Using Spatial Reinforcement Learning to Build Forest Wildfire Dynamics Models From Satellite Images
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Machine learning algorithms have increased tremendously in power in recent years but have yet to be fully utilized in many ecology and sustainable resource management domains such as wildlife reserve design, forest fire management and invasive species spread. One thing these domains have in common is that they contain dynamics that can be characterized as a Spatially Spreading Process (SSP) which requires many parameters to be set precisely to model the dynamics, spread rates and directional biases of the elements which are spreading. We present related work in Artificial Intelligence and Machine Learning for SSP sustainability domains including forest wildfire prediction. We then introduce a novel approach for learning in SSP domains using Reinforcement Learning (RL) where fire is the agent at any cell in the landscape and the set of actions the fire can take from a location at any point in time includes spreading North, South, East, West or not spreading. This approach inverts the usual RL setup since the dynamics of the corresponding Markov Decision Process (MDP) is a known function for immediate wildfire spread. Meanwhile, we learn an agent policy for a predictive model of the dynamics of a complex spatially-spreading process. Rewards are provided for correctly classifying which cells are on fire or not compared to satellite and other related data. We examine the behaviour of five RL algorithms on this problem: Value Iteration, Policy Iteration, Q-Learning, Monte Carlo Tree Search and Asynchronous Advantage Actor-Critic (A3C). We compare to a Gaussian process based supervised learning approach and discuss the relation of our approach to manually constructed, state-of-the-art methods from forest wildfire modelling. We also discuss the relation of our approach to manually constructed, state-of-the-art methods from forest wildfire modelling. We validate our approach with satellite image data of two massive wildfire events in Northern Alberta, Canada; the Fort McMurray fire of 2016 and the Richardson fire of 2011. The results show that we can learn predictive, agent-based policies as models of spatial dynamics using RL on readily available satellite images that other methods and have many additional advantages in terms of generalizability and interpretability.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle