Deep learning models for enhanced forest-fire prediction at Mount Kilimanjaro, Tanzania: Integrating satellite images, weather data and human activities data
Notice bibliographique
Résumé
Forest fires (FFs) are a growing threat to ecosystems and human settlements, particularly in vulnerable regions such as Mount Kilimanjaro, Tanzania. Accurate and timely fire prediction is essential to mitigate these risks and improve fire management strategies. This study develops and evaluates advanced Deep Learning (DL) models for FF prediction by integrating spatiotemporal vegetation indices, environmental data, and human activity indicators. Specifically, Long Short-Term Memory (LSTM), Convolutional Neural Networks (CNNs), and Convolutional Long Short-Term Memory (ConvLSTM) models were employed to analyze Sentinel-2 satellite imagery and weather data, along with anthropogenic factors such as beekeeping, tourism, agriculture, and deforestation rates. ConvLSTM, a hybrid model designed to capture spatial and temporal data, achieved superior performance with an AUROC of 0.9785 and an F1 score of 0.9618, surpassing the LSTM and CNN models. By integrating human-induced activities with environmental data, these models provide accurate and actionable predictions for fire management in high-risk areas. This study demonstrates the potential of ConvLSTM in developing operational tools for early fire detection, improving resource allocation, and guiding preventive strategies in fire-prone regions such as Mount Kilimanjaro. • The study highlights the importance of incorporating local human-induced factors (such as beekeeping and tourism) into deep learning models for more reliable forest fire predictions. • Developed and evaluated ConvLSTM, LSTM, and CNN models for predicting forest fires using multi-source data (satellite imagery, weather data, and human activity data). • ConvLSTM outperformed other models with the highest accuracy (98.08%) and AUROC (97.78%), effectively capturing both spatial and temporal dynamics in fire prediction.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,003 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».