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Type: Tese
Title: Suscetibilidade erosiva em bacia hidrográfica do litoral pernambucano: mapeamento e modelagem por meio de técnicas computacionais
Authors: Ramos, Renilson Pinto da Silva
Advisor: Pinheiro, Lidriana de Souza
Co-advisor: Gomes, Daniel Dantas Moreira
Keywords in Brazilian Portuguese : Região costeira;Erosão;Análise multitemporal;Modelagem;Aprendizado de máquina;Bacia Hidrográfica do Rio União
Keywords in English : Coastal region;Erosion;Multitemporal analysis;Modeling;Machine learning;União River Watershed
Knowledge Areas - CNPq: Geografia
Issue Date: 2025
Citation: RAMOS, Renilson Pinto da Silva. Suscetibilidade erosiva em bacia hidrográfica do litoral pernambucano: mapeamento e modelagem por meio de técnicas computacionais. 2025. 216 f. Tese (Doutorado em Geografia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: A erosão hídrica é um dos principais processos responsáveis pela degradação ambiental em bacias hidrográficas tropicais, afetando a estabilidade do relevo, a fertilidade dos solos e a qualidade dos recursos hídricos. Diante dessa problemática, esta pesquisa teve como objetivo mapear e analisar a suscetibilidade erosiva da bacia hidrográfica do rio União, situada no litoral sul de Pernambuco, Brasil, área marcada por elevada umidade, relevo ondulado e crescente pressão antrópica. O estudo foi desenvolvido a partir da integração entre geotecnologias, sensoriamento remoto e algoritmos de aprendizado de máquina (Machine Learning), com o propósito de aprimorar a predição espacial de áreas vulneráveis à erosão linear. Foram utilizadas variáveis topográficas (altimetria, declividade, curvatura e orientação de vertentes), hidrológicas (índice topográfico de umidade e densidade de drenagem), geológicas (litologia, solos) e antrópicas (uso e cobertura da terra). As etapas metodológicas incluíram o processamento de dados em ambiente SIG, a construção de um inventário de feições erosivas e a modelagem da suscetibilidade por meio dos algoritmos Regressão Logística, Random Forest, Redes Neurais Artificiais e XGBoost, validados estatisticamente com base em métricas como AUC e curva ROC. Complementarmente, foi aplicada aerofotogrametria de pequeno porte com Aeronave Remotamente Pilotada (ARP) para geração de modelos digitais de elevação de alta resolução, possibilitando a análise detalhada de áreas críticas e a verificação de feições erosivas in loco. Os resultados evidenciaram que a maior parte da bacia apresenta baixa suscetibilidade, concentrando-se as classes de alta e altíssima suscetibilidade em encostas íngremes e margens estuarinas. Todos os algoritmos apresentaram desempenho satisfatório (AUC > 0,90), demonstrando elevada precisão preditiva e confirmando a eficácia da integração entre modelagem preditiva e dados de alta resolução espacial. Conclui-se que essa abordagem constitui um instrumento robusto para o planejamento ambiental, o manejo conservacionista e a gestão sustentável de bacias hidrográficas costeiras
Abstract: Water erosion is one of the main processes responsible for environmental degradation in tropical watersheds, affecting landform stability, soil fertility, and water quality. In view of this issue, this research aimed to map and analyze the erosive susceptibility of the União River watershed, located on the southern coast of Pernambuco, Brazil, an area characterized by high humidity, undulating relief, and increasing anthropogenic pressure. The study was developed through the integration of geotechnologies, remote sensing, and machine learning algorithms, with the purpose of improving the spatial prediction of areas vulnerable to linear erosion. Topographic variables (altimetry, slope, curvature, and aspect), hydrological variables (topographic wetness index and drainage density), geological variables (lithology and soils), and anthropogenic variables (land use and land cover) were used. The methodological steps included data processing in a GIS environment, the construction of an inventory of erosive features, and the modeling of susceptibility using Logistic Regression, Random Forest, Artificial Neural Networks, and XGBoost algorithms, statistically validated through metrics such as AUC and ROC curve. Additionally, small-format aerial photogrammetry with a Remotely Piloted Aircraft (RPA) was applied to generate high-resolution digital elevation models, enabling detailed analysis of critical areas and in situ verification of erosive features. The results showed that most of the basin presents low susceptibility, with high and very high susceptibility classes concentrated on steep slopes and estuarine margins. All algorithms showed satisfactory performance (AUC > 0.90), demonstrating high predictive accuracy and confirming the effectiveness of integrating predictive modeling and high-resolution spatial data. It is concluded that this approach constitutes a robust tool for environmental planning, conservation management, and sustainable governance of coastal watersheds
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83583
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0390847778036448
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0863-0771
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0368255897576096
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5802503758033757
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DGR - Teses defendidas na UFC

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