Remote sensing and machine learning integration to detect and forecast floods in Lodwar Town, Turkwel Basin, Kenya
Notice bibliographique
Résumé
Reliable flood monitoring and prediction remain a challenge in data-scarce regions, particularly in arid and semi-arid environments. This study explores the integration of remote sensing data and machine learning techniques to improve flood detection and early warning capabilities in Lodwar Town of the Turkwel Basin, Kenya. This depended on finding a relationship between daily rainfall and Normalized Difference Water Index (NDWI). Among multiple rainfall products evaluated, Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS) was selected due to its fine spatial resolution and performance. Daily NDWI time series derived from Aqua MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) imagery were used as a proxy for water accumulation and flood indicators. A python-based Decision Tree Regressor (DTR) model was trained using the daily CHIRPS rainfall data with various lag times, along with auxiliary meteorological variables including relative humidity, wind speed, and mean temperature for the period from 2002 to 2024 to predict NDWI of Lodwar Town. The machine learning model substantially improved the correlation between rainfall and NDWI, raising the correlation coefficient by 25%. Spatial analysis of rainfall-NDWI correlation revealed that areas in the west, northwest, and southwest of Lodwar Town, with elevations between 508 m and 648 m have high correlation. Rainfall in these regions can serve as signal for potential rapid flooding with 0-day lag-time in Lodwar Town situated at an elevation of approximately 500 m. These areas are not necessarily the primary high rainfall sources, rather they act as signal zones for floods of Lodwar Town that can provide flood early warning information. The proposed methodology in this study can offer a practical approach to anticipatory action and flood risk reduction for vulnerable communities in remote regions with no or limited hydrometeorological stations.
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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 | 0,000 | 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 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 ».