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Enregistrement W3008626511 · doi:10.1139/er-2020-0019

A review of machine learning applications in wildfire science and management

2020· article· en· W3008626511 sur OpenAlexafffundvenue

Notice bibliographique

RevueEnvironmental Reviews · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueFire effects on ecosystems
Établissements canadiensUniversity of AlbertaUniversity of WaterlooNatural Resources CanadaCanadian Forest Service
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésArtificial neural networkField (mathematics)Deep learningRandom forestClimate changeDecision treeRange (aeronautics)Expert elicitation

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Artificial intelligence has been applied in wildfire science and management since the 1990s, with early applications including neural networks and expert systems. Since then, the field has rapidly progressed congruently with the wide adoption of machine learning (ML) methods in the environmental sciences. Here, we present a scoping review of ML applications in wildfire science and management. Our overall objective is to improve awareness of ML methods among wildfire researchers and managers, as well as illustrate the diverse and challenging range of problems in wildfire science available to ML data scientists. To that end, we first present an overview of popular ML approaches used in wildfire science to date and then review the use of ML in wildfire science as broadly categorized into six problem domains, including (i) fuels characterization, fire detection, and mapping; (ii) fire weather and climate change; (iii) fire occurrence, susceptibility, and risk; (iv) fire behavior prediction; (v) fire effects; and (vi) fire management. Furthermore, we discuss the advantages and limitations of various ML approaches relating to data size, computational requirements, generalizability, and interpretability, as well as identify opportunities for future advances in the science and management of wildfires within a data science context. In total, to the end of 2019, we identified 300 relevant publications in which the most frequently used ML methods across problem domains included random forests, MaxEnt, artificial neural networks, decision trees, support vector machines, and genetic algorithms. As such, there exists opportunities to apply more current ML methods — including deep learning and agent-based learning — in the wildfire sciences, especially in instances involving very large multivariate datasets. We must recognize, however, that despite the ability of ML models to learn on their own, expertise in wildfire science is necessary to ensure realistic modelling of fire processes across multiple scales, while the complexity of some ML methods such as deep learning requires a dedicated and sophisticated knowledge of their application. Finally, we stress that the wildfire research and management communities play an active role in providing relevant, high-quality, and freely available wildfire data for use by practitioners of ML methods.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0050,007
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,002

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.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,231
Écart entre enseignants0,220 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreSynthèse

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations703
Publié2020
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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