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!

    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
    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
    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
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    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
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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