Aprendizado de máquina supervisionado e não supervisionado aplicado ao monitoramento da qualidade de águas superficiais e subterrâneas na bacia do Rio Mogi Guaçu (UGRHI-9)

dc.contributor.advisor-co1Santos, Franciane Mendonça
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5344692835119505
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8506-2731
dc.contributor.advisor1Pelinson, Natalia de Souza
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7546156506679687
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4370-9146
dc.contributor.authorCristovam, Gabriella Borges
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8493770064517005
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0006-3063-9827
dc.date.accessioned2025-03-07T11:28:31Z
dc.date.issued2025-01-22
dc.description.abstractEnvironmental monitoring of surface and groundwater is fundamental to preserving water quality and the health of different ecosystems. Considering the difficulties in the monitoring process, which is highly time-consuming and costly, this work aims to integrate data science tools, particularly machine learning (ML) methods, into natural water quality monitoring based on historical data from the São Paulo State Environmental Company (CETESB). By means of supervised learning (Multiple Linear Regression and Random Forest), the models were trained to predict the IQA (Water Quality Index), obtaining excellent test results for both models (Regression with R² of 0.97 and RMSE of 2.37 and Random Forest with R² of 0.92 and RMSE of 0.06), thus allowing the prediction of surface water quality in the future. Similarly, unsupervised learning (PCA, K-Means and DBSCAN) was applied in order to detect patterns, analyze correlations and reduce the dimensionality of the variables, which could have generated better results if more data had been available. In general, however, the algorithms provided satisfactory results that could reduce the time and costs involved in monitoring water quality.eng
dc.description.resumoO monitoramento ambiental de águas superficiais e subterrâneas é fundamental para que possam ser preservadas a qualidade da água e a saúde de diferentes ecossistemas. Considerando as dificuldades no processo de monitoramento, que é altamente demorado e custoso, este trabalho tem como objetivo integrar ferramentas de ciência de dados, particularmente métodos de aprendizado de máquina (“Machine Learning” - ML), ao monitoramento da qualidade de águas naturais com base em dados históricos da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Por meio do aprendizado supervisionado (Regressão Linear Múltipla e Random Forest), os modelos foram treinados para prever o IQA (Índice de Qualidade da Água), obtendo-se ótimos resultados de teste para ambos os modelos (Regressão com R² de 0.97 e RMSE de 2.37 e Random Forest com R² de 0.92 e RMSE de 0.06), permitindo então a predição da qualidade da água superficial futuramente. De forma análoga, o aprendizado não supervisionado (PCA, K-Means e DBSCAN) foi aplicado com o intuito de detectar padrões, analisar correlações e reduzir a dimensionalidade das variáveis, na qual poderia ter gerado melhores resultados se houvesse mais dados disponíveis. Porém, de modo geral, os algoritmos apresentaram resultados satisfatórios que podem permitir a redução de tempo e custos relacionados ao processo de monitoramento da qualidade das águas.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationCRISTOVAM, Gabriella Borges. Aprendizado de máquina supervisionado e não supervisionado aplicado ao monitoramento da qualidade de águas superficiais e subterrâneas na bacia do Rio Mogi Guaçu (UGRHI-9). 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de São Carlos, Lagoa do Sino, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21512.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21512
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Lagoa do Sino
dc.publisher.courseEngenharia Ambiental - EAm-LS
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectModelos estatísticospor
dc.subjectMonitoramento ambientalpor
dc.subjectModelos de prediçãopor
dc.subjectStatistical modelseng
dc.subjectEnvironmental water monitoringeng
dc.subjectPrediction modelseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDROLOGIA
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
dc.titleAprendizado de máquina supervisionado e não supervisionado aplicado ao monitoramento da qualidade de águas superficiais e subterrâneas na bacia do Rio Mogi Guaçu (UGRHI-9)por
dc.title.alternativeSupervised and unsupervised machine learning applied to the monitoring of surface and groundwater quality in the Mogi Guaçu River Basin (UGRHI-9)eng
dc.typeTCC

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