Entropia de Shannon aplicada à precipitação pluvial
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Egenharia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A teoria da entropia da informação desenvolvida por Claude Elwood Shannon, na
década de 1940, foi marco importante para ciência da computação e sistemas de
comunicações. Suas ideias foram ampliadas e aplicadas para outros campos das
ciências, inclusive ciências ambientais e recursos hídricos. Pretendeu-se, neste
trabalho, demonstrar parte da teoria da entropia da informação aplicada aos recursos
hídricos em três capítulos: a primeiro capítulo demostra-se os conceitos gerais da
entropia marginal, entropia conjunta, entropia condicional, entropia mútua, princípio
da entropia máxima, na sequência apresenta-se as principais aplicações em
hidrologia: análise de variabilidade, hidrologia estatística, modelagem de fenômenos
hidrológicos, avaliação de redes de monitoramento hidrológicos. O segundo capítulo
foi utilizar o conceito da entropia marginalpara investigar o comportamento espacial
da precipitação total anual entre o período de 1990-2015 do estado de Minas Gerais.
Foi possível identificar um gradiente crescente de variabilidade da precipitação no
sentido sul-norte de Minas Gerais. Foi delineado 4 áreas homogêneas com
características próprias a partir dos valores da entropia de distribuição e volume
precipitado anual. O terceiro capítulo avaliou a qualidade da informação de 3 redes
de estações pluviométricas de 3 UPGRH no estado de Minas Gerais. Constatou-se
que as unidades de planejamento de gestão de recursos hídricos analisadas
apresentaram regiões com déficit e regiões com excesso de estações indicando,
segundo esta metodologia a necessidade de realocação das estações.
Abstract
The theory of information entropy developed by Claude Elwood Shannon in the
1940s was an important milestone in computer science and communications
systems. His ideas have been broadened and applied to other fields of science,
including environmental science and water resources. The purpose of this paper is to
demonstrate part of the entropy theory of information applied to water resources in
three chapters: the first chapter demonstrates the general concepts of marginal
entropy, joint entropy, conditional entropy, mutual entropy, maximal entropy
principle, the main applications in hydrology are analyzed: variability analysis,
statistical hydrology, modeling of hydrological phenomena, evaluation of
hydrological monitoring networks. The second chapter was to use the concept of
marginal entropy to investigate the spatial behavior of total annual precipitation
between the period 1990-2015 of the state of Minas Gerais. It was possible to identify
an increasing gradient of precipitation variability in the south-north direction of
Minas Gerais. It was delineated 4 homogeneous areas with their own characteristics
from the values of distribution entropy and annual precipitated volume. The third
chapter evaluated the quality of the information from three networks of rainfall
stations of 3 UPGRH in the state of Minas Gerais. It was verified that the water
resources planning units analyzed presented regions with deficits and regions with
excess stations indicating, according to this methodology, the need for reallocation
of the stations.
Descrição
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Palavra chave
Marca
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Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
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Citação
BATISTA, M. L. Entropia de Shannon aplicada à precipitação pluvial. 2018. 51 p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.