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利用深度学习开展野火灾害风险预测和理解(附开源数据集+代码+模型)

气象学家 • 2 年前 • 908 次点击  


GRL | Wildfire Danger Prediction and Understanding with Deep Learning


气候变化加剧了极端干旱和高温热浪的发生,增加了全球大型野火的频率和强度。预测野火灾害风险并揭示火灾事件背后的驱动因素,成为了解相关气候 - 陆表反馈和帮助野火风险管理的核心。在这项工作中,我们利用深度学习(DL)来预测东地中海易发生火灾地区次日的野火危险,并利用可解释的人工智能(xAI)来诊断模型归因我们实施了DL模型,可以捕获时间和时空上下文,针对极端野火进行良好的泛化,并展示出比传统火灾天气指数更好的性能。利用xAI,我们确定了湿度相关变量的实质性贡献,并揭示了模型的时间焦点。输入变量在野火事件中的贡献的变率暗示了不同的野火机制。所介绍的方法为更强大、准确且值得信赖的数据驱动型野火预测铺平了道路。


Kondylatos, S., Prapas, I., Ronco, M., Papoutsis, I., Camps-Valls, G., Piles, M., et al. (2022). Wildfire Danger Prediction and Understanding with Deep Learning. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL099368.

https://doi.org/10.1029/2022GL099368


数据使用声明:

The datacube is in Zenodo (Prapas et al., 2022) (https://doi.org/10.5281/zenodo .6475592). The datasets are also in Zenodo (Prapas et al., 2022) (doi.org/10.5281/ zenodo.6528394). Both are under Creative Commons Attribution 4.0 International Public License.


代码和模型使用声明:

The code and instructions for training the models are in Zenodo (Prapas & Kondylatos, 2022) (https://doi.org/10.5281/zenodo.6524771), under MIT license.


运行代码:

The code is GPU-ready, and it is recommended to have a cuda-enabled NVIDIA GPU to run the experiments. They can also be run in a CPU, but expect slow training times

The code has been tested in a server with 128GB RAM and an NVIDIA RTX 3080 (10GB).

Running the Random Forest model

See notebook notebooks/RF.ipynb.

Training the LSTM model

Training the LSTM with the hyperparameters that were used in the paper:
python run.py experiment=lstm_temporal_cls

Training the convLSTM model

Training the convLSTM with the hyperparameters that were used in the paper:
python run.py experiment=clstm_spatiotemporal_cls









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