular, is of utmost importance, as its improvement enables planning and coordinated action by environmental authorities with adequate advance notice. In order to investigate this limitation, this study developed a comparative approach between two computational models based on Machine Learning (XGBoost and LSTM), evaluating which one produced results closer to the observed reality. The results obtained indicated that the XGBoost model showed superior performance in predicting fire occurrences, achieving lower values of mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE), in addition to a greater ability to explain the variability observed in the time series. The LSTM model, in turn, demonstrated the ability to capture seasonality and the average behavior of the series; however, it showed limitations in reproducing the magnitude of extreme events, especially due to univariate modeling and the effective volume of data available for training. Overall, the findings highlight that approaches based on boosting techniques combined with temporal feature engineering were more suitable for the analyzed dataset, although both methodologies confirmed the existence of learnable temporal patterns in the historical series of the Brazilian Pantanal.eng
dc.description.resumoO Pantanal brasileiro possui um bioma que é responsável por uma enorme diversidade de fauna e flora. No entanto, as queimadas que afetam esse bioma têm sido um grande problema nos últimos anos, gerando impactos que, futuramente, poderão ser irreversíveis. Desse modo, métodos de previsão de incêndios mostram-se essenciais e de extrema importância para a prevenção e o combate aos incêndios em todo este território. Contudo, os principais índices de risco de incêndio utilizados atualmente apresentam limitações, como: (1) não se ajustarem às características de cada bioma; (2) estarem restritos a variáveis climáticas específicas; e (3) não conseguirem prever o risco de incêndio florestal para um horizonte de dias definido. Este último aspecto, em especial, é de suma importância, pois o seu aprimoramento possibilita o planejamento e a ação coordenada das autoridades ambientais com a devida antecedência. Como forma de investigar essa limitação, este estudo desenvolveu uma abordagem comparativa entre dois modelos computacionais baseados em Aprendizado de Máquina (XGBoost e LSTM), avaliando qual deles apresentou resultados mais próximos da realidade observada. Os resultados obtidos indicaram que o modelo XGBoost apresentou desempenho superior na previsão dos focos de incêndio, alcançando menores valores de erro médio absoluto (MAE) e raiz do erro quadrático médio (RMSE), além de maior capacidade de explicação da variabilidade observada na série temporal. O modelo LSTM, por sua vez, demonstrou capacidade de capturar a sazonalidade e o comportamento médio da série, porém apresentou limitações na reprodução da magnitude de eventos extremos, especialmente em função da modelagem univariada e do volume efetivo de dados disponíveis para treinamento. De modo geral, os achados evidenciam que abordagens baseadas em técnicas de boosting associadas à engenharia de atributos temporais mostraram-se mais adequadas para o conjunto de dados analisado, embora ambas as metodologias tenham confirmado a existência de padrões temporais aprendíveis na série histórica do Pantanal brasileiro.por
dc.identifier.citationSILVA, Rômulo Alves da. Previsão de séries temporais de queimadas no Pantanal com uso de aprendizado de máquina. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23861.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23861
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Computação - EC
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectAprendizado de máquinapor
dc.subjectQueimadaspor
dc.subjectPantanal brasileiropor
dc.subjectLSTMeng
dc.subjectXGBoosteng
dc.subjectMachine learningeng
dc.subjectWildfireseng
dc.subjectBrazilian Pantanaleng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.subject.ods13. Ação contra a Mudança Global do Clima
dc.titlePrevisão de séries temporais de queimadas no Pantanal com uso de aprendizado de máquinapor
dc.title.alternativeTime series forecasting of wildfires in the Pantanal using machine learningeng
dc.typeTCC

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