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Enregistrement W4392760160 · doi:10.5194/egusphere-egu24-14686

Machine learning based fire danger assessment framework for Indian forests 

2024· preprint· en· W4392760160 sur OpenAlexaboutno aff
Anasuya Barik, Somnath Baidya Roy

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueFire effects on ecosystems
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial intelligenceComputer scienceEnvironmental resource managementEnvironmental science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We developed a comprehensive fire risk assessment framework for Indian forests, divided into five distinct forest zones (Himalayan, Northeast, Central India, Deccan, and Western Ghats) characterized by diverse climatic conditions and forest types. This framework focused on three primary triggering factors: weather, fuel availability, and anthropogenic ignition.For the weather factor, we considered the Fire Weather Index (FWI) module of the Canadian Forest Fire Danger Rating System with ECMWF's ERA5 reanalysis as meteorological inputs over the period 2003-2021. As fire weather is a dominant factor in causing fires, we developed a robust system to predict fire weather danger. We evaluated the simulated FWI against MODIS active fire data and observed that FWI was a good enough metric for fire weather danger assessment. FWI was categorized into five danger classes through an ensemble approach based on logistic regression, FWI percentiles, percentage of fires, and K-means clustering. We introduced machine learning techniques to reduce the subjective decisions in these methods. This increased the efficiency of the danger rating system to detect fire probability well by 30-50%. A rigorous evaluation of the danger classes revealed that there was no overlap of central tendencies between different methods in the ensemble. The defined danger classes demonstrated coherent values for evaluative parameters, with a consistently high hit rate, low hits due to chance, moderate correct rejections, and an acceptable false alarm ratio.Addressing fuel availability, we used vegetation indices (MODIS normalized difference and enhanced vegetation indices) and topographic features (aspect, elevation and slope from FLDAS land surface model). The anthropogenic ignition factor consisted of population density and land use information. In India, fragmented forests cohabitate with human settlements and agricultural lands. To quantify the impact of anthropogenic ignition on fire occurrences, we computed the percentage of built-up and agricultural area within each grid cell. We used machine learning predictive algorithms such as multiple linear regression with interactions, support vector machines, decision trees and neural networks to integrate these triggering factors with fire count as the target variable, We selected the highest-performing system as the risk assessment framework.This country-scale fire risk assessment provides insights into regional exposure variations and serves as a foundational step towards establishing an operational fire risk assessment system for India. This framework will be of help to operational fire management agencies, enabling enhanced prediction of fire danger and informed decision-making.

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 enseignants0,035
Score d'incertitude au seuil0,069

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 ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,015
Tête enseignante GPT0,287
Écart entre enseignants0,273 · 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

Citations0
Publié2024
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