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Enregistrement W4387744936 · doi:10.3390/f14102089

A High-Precision Ensemble Model for Forest Fire Detection in Large and Small Targets

2023· article· en· W4387744936 sur OpenAlexaff
Jiachen Qian, Di Bai, Wanguo Jiao, Ling Jiang, Renjie Xu, Haifeng Lin, Tian Wang

Notice bibliographique

RevueForests · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFire Detection and Safety Systems
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer sciencePyramid (geometry)Feature (linguistics)PoolingFire detectionFeature extractionData miningArtificial intelligenceEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Forest fires are major forestry disasters that cause loss of forest resources, forest ecosystem safety, and personal injury. It is often difficult for current forest fire detection models to achieve high detection accuracy on both large and small targets at the same time. In addition, most of the existing forest fire detection models are single detection models, and using only a single model for fire detection in a complex forest environment has a high misclassification rate, and the accuracy rate needs to be improved. Aiming at the above problems, this paper designs two forest fire detection models (named WSB and WSS) and proposes an integrated learning-based forest fire detection model (named WSB_WSS), which also obtains high accuracy in the detection of forest fires with large and small targets. In order to help the model predict the location and size of forest fire targets more accurately, a new edge loss function, Wise-Faster Intersection over Union (WFIoU), is designed in this paper, which effectively improves the performance of the forest fire detection algorithm. The WSB model introduces the Simple-Attention-Module (SimAM) attention mechanism to make the image feature extraction more accurate and introduces the bi-directional connectivity and cross-layer feature fusion to enhance the information mobility and feature expression ability of the feature pyramid network. The WSS model introduces the Squeeze-and-Excitation Networks (SE) attention mechanism so that the model can pay more attention to the most informative forest fire features and suppress unimportant features, and proposes Spatial Pyramid Pooling-Fast Cross Stage Partial Networks (SPPFCSPC) to enable the network to extract features better and speed up the operation of the model. The experimental findings demonstrate that the WSB model outperforms other approaches in the context of identifying forest fires characterized by small-scale targets, achieving a commendable accuracy rate of 82.4%, while the WSS model obtains a higher accuracy of 92.8% in the identification of large target forest fires. Therefore, in this paper, a more efficient forest fire detection model, WSB_WSS, is proposed by integrating the two models through the method of Weighted Boxes Fusion (WBF), and the accuracy of detecting forest fires characterized by small-scale targets attains 83.3%, while for forest fires with larger dimensions, the accuracy reaches an impressive 93.5%. This outcome effectively leverages the strengths inherent in both models, consequently achieving the dual objective of high-precision detection for both small and large target forest fires concurrently.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,023
Score d'incertitude au seuil0,046

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,219
Écart entre enseignants0,204 · 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'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

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

En bref

Citations6
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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