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R软件在森林火灾数据中的分析应用

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简介:
本研究运用R语言对森林火灾历史数据进行统计与可视化分析,探索火灾发生规律及影响因素,旨在为防火策略制定提供科学依据。 在Cortez 和 Morais (2007) 的研究中,输出区域首先通过 ln(x+1) 函数进行了转换。接着应用了多种数据挖掘方法,在模型拟合之后又使用该变换的逆函数对结果进行后处理。实验采用了四种不同的输入设置,并且每个设置都经过了 30 次运行、每次包含十折交叉验证(cross-validation)的过程。 在这项研究中,评估回归性能时采用的是 MAD 和 RMSE 这两个指标。结果显示,在仅使用四个直接天气条件作为输入变量(temp, RH, wind 和 rain)的情况下,高斯支持向量机(SVM)在MAD值上表现最佳:12.71 ± 0.01(均值和95%置信区间)。然而,RMSE的最佳结果则是由简易平均预测器获得的。 通过回归误差曲线(REC)分析发现,SVM模型能够更准确地对小规模火灾进行预测。实际上,由于大多数为小型火灾事件,因此该模型在实际应用中的表现更为出色。

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客服
客服
  • R
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    本研究运用R语言对森林火灾历史数据进行统计与可视化分析,探索火灾发生规律及影响因素,旨在为防火策略制定提供科学依据。 在Cortez 和 Morais (2007) 的研究中,输出区域首先通过 ln(x+1) 函数进行了转换。接着应用了多种数据挖掘方法,在模型拟合之后又使用该变换的逆函数对结果进行后处理。实验采用了四种不同的输入设置,并且每个设置都经过了 30 次运行、每次包含十折交叉验证(cross-validation)的过程。 在这项研究中,评估回归性能时采用的是 MAD 和 RMSE 这两个指标。结果显示,在仅使用四个直接天气条件作为输入变量(temp, RH, wind 和 rain)的情况下,高斯支持向量机(SVM)在MAD值上表现最佳:12.71 ± 0.01(均值和95%置信区间)。然而,RMSE的最佳结果则是由简易平均预测器获得的。 通过回归误差曲线(REC)分析发现,SVM模型能够更准确地对小规模火灾进行预测。实际上,由于大多数为小型火灾事件,因此该模型在实际应用中的表现更为出色。
  • 元胞自动机_hurtn3k___程序_元胞自动机模拟_
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    本研究利用元胞自动机模型对森林火灾进行仿真分析,旨在探索该技术在预测与防控森林火灾方面的潜在应用价值。通过构建森林生态系统模型,评估不同条件下火势蔓延情况,为制定有效的防火策略提供科学依据。 元胞自动机模拟森林火灾forest1是一个二维模型。本段落还介绍了其他一些元胞自动机程序,并且这些内容与全国大学生美国建模竞赛相关。
  • 学模型
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    《森林火灾的数学模型分析》一文通过构建和解析数学模型,探讨了森林火灾的发生、蔓延及控制机制,为防火减灾提供理论依据。 我们查阅了大量资料后发现,用来描述火灾扩散的数学模型非常接近现实。
  • 报告.rar
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    本报告详细分析了近期发生的多起森林火灾的原因、影响及预防措施,旨在为相关部门提供决策参考。包含数据统计与案例研究。 标题中的“森林火灾分析”指的是一个利用数据科学方法研究森林火灾的项目或教程。这个主题可能涉及预测火灾的发生、评估风险区域以及理解火灾蔓延模式等多个方面。 描述中提到的内容重复了标题,暗示文件主要包含与森林火灾相关的数据分析和代码。标签“森林火灾分析.rar”进一步确认了这一点,表明这是一个关于森林火灾数据分析的压缩包,可能包含了多个文件,如数据文件、图像和代码文件。 压缩包中的具体文件包括: 1. `forestfires (2).csv`:这通常是一个CSV(逗号分隔值)文件,用于存储数据集。在这个案例中,它很可能包含了关于过去森林火灾的历史记录,包括地点、时间、气候条件等变量。 2. `xgboost.png`、`knn.png`、`AdaBoost.png`、`XGBRegressor.png`:这些是图像文件,可能是各种机器学习模型(如XGBoost、K-近邻(KNN)、AdaBoost和XGBoost回归器)的可视化表示。 3. `数据分析.py`:这是一个Python脚本,可能包含了对数据进行预处理、清洗和探索性分析的代码。 4. `xgboost算法.py`、`AdaBoost算法.py`、`knn算法.py`、`svm算法.py`:这些都是Python脚本,分别对应XGBoost、AdaBoost、KNN和SVM(支持向量机)模型的实现。 这些文件展示了从数据导入到模型训练与评估的一个完整流程。其中涉及的数据科学知识和技术包括: 1. 数据预处理:使用pandas库进行数据读取、清洗和转换。 2. 数据分析:使用matplotlib和seaborn库进行数据可视化,理解变量之间的关系。 3. 机器学习模型实现:利用scikit-learn库来建立预测森林火灾的模型。 4. 模型评估:通过各种指标(如准确率、召回率等)衡量不同算法的效果。 整个过程展示了如何运用数据科学工具和技术解决实际问题,在环境科学研究中具有很高的参考价值。
  • 巴西:基于Kaggle
