@PhDThesis{Araújo:2014:CaMuMo,
author = "Ara{\'u}jo, Amar{\'{\i}}sio da Silva",
title = "Calibra{\c{c}}{\~a}o multiobjetivo de modelos hidrol{\'o}gico e
de superf{\'{\i}}cie atmosf{\'e}rico",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-08-28",
keywords = "modelos de fluidos geof{\'{\i}}sicos, problemas inversos,
calibra{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros, otimiza{\c{c}}{\~a}o
multiobjetivo, algoritmos gen{\'e}ticos, geophysical fluid
models, inverse problems, calibration of parameters,
multi-objective optimization, genetic algorthms.",
abstract = "Nos {\'u}ltimos anos, a ci{\^e}ncia tem se beneficiado muito de
modelos computacionais como ferramentas importantes e cada vez
mais confi{\'a}veis em muitos tipos de investiga{\c{c}}{\~o}es,
Tais modelos estabelecem uma representa{\c{c}}{\~a}o de sistemas
f{\'{\i}}sicos atrav{\'e}s de equa{\c{c}}{\~o}es
matem{\'a}ticas que s{\~a}o resolvidas de forma aproximada por
meio de t{\'e}cnicas num{\'e}ricas codificadas em programas
computacionais, Fen{\^o}menos de din{\^a}mica de fluidos e nas
{\'a}reas de meteorologia, de transfer{\^e}ncia de calor em
estruturas de engenharia, por exemplo, s{\~a}o modelados com
equa{\c{c}}{\~o}es matem{\'a}ticas, muitas vezes sob a forma de
sistemas complexos de equa{\c{c}}{\~o}es diferenciais, Para se
garantir a ader{\^e}ncia de um modelo {\`a} realidade do
fen{\^o}meno modelado, torna-se necess{\'a}rio o ajuste de
v{\'a}rios par{\^a}metros do mesmo, procedimento este conhecido
como \emph{calibra{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros}. No caso de
modelos de fluidos geof{\'{\i}}sicos, por exemplo, em que
h{\'a} um n{\'u}mero finito de par{\^a}metros a serem
ajustados, a calibra{\c{c}}{\~a}o corresponde a um tipo de
problema inverso - \emph{problema inverso discreto ou
estima{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros} - no qual, partindo-se
dos efeitos (dados observados), tenta-se chegar {\`a}s causas
(par{\^a}metros), Para se resolver este tipo de problema inverso,
uma estrat{\'e}gia {\'e} a otimiza{\c{c}}{\~a}o ele urna ou
mais fun{\c{c}}{\~o}es (objetivos) para avaliar o erro entre as
vari{\'a}veis de entrada e ele sa{\'{\i}}da do modelo, Este
trabalho trata ela calibra{\c{c}}{\~a}o multiobjetivo dos
par{\^a}metros de dois modelos de fluidos geof{\'{\i}}sicos: o
modelo hidrol{\'o}gico de pequenas bacias IPH-II e o modelo de
superf{\'{\i}}cie atmosf{\'e}rico IBIS, Para a
calibra{\c{c}}{\~a}o do IPH-II, foi implementado um algoritmo
gen{\'e}tico com epidemia. A calibra{\c{c}}{\~a}o do IBIS
{\'e} feita com um software de calibra{\c{c}}{\~a}o
multiobjetivo do IBIS, denominado Optis, que usa como t{\'e}cnica
de otimiza{\c{c}}{\~a}o multiobjetivo o algoritmo NSGA- II,
sendo, aqui, propostas algumas mudan{\c{c}}as nas
defini{\c{c}}{\~o}es das fun{\c{c}}{\~o}es objetivo, a
implementa{\c{c}}{\~a}o de um operador de epidemia no NSGA-II e
o uso de uma estrat{\'e}gia de calibra{\c{c}}{\~a}o baseada na
escala temporal das vari{\'a}veis. ABSTRACT: In recent years,
Science has greatly benefited from computational models as
important and increasingly reliable tools for many types of
investigations. These models establish a representation of
physical systems through mathematical equations that are solved in
an approximate way by means of numerical techniques encoded in
computer programs. Phenomena of geophysical fluid dynamics,
meteorological phenomena and heat transfer in engineering
structures phenomena, for example, are modeled with mathematical
equations, often in the form of complex systems of differential
equations. To ensure the adherence of a model to the real modeled
phenomenon, it is necessary to adjust several parameters of the
model, a procedure known as calibration of parameters. In the case
of geophysical fluid models, for example, where there is a finite
number of parameters to be adjusted, the calibration corresponds
to an inverse problem type - discrete inverse problem or
parameters estimation in which, starting from the effects
(observed data), we try to determine the causes (parameters). To
address this type of inverse problem, a possible strategy is to
optimize one or more function (objective function) that evaluate
the error between the input variables and the output variables of
the model. This paper deals with the multi-objective calibration
of the parameters of two models of geophysical fluids: the
hydrological model of small watersheds IPH- II and the atmospheric
surface model IBIS. For the parameters calibration of the IPH-II
model, a genetic algorithm was implemented with an epidemic
operator. The I13IS parameters calibration is done with a software
for multi-objective calibration of the IBIS, called Optis, which
uses as a technique for multi-objective optimization the NSGA-II
algorithm. Here we are proposing some changes in the definitions
of the objective functions, the implementation of an epidemic
operator in NSGA-lI and the use of a calibration strategy based on
time scale of the observed data.",
committee = "Chalhoub, Ezzat Selim (presidente) and Velho, Haroldo Fraga de
Campos (orientador) and Stephany, Stephan and Costa, Marcos Heil
and Sacco, Wagner Figueiredo",
englishtitle = "Multi-objective calibration of hydrological and surface
atmospheric models",
language = "pt",
ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3GUJQG5",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP5W34M/3GUJQG5",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}