TR
EN
Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini
Abstract
Orman yangını, ormanda yaşama birliği içinde bulunan canlı ve cansız bütün varlıkları yakarak yok eden, ekonomik ve ekolojik zararları olan bir afettir. Son yıllarda küresel ısınma sebebi ile mevsim normalleri üzerinde seyreden sıcaklıklar ve kuraklıklar orman yangını riskini daha da artırmaktadır. Orman yangınları nedeniyle meydana gelen zararı en aza indirmek için yangınla mücadelede erken uyarı, hızlı ve etkin müdahale çok önemlidir. Makine öğrenmesi yöntemleri ise günümüzde erken uyarı sistemlerinde kullanılmaktadır. Bu çalışmada orman yangınlarıyla mücadele için olası orman yangınını önceden tahmin ederek yangınların kontrol edilmesi ve etkisinin azaltılması hedeflenmiştir. Orman yangını tahmin modeli için veri seti, NASA’nın Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) Dağıtılmış Aktif Arşiv Merkezi’nin (DAAC) resmi web sitesinden alınarak geliştirilmiştir. Bu veriler makine öğrenmesi yöntemleriyle işlenerek orman yangını tahmin modeli oluşturulmuştur. Veri setine çeşitli ön işleme adımı uygulayarak sınıflandırma modeline uygun hale getirilmiştir. Öznitelik seçme teknikleri ile veri setinin tümü kullanılmadan en yüksek oranda veri bütünlüğü sağlanarak en az sayıda öznitelik alt kümesi seçilmiştir. Hedef değişkeni bulmada en önemli ve en faydalı öznitelikler seçilerek makine öğrenmesi algoritmalarından Destek Vektör Makinesi, Karar Ağacı, Rasgele Orman, Gradyan Artırma, K-En Yakın Komşu ve Naive Bayes olmak üzere 6 farklı sınıflandırma algoritmaları ile model oluşturulmuştur. Model performansını değerlendirmek için validasyon işlemi ve en iyi parametre seçimi için ise hiperparametre optimizasyonu yapılmıştır. Bu çalışmada kullanılan sınıflandırma algoritmaları arasında validasyon işlemi ile birlikte en başarılı iki algoritmadan Rasgele Orman ile %97 ve Naive Bayes ile %96 doğruluk oranı elde edilