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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Cerrados. |
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Data corrente: |
17/08/2021 |
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Data da última atualização: |
17/08/2021 |
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Tipo da produção científica: |
Artigo em Periódico Indexado |
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Autoria: |
ALTHOFF, D.; RODRIGUES, L. N.; SILVA, D. D. da. |
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Afiliação: |
DANIEL ALTHOFF; LINEU NEIVA RODRIGUES, CPAC; DEMETRIUS DAVID DA SILVA. |
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Título: |
Addressing hydrological modeling in watersheds under land cover change with deep learning. |
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Ano de publicação: |
2021 |
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Fonte/Imprenta: |
Advances in Water Resources, v. 154, 2021. |
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Páginas: |
12 p. |
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DOI: |
https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2021.103965 |
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Idioma: |
Inglês |
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Conteúdo: |
The impacts of land cover change have traditionally been assessed in hydrological modeling with a priori knowl- edge, e.g., using methods based on the curve number, or by calibrating hydrological models over different time periods. However, how hydrological processes respond to such changes is extremely context-dependent. Thus, there is an opportunity for the development of hydrological models that can learn from large hydrological data sets under the context of severe environmental changes. In this study, a single regional hydrological model is developed based on long short-term memory (LSTM) neural networks using different input configurations. One model considers only meteorological forcings as inputs (I1), another model considers meteorological forcings and static catchment attributes (I2), and a third model also considers meteorological forcings and catchment attributes but where the land cover characteristics are dynamic (I3). The models are trained using information from 411 catchments in the Brazilian Cerrado biome. The data set includes, for each catchment, the daily stream- flow observations (target), daily precipitation and reference evapotranspiration (meteorological forcings), and 21 catchment attributes including topography, climate indices, soil characteristics, and land cover characteristics. Considering catchment attributes increases the performance of the LSTM model (I2 and I3 median KGE : 0.69). Considering the land use cover characteristics as dynamic improves the predictions under low-flow conditions (I3 median rNSE : 0.62) when compared to the model considering such characteristics as static (I2 median rNSE : 0.53). This study also uses the deep network with the integrated gradients technique to explore the contribution of the catchment characteristics to streamflow and the number of time steps of influence for the deep network in different regions. MenosThe impacts of land cover change have traditionally been assessed in hydrological modeling with a priori knowl- edge, e.g., using methods based on the curve number, or by calibrating hydrological models over different time periods. However, how hydrological processes respond to such changes is extremely context-dependent. Thus, there is an opportunity for the development of hydrological models that can learn from large hydrological data sets under the context of severe environmental changes. In this study, a single regional hydrological model is developed based on long short-term memory (LSTM) neural networks using different input configurations. One model considers only meteorological forcings as inputs (I1), another model considers meteorological forcings and static catchment attributes (I2), and a third model also considers meteorological forcings and catchment attributes but where the land cover characteristics are dynamic (I3). The models are trained using information from 411 catchments in the Brazilian Cerrado biome. The data set includes, for each catchment, the daily stream- flow observations (target), daily precipitation and reference evapotranspiration (meteorological forcings), and 21 catchment attributes including topography, climate indices, soil characteristics, and land cover characteristics. Considering catchment attributes increases the performance of the LSTM model (I2 and I3 median KGE : 0.69). Considering the land use cover characteristics as dynamic imp... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Inteligência artificial; Modelo hidrológico. |
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Thesagro: |
Bacia Hidrográfica; Cerrado; Hidrologia. |
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Categoria do assunto: |
P Recursos Naturais, Ciências Ambientais e da Terra |
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Marc: |
LEADER 02600naa a2200229 a 4500
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520 $aThe impacts of land cover change have traditionally been assessed in hydrological modeling with a priori knowl- edge, e.g., using methods based on the curve number, or by calibrating hydrological models over different time periods. However, how hydrological processes respond to such changes is extremely context-dependent. Thus, there is an opportunity for the development of hydrological models that can learn from large hydrological data sets under the context of severe environmental changes. In this study, a single regional hydrological model is developed based on long short-term memory (LSTM) neural networks using different input configurations. One model considers only meteorological forcings as inputs (I1), another model considers meteorological forcings and static catchment attributes (I2), and a third model also considers meteorological forcings and catchment attributes but where the land cover characteristics are dynamic (I3). The models are trained using information from 411 catchments in the Brazilian Cerrado biome. The data set includes, for each catchment, the daily stream- flow observations (target), daily precipitation and reference evapotranspiration (meteorological forcings), and 21 catchment attributes including topography, climate indices, soil characteristics, and land cover characteristics. Considering catchment attributes increases the performance of the LSTM model (I2 and I3 median KGE : 0.69). Considering the land use cover characteristics as dynamic improves the predictions under low-flow conditions (I3 median rNSE : 0.62) when compared to the model considering such characteristics as static (I2 median rNSE : 0.53). This study also uses the deep network with the integrated gradients technique to explore the contribution of the catchment characteristics to streamflow and the number of time steps of influence for the deep network in different regions.
