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Análise e previsão de séries temporais de velocidade do vento (WS10m) utilizando modelos estatísticos (ARIMA, SARIMAX) e Machine Learning (LSTM) em Python. Inclui análise exploratória, decomposição e avaliação de modelos com dados meteorológicos.

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Previsão de Velocidade do Vento com Séries Temporais

Este repositório contém um Jupyter Notebook (Cópia_de_PREVISAO_DO_VENTO.ipynb) que explora diferentes métodos estatísticos e de Machine Learning para a previsão da velocidade do vento a 10 metros (WS10m [m.s-1]) utilizando dados meteorológicos.

Objetivo

O objetivo principal é analisar uma série temporal de velocidade do vento, identificar suas características (tendência, sazonalidade, estacionariedade) e aplicar diferentes modelos de previsão para comparar suas abordagens.

Dados Utilizados

O notebook utiliza um arquivo CSV (SBLB_WRF_AZUL_00-24h.csv) contendo dados meteorológicos, incluindo:

  • Date: Data e hora da observação/previsão.
  • T2m [°C]: Temperatura do ar a 2m.
  • Td2m [°C]: Ponto de orvalho a 2m.
  • RH2m [%]: Umidade relativa a 2m.
  • SLP [hPa]: Pressão ao nível do mar.
  • WS10m [m.s-1]: Velocidade do vento a 10m (variável alvo principal).
  • WD10m [°]: Direção do vento a 10m.
  • Prec [mm]: Precipitação.
  • SWDN, SWUP, LWDN, LWUP: Componentes de radiação.

Métodos Explorados

  1. Análise Exploratória de Dados (EDA):
    • Visualização da série temporal original.
    • Matriz de correlação entre variáveis.
    • Decomposição da série (tendência, sazonalidade, resíduos) usando statsmodels.tsa.seasonal.seasonal_decompose.
    • Boxplots mensais para análise de sazonalidade.
  2. Identificação da Série Temporal:
    • Análise de autocorrelação (ACF) e autocorrelação parcial (PACF).
    • Teste de estacionariedade (Augmented Dickey-Fuller - ADF).
  3. Modelagem Estatística (statsmodels):
    • ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average).
    • ARIMAX (ARIMA com variáveis exógenas).
    • SARIMA (Seasonal ARIMA).
    • SARIMAX (Seasonal ARIMA com variáveis exógenas).
    • Avaliação dos modelos usando AIC, BIC, HQIC e análise de resíduos (Jarque-Bera, Ljung-Box).
    • Busca por parâmetros ótimos usando itertools.
  4. Modelagem com Machine Learning (tensorflow/keras):
    • Rede Neural Recorrente com camadas LSTM (Long Short-Term Memory).
    • Utilização de outras variáveis meteorológicas como features.
    • Normalização dos dados usando StandardScaler.
    • Treinamento e avaliação do modelo LSTM.

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Análise e previsão de séries temporais de velocidade do vento (WS10m) utilizando modelos estatísticos (ARIMA, SARIMAX) e Machine Learning (LSTM) em Python. Inclui análise exploratória, decomposição e avaliação de modelos com dados meteorológicos.

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