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!

    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

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