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Registro original: |
Embrapa Cerrados (CPAC) |
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Biblioteca |
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| Registros recuperados : 15 | |
| 1. |  | SILVA, F. B. B. da; LEMOS, O. F. de; MENDONÇA, D. P.; MONTEIRO, M. G. T. Espaçamento e tipo de estaca de gliricídia (Gliricidia sepium (Jacq.) Walp.) Para formação de tutor vivo no cultivo da pimenteira-do-reino. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 22., 2018, Belém, PA. Anais... Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2018. p. 186-189.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 2. | | MENDONÇA, D. P.; LEMOS, O. F. de; RAMOS, G. K. S.; SILVA, F. B. B. da. Controle da oxidação de meristema de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) em cultivo in vitro sob baixas temperaturas. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 21., 2017, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2017.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 3. | | SILVA, F. B. B. da; LEMOS, O. F. de; MENDONÇA, D. P.; RAMOS, G. K. de S. Ácido naftaleno acético na rizogênese in vitro de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.). In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 21., 2017, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2017.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 4. | | LEMOS, O. F. de; RODRIGUES JUNIOR, O. M.; RAMOS, G. K. de S.; MENDONÇA, D. P.; RODRIGUES, S. de M. Tucumã-do-pará (Astrocaryum vulgare): do processamento alternativo de frutos à germinação in vitro. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE RECURSOS GENÉTICOS, 4., 2016, Curitiba. Recursos genéticos no Brasil: a base para o desenvolvimento sustentável: anais. Brasília, DF: Sociedade Brasileira de Recursos Genéticos, 2016.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 5. | | SILVA, F. B. B. da; MENDONÇA, D. P.; MONTEIRO, M. G. T.; RIBEIRO, A. C. M.; LEMOS, O. F. de. Tipo de estaca e espaçamento de gliricídia (Gliricidia sepium (Jacq.) Walp.) na produção de jardim clonal para tutor vivo no cultivo da pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.). In: CONGRESSO INTERNACIONAL DAS CIÊNCIAS AGRÁRIAS, 3., 2018, João Pessoa. Ciência, tecnologia e desenvolvimento rural: compartilhando conhecimentos inovadores e experiências. João Pessoa: Instituto Internacional Despertando Vocações, 2018.| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 6. | | SILVA, F. B. B. da; LEMOS, O. F. de; MENDONÇA, D. P.; RAMOS, G. K. de S.; RODRIGUES JUNIOR, O. M.; POLTRONIERI, M. C. Ácido naftaleno acético na rizogênese in vitro de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.). In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 20.; SEMINÁRIO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 4., 2016, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2016. p. 180-184.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 7. | | MENDONÇA, D. P.; LEMOS, O. F. de; SILVA, F. B. B. da; RAMOS, G. K. S.; ALMEIDA, V. de S.; POLTRONIERI, M. C. Caracterização agronômica de genótipos de Pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) em tutor vivo e tutor morto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGRONOMIA, 30., 2017, Fortaleza. Segurança hídrica: um desafio para os engenheiros agrônomos do Brasil: [anais]. Fortaleza: AEAC: CONFAEAB, 2017.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 8. | | MENDONÇA, D. P.; LEMOS, O. F. de; RAMOS, G. K. S.; SILVA, F. B. B. da; RODRIGUES JÚNIOR, O. M.; POLTRONIERI, M. C. Enraizamento, aclimatização e produção de mudas de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) via micropropagação. