Нейросетевая обработка разнородных данных экологических происшествий

Селихова Анастасия Владимировна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В настоящей работе, методами машинного обучения, моделируется развитие пожароопасной обстановки. Рассматриваются неоднородные типы данных о пожароопасной обстановке, производится их предварительная обработка и систематизация. Разрабатывается нейронная сеть, предсказывающая динамику пожаров с учётом данных о погоде. Для задач с неравными классами предлагается замена метрики accuracy на F-меру.

Введение 3

Постановка задачи 5

Обзор литературы 6

Глава 1. Предварительная обработка данных о пожарах в РФ 9
§1. Источник данных о пожарах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
§2. Описание полученных данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
§3. Обработка данных по сетке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Глава 2. Нейросетевая обработка данных 19
§1. Типы нейронных сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
§2. Функция потерь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
§3. Выбор параметров модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
§4. Обучение нейронной сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Глава 3. Добавление данных о погоде и улучшение предсказа-
ний нейронной сети 28
§1. Загрузка и обработка данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
§2. Нахождение расстояния между двумя точками . . . . . . . . . 31
§3. Нейросетевая обработка дополненных данных . . . . . . . . . 33

Выводы 35

Заключение 36

Список литературы 37

Приложение 40

Лесные пожары — неизбежная часть жизни на Земле. Ежегодно по-
вреждаются огнем более 340 млн. га природных территорий (включая ле-
са). Наибольшие площади ежегодно сгорающих лесов находятся в Австра-
лии и странах Африки. По общей площади лесов, уничтоженных пожа-
рами, Россия занимает 8 место среди стран мира [1]. Ознакомиться со
статистикой по лесным пожарам в Российской Федерации можно, исполь-
зуя Единую Межведомственную Информационно-Мтатистическую систе-
му (ЕМИСС) [?], где представлены данные от Федерального агентства лес-
ного хозяйства. Сформированные данные по площади сгоревших лесных
насаждений за 2015–2018 года графически представленны на рис. 1 a).

Целью данной работы являлась разработка модели нейронной сети, пред-
сказывающей развитие пожароопасной обстановки по выбранному региону.
Разумно было предположить совмещение данных о пожарах с космических
снимков с данными о погоде за соответствующий период времени.
Основные результаты представленной дипломной работы:

• Рассмотрены данные о пожарной обстановке в России от NASA FIRMS,
полученные с помощью датчиков VIIRS в период с 2012 по 2019 год, а
также данные о погоде от Национальной метеорологической службы
Национального управления океанических и атмосферных исследова-
ний (NOAA);

• Разработана многослойная нейронная сеть с прямыми связями с вы-
бором оптимальных параметров модели методом поиска по сетке;

• Произведено нейросетевое предсказание развития пожароопасной об-
становки на следующий интервал времени по данным космических
снимков от NASA FIRMS;

• На основе совмещения данных с космических снимков от NASA FIRMS
с данными состояния погоды от NOAA произведена коррекция ней-
ронной сети и получена лучшая точность предсказания пожароопас-
ной обстановки;

• Показано, что для задач с неравными классами использование метри-
ки accuracy не позволяет в достаточной мере оценить точность пред-
сказания на следующий интервал времени;

• Предложена замена метрики accuracy на F-меру, которая решает за-
дачу требуемой точности предсказания, с учетом совмещения данных
о погоде.

Исходя из всего вышеперечисленного, можно утверждать, что поставлен-
ная задача была решена полностью.

[1] Филипчук А. Н., Моисеев Б. Н., Медведева М. А., Кинигопуло П. С.,
Югов А. Н. Сравнительная характеристика лесов по данным глобаль-
ной оценки лесных ресурсов 2015 // Лесохозяйственная информация,
№ 3, 2017, с.: 75-91

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Кооперативные игры на гиперграфах
    📅 2019год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет