Data-Driven Wildfire Spread Modelling Of European Wildfires
Notice bibliographique
Résumé
Human-induced climate change is causing wildfires to intensify and become more frequent across the globe, as evidenced by recent extreme events in Greece (2023), Canada (2023), and Chile (2024). To effectively manage these risks, wildfire spread models play a crucial role in planning timely suppression efforts. Historically, wildfire spread models have been developed using semi-empirical approximations based on experimental burnings. Although used in an operational context, such models suffer from inaccuracies and transferability issues outside of their development region. Recent advances in the availability of remote sensing data, artificial intelligence, and computational resources allow for a new data-driven perspective on wildfire spread modelling that offers the opportunity to overcome the limitations of established semi-empirical models. We developed a novel data-driven wildfire spread modelling approach using a Spatio-Temporal Graph Neural Network (STGNN) trained on the historic burned area time series of European wildfires retrieved from Copernicus Sentinel-3 imagery. A training dataset was built by populating individual burned area perimeters with dynamic (e.g. meteorological data, Fire Weather Index (FWI), hotspots) and static (e.g. fuel map, land cover, topography) auxiliary datasets in a discrete, hexagonal grid system (H3), which allows to include neighbourhood relationships into the dataset. Each wildfire time series was then transformed into a spatio-temporal graph representation which formed the input for the model. The STGNN can simultaneously process and learn the spatial and temporal dependencies in the data by combining a Graph Convolutional Network (GCN) with a Gated Recurrent Unit (GRU). The model was iteratively trained on each time step of individual wildfire time series and can predict the next day’s burned area. Testing was done by feeding the first day of an unseen wildfire time series and predicting the wildfire’s burned area on the four following days. Validation was achieved by calculating the weighted macro-mean Jaccard Index (IoU) between the predicted daily burned area and the Sentinel-3 reference burned area. A first model was developed on Portuguese wildfires to test the ability of the STGNN to capture the spatial and temporal evolution of wildfires. To assess the generalization ability of the wildfire spread model, the STGNN was then trained and tested with Mediterranean wildfire time series from different countries with varying environmental conditions.
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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) | 0,001 | 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 | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,006 |
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; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».