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 20.; SEMINÁRIO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 4., 2016, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2016. p. 176-179.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 9. | | RAMOS, G. K. de S.; LEMOS, O. F. de; CUNHA, E. F. M.; MENDONÇA, D. P.; RODRIGUES JUNIOR, O. M.; SILVA, F. B. B. da. Efeito da temperatura no desenvovimento in vitro de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.). In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 20.; SEMINÁRIO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 4., 2016, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2016. p. 430-434.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 10. | | LEMOS, O. F. de; MENDONÇA, D. P.; RODRIGUES, S. de M.; POLTRONIERI, M. C.; SOUSA, G. K. R. de; SILVA, F. B. B. da; MENEZES, I. C. de. Enraizamento in vitro de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE RECURSOS GENÉTICOS, 4., 2016, Curitiba. Recursos genéticos no Brasil: a base para o desenvolvimento sustentável: anais. Brasília, DF: Sociedade Brasileira de Recursos Genéticos, 2016.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 11. | | MENDONÇA, D. P.; LEMOS, O. F. de; RAMOS, G. K. S.; SILVA, F. B. B. da; RODRIGUES JUNIOR, O. M.; RODRIGUES, S. de M. Mercaptoetanol no controle da oxidação de meristema de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) em cultivo in vitro. In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 20.; SEMINÁRIO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 4., 2016, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2016. p. 328-331.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 12. | | LEMOS, O. F. de; RAMOS, G. K. S.; RODRIGUES, S. de M.; POLTRONIERI, M. C.; MENDONÇA, D. P.; SILVA, F. B. B. da; MENEZES, I. C. de. Multiplicação in vitro de dois genótipos de pimenteira-do-reino por meio de ápices caulinares. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE RECURSOS GENÉTICOS, 4., 2016, Curitiba. Recursos genéticos no Brasil: a base para o desenvolvimento sustentável: anais. Brasília, DF: Sociedade Brasileira de Recursos Genéticos, 2016.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 13. | | LEMOS, O. F. de; MENDONÇA, D. P.; SILVA, F. B. B. da; POLTRONIERI, M. C.; RODRIGUES, S. de M.; MENEZES, I. C. de. Germinação in vitro de sementes da cultivar cingapura de pimenteira-do-reino. Revista RG News, v. 4, n. 3, p. 430, 2018. Edição especial dos Anais do 5º Congresso Brasileiro de Recursos Genéticos, Fortaleza, nov. 2018.| Tipo: Resumo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 14. | | RODRIGUES JUNIOR, O. M.; LEMOS, O. F. de; RAMOS, G. K. de S.; MENDONÇA, D. P.; SILVA, F. B. B. da; MENEZES, I. C. de. Indução à embriogênese somática por picloram no cultivo in vitro de embriões zigóticos de tucumã-do-pará (Astrocaryum vulgare Mart.). In: SEMINÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 20.; SEMINÁRIO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA EMBRAPA AMAZÔNIA ORIENTAL, 4., 2016, Belém, PA. Anais. Belém, PA: Embrapa Amazônia Oriental, 2016. p. 185-189.| Tipo: Artigo em Anais de Congresso |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| 15. | | RAMOS, G. K. de S.; LEMOS, O. F. de; CUNHA, E. F. M.; BOARI, A. de J.; MENDONÇA, D. P.; SANTOS, L. R. R. dos; RODRIGUES, S. de M.; MENEZES, I. C. de. Identification and micropropagation of virus-free black pepper genotypes (Piper nigrum L.). Ciência Agrícola, Rio Largo, v. 18, n. 1, p. 57-64, 2020.| Tipo: Artigo em Periódico Indexado | Circulação/Nível: B - 5 |
| Biblioteca(s): Embrapa Amazônia Oriental. |
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| Registros recuperados : 15 | |
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