MétaCan
Menu
← Retour à la cohorte
Enregistrement W6990263674

Dataset Creation and Imbalance Mitigation in Big Data: Enhancing Machine Learning Models for Forest Fire Prediction

2023· dissertation· en· W6990263674 sur OpenAlexaffabout

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2023
Typedissertation
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueFire effects on ecosystems
Établissements canadiensBlackberry (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésRandom forestAdaptabilityScale (ratio)Class (philosophy)Predictive modellingKey (lock)Climate change
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Historically, forest fire prediction methods have leaned on heuristics, local insights, and basic statistical models, often neglecting the complex interplay of variables such as temperature, humidity, wind speed, and vegetation type. The lack of real-time prediction capabilities, paired with unpredictable weather patterns attributed to climate change, underscores the shortcomings of traditional methods, especially in geographically varied regions like Canada. In contrast, machine learning provides the adaptability needed for real-time responses, effectively harnessing updated data and addressing region-specific forest fire risks. The shift towards machine learning is both a timely and revolutionary approach. \n \n \nThis research addresses the urgent need for effective forest fire prediction and management strategies, specifically in the Canadian context, by harnessing machine learning methodologies. Using Copernicus’s reanalysis data, this study establishes a comprehensive predictive framework employing four cutting-edge machine learning algorithms. Random Forest, XGBoost, LightGBM, and CatBoost. The study features a robust data pre-processing pipeline, class imbalance correction, and rigorous model evaluation measures. Key contributions include the creation of a feature-rich dataset, comprehensive methods for addressing the class imbalance in large scale datasets, and the development of a machine learning framework tailored for forest fire classification. The findings have significant implications for data-driven forest management strategies, with the aim of facilitating proactive fire prevention measures on a large scale. \n \n \nOne primary challenge encountered was the inherent class imbalance in fire classification datasets, with a striking 158:1 ratio between "non-fire" and "fire" events. To address this, the study utilized various re-sampling strategies, encompassing under-sampling, over-sampling, and hybrid techniques. Specific methods employed included NearMiss, SMOTE, and SMOTE-ENN. The NearMiss method with a 0.09 sampling ratio was found to be particularly effective in addressing this imbalance. When combined with NearMiss version 3 at a 0.09 ratio, the XGBoost model outperformed its peers, showcasing an accuracy of 98.08%, a sensitivity of 86.06%, and a specificity of 93.03%. The findings indicate that while high recall from NearMiss Version 3 optimized sensitivity, there was sometimes a trade-off with precision.

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)0,010
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,038
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: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,054

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0100,038
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,003
Science ouverte0,0030,002
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 Opus0,016
Tête enseignante GPT0,208
Écart entre enseignants0,192 · 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
GenreMéthodes

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

En bref

Citations2
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueUWSpace (University of Waterloo)→Même sujetFire effects on ecosystems→Travaux en français237 207→