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    本研究利用Kaggle提供的巴西森林火灾数据集,深入分析了火灾的发生频率、地点分布及影响因素,旨在为防灾减灾提供科学依据。 使用来自Kaggle的巴西森林火灾数据集对巴西森林火灾进行数据分析,包括读取csv文件并显示内容。首先获取数据形状、标题,并描述数据以检查是否缺少任何值。然后将数据分成较小的子集,删除行数为零的数据行,并用nan替换所有零值。接下来删除包含缺失值(Nan)的行,获取新数据集的形状,并重新描述新的数据集。 为了创建按月份划分的数据子集,我们需要根据月份数组进行分组并重新索引生成的序列。将每个月份保存在唯一列表中后,再将目录林转换为数据框。最后使用googletrans工具将月份翻译成英文。
  • 源码:每日更新相关信息
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    本项目提供一个持续更新的平台,汇总全球森林火灾的实时数据和信息。通过开源代码形式分享,旨在促进研究与公众教育,助力森林防火工作。 森林火灾每天都会生成相关数据。为了获取这些数据并创建可视化所需的NetCDF文件,请使用Python脚本day.py和month.py。 首先需要在ECMWF注册以获得API密钥,然后安装ecmwf-api-client库。完成以上步骤后,您可以运行: - python thismonth.py:这将生成一个包含该月内几天变量的数据文件(格式为2020-10.nc)。 注意,在每月的头几天不能运行此程序。 或者: - python month.py 10 2020:这会产生以参数形式给出月份数据文件,例如对于2020年10月生成一个名为2020-10.nc的数据文件(格式为YYYY-MM.nc)。 接下来进行可视化操作: - Rscript month-simple.r $ year-$ month.nc: 在给定的月份文件中构建变量(如FRP)的条形图。 - Rscript Extract_ECWMF_vars_SEAdaily.R $ year-$:此步骤用于处理数据并提取所需的ECMWF变量。
  • 遥感反演监测_遥感反演_
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    本文探讨了利用卫星遥感技术进行林火探测和监测的方法,并分析了基于遥感数据的火灾参数反演模型在实际应用中的效果。通过案例研究展示了其在提高森林防火效率上的巨大潜力。 采用IDL语言可以进行森林火灾监测,只需输入影像即可。
  • 历年可视化设计
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    本项目旨在通过图表和交互式视觉效果,展示并分析历年全球及地区森林火灾的数据趋势,以提高公众对森林防火重要性的认知。 本森林火灾可视化设计使用Python语言进行编程,图表采用echarts库、web框架使用flask框架、前端部分则结合HTML网页与JavaScript技术,将历年来的森林火灾数据以多种图形方式展现出来,包括动态地图、折线图、曲线图、柱状图、雷达图和饼图等。设计的目的是尽可能提高数据利用效率,并提供一个具有科技感的可视化面板,在pycharm中可以直接运行并支持二次开发,适用于参赛使用。此外,文件内包含自带的数据集,方便用户直接使用而无需额外寻找数据。
  • 图片集.zip
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    本数据集包含大量森林火灾现场图片,旨在为研究与监测森林火灾提供视觉资料,支持图像识别技术在灾害预警中的应用。 想预览计算机视觉数据集的内容,请私信作者。
  • 含有实验材料
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    本资料包含一系列用于研究和模拟森林火灾行为与影响的实验素材,旨在帮助学生及研究人员深入理解火灾扩散机制及其生态后果。 本实验材料的主题聚焦于“森林火灾分析”,主要探讨使用ArcGIS进行空间数据分析以研究森林火灾的相关知识。ArcGIS是一款强大的地理信息系统软件,它集成了地图制作、数据分析和空间建模等功能,在环境科学、城市规划以及自然资源管理等多个领域中广泛应用。 在这个实验里,我们将深入探索如何利用该软件处理和分析有关森林火灾的数据。“ForestFire”数据库文件夹包含了重要的信息资源,这可能包括历史火灾记录、火源点定位数据、火灾蔓延路径及相关的气候与地形资料。其中,“EO1”(地球观测一号)卫星影像数据是关键的一部分。由NASA发射的“EO1”卫星能够提供高分辨率的多光谱图像,用于监测地球表面的变化情况,如植被状态和火灾热源。 通过解析这些卫星影像,我们可以识别出火灾发生的时间、地点以及规模,并评估其对周围环境的影响。“Vegetation”数据则可能包含森林植被类型及覆盖度的信息。这在评估火势蔓延的可能性中扮演着至关重要的角色:不同的树种对于火的敏感程度不同;某些树种因油脂含量较高而更易燃烧,而有些树皮较厚的树木可以抵御较小规模的火灾。此外,植被覆盖率影响着火势蔓延的速度和方向,在制定灭火策略时起决定性作用。 在实际分析过程中,我们可能需要执行以下步骤: 1. 数据预处理:导入EO1卫星影像,并进行辐射校正及大气校正等操作以获得准确的地表反射率信息。 2. 火灾热点检测:通过对比不同时期的卫星图像识别温度异常区域,从而定位火灾发生位置。 3. 火势蔓延模型构建:利用GIS中的扩散模型(如FRAGSTATS或FARSITE)预测火势可能的发展路径和范围。 4. 生态系统脆弱性分析:结合植被数据评估不同地区的火灾敏感性和恢复能力。 5. 风险评估:综合考虑地形、气候等因素,制作火灾风险等级图以支持预防与扑救决策。 此外,文档资料部分提供了详细的操作指南、理论背景及相关案例研究,帮助用户理解和掌握森林火灾分析的方法和技术。通过这个实验活动,参与者将能够熟练地运用ArcGIS进行空间数据分析,并理解森林火灾与其环境因素之间的复杂关系;同时还能提升在生态保护和灾害应对中的专业能力。