AVALIAÇÃO DE TÉCNICAS DE MODELAGEM, IMPUTAÇÃO EPREVISÃO DE SÉRIES TEMPORAIS DE NÍVEIS DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
Águas subterrâneas são uma das principais fontes de água em vários países, principalmente em regiões áridas e semiáridas. O uso racional deste recurso é essencial para o desenvolvi-mento regional sustentável. Nesse contexto, a modelagem e previsão das dinâmicas doslençóis freáticos são fundamentais para a avaliação da disponibilidade hídrica. Contudo,dados de águas subterrâneas são limitados em muitas regiões, sendo comum a ocorrênciade períodos sem informações disponíveis, isto é, com falhas nos dados provenientes dosprocessos de monitoramento. Para a solução do problema, pode-se recorrer a técnicaspara se estimar tais valores faltantes, conhecidas como métodos de preenchimento defalhas ou de imputação de valores ausentes. A imputação é uma importante etapa queprecede a modelagem. Formalismos de modelagem e previsão de séries temporais sãouma alternativa robusta para a inferência sobre os níveis de água subterrânea, sobretudocom o advento de técnicas de aprendizado de máquina. O objetivo deste trabalho éinvestigar a aplicação de técnicas de modelagem, imputação e previsão de séries temporaispara a avaliação do nível da água subterrânea. A área de estudo é a Bacia Sedimentardo Araripe, ao sul do Estado do Ceará, Brasil, a maior reserva de água subterrânea doCeará e a principal fonte de abastecimento de água na Região do Cariri. O conjunto dedados trata-se de séries históricas de níveis de poços de monitoramento instalados sobreos aquíferos da bacia do Araripe, integrantes da Rede Integrada de Monitoramento deÁguas Subterrâneas (RIMAS/CPRM). Os dados serão tratados quanto a valores faltantes,considerando métodos do estado-da-arte da imputação em séries temporais, e propondométodos de imputação, tais como a imputação via Cópulas. Serão utilizadas abordagensindividuais e combinadas de modelagem e previsão. Entre as individuais, destacam-semodelos lineares estocásticos Autorregressivos Integrados de Médias Móveis (ARIMA) ede Suavização Exponencial (ETS), e modelos baseados em aprendizado de máquina, comoRedes Neurais Artificiais (RNA) e Regressão por Vetores de Suporte (SVR). A combinaçãose dará por técnicas como Média Simples (SA), Mediana Simples e Mínima Variância(MV), além da combinação via RNA e SVR. O desempenho desempenho dos modelos será comparadosegundo métricas de erro bem conhecidas da literatura.