Use of climate data and machine learning for rainfall prediction in the sustainable management of ecotourism in Francisco Beltrão (PR, Brazil)

Authors

  • Emanuelle Lino Scheifer
  • Gabrielly de Queiroz Pereira Universidade Estadual de Ponta Grossa
  • Adriana Aparecida Guimarães
  • Luiz Fernando Souza
  • Juliana Aparecida Soltes Lorenzetto

DOI:

https://doi.org/10.34024/zq2rzx11

Keywords:

Machine Learning, Ecotourism, Rainfall Prediction, Climate Data, Sustainability

Abstract

The use of climate data and artificial intelligence techniques has emerged as a promising strategy for developing tools aimed at planning and sustainable management of activities in natural environments. This study developed a predictive model for rainfall occurrence in Francisco Beltrão, Paraná, Brazil) based on historical records of meteorological variables such as temperature, relative humidity, evaporation, solar radiation, and precipitation. The dataset, composed of daily observations from an official weather station, underwent preprocessing, temporal feature extraction, and binary categorization of rainfall volumes. A Random Forest model was trained and evaluated using performance metrics including accuracy, precision, recall, F1-score, and ROC AUC. Results indicated 83% accuracy in predicting rainy and dry days, with 91% of dry days correctly identified. The most influential variables were evaporation and relative humidity, confirming known climate dynamics. Graphical analyses contributed to understanding model behavior under class imbalance and highlighted variable importance. The proposed system showed practical potential to support decision-making in trail scheduling, visitor safety, and area management within ecotourism contexts, enhancing sustainable land use and environmental conservation. The model's structure is replicable in other regions and can be expanded with real-time forecasting data to increase operational effectiveness.

References

AGUIAR, Guilherme; SILVA, Victor. Sistema de previsão climática baseado em Machine Learning. Brasília: Universidade de Brasília, 2022. Trabalho de Conclusão de Curso. Disponível em: https://bdm.unb.br/bitstream/10483/34525/1/2022_GuilhermeAguiar_VictorSilva_tcc.pdf. Acesso em: 05 jun. 2025.

BRASIL. Ministério do Turismo. Ecoturismo: orientações básicas. Brasília: Ministério do Turismo, 2021. Disponível em: https://www.gov.br/turismo/pt-br/centrais-de-conteudo-/publicacoes/segmentacao-do-turismo/ecoturismo-orientacoes-basicas.pdf. Acesso em: 05 jun. 2025.

BRASIL. Observatório Nacional. Estudo com participação do ON/MCTI usa machine learning para detectar eventos climáticos extremos. ON, Brasília, 2023. Disponível em: https://www.gov.br/observatorio/pt-br/assuntos/noticias/estudo-com-participacao-do-on-mcti-usa-machine-learning-para-detectar-eventos-climaticos-extremos. Acesso em: 05 jun. 2025.

CNN BRASIL. Mudanças climáticas já afetam turismo no Brasil, diz pesquisa. São Paulo, 2023. CNN, Disponível em: https://www.cnnbrasil.com.br/economia/macroeconomia/mudancas-climaticas-ja-afetam-turismo-no-brasil-diz-pesquisa/. Acesso em: 05 jun. 2025.

ENVOLVERDE. Ecoturismo e turismo de aventura com segurança no Brasil. Revista Envolverde, 2020. Disponível em: https://envolverde.com.br/arquivo/ecoturismo-e-turismo-de-aventura-com-seguranca-no-brasil/. Acesso em: 05 jun. 2025.

FERREIRA, Mariana; OLIVEIRA, Rafael. Tecnologias sustentáveis para cidades de médio porte: análise de potencial no sul do Brasil. Revista de Planejamento e Sustentabilidade, v. 6, n. 2, p. 45–62, 2018.

I4SEA. Melhores previsões do tempo com inteligência artificial. Blog i4sea, 2022. Disponível em: https://www.i4sea.com/pt-br/blog/melhores-previsoes-do-tempo. Acesso em: 05 jun. 2025.

REDALYC. Inteligência Artificial aplicada ao clima em municípios não metropolitanos: um estudo de caso no Paraná. Revista Latino-Americana de Geografia e Meio Ambiente, v. 30, n. 1, 2021. Disponível em: https://www.redalyc.org/journal/1154/115459473012/html/. Acesso em: 05 jun. 2025.

REVISTA FBGA. Os impactos das mudanças climáticas no ecoturismo. Revista da Fundação Brasileira de Geografia Ambiental, n. 10, p. 17–22, 2022. Disponível em: https://revistafbga.com.br/os-impactos-das-mudancas-climaticas-no-ecoturismo/. Acesso em: 05 jun. 2025.

Published

2025-10-18

Issue

Section

Anais do Congresso Nacional de Ecoturismo - Artigos Completos

How to Cite

SCHEIFER, Emanuelle Lino; PEREIRA, Gabrielly de Queiroz; GUIMARÃES, Adriana Aparecida; SOUZA, Luiz Fernando; LORENZETTO, Juliana Aparecida Soltes. Use of climate data and machine learning for rainfall prediction in the sustainable management of ecotourism in Francisco Beltrão (PR, Brazil). Brazilian Journal of Ecotourism, [S. l.], v. 18, n. 5, p. 706–717, 2025. DOI: 10.34024/zq2rzx11. Disponível em: https://periodicos.unifesp.br/index.php/ecoturismo/article/view/21271. Acesso em: 5 dec. 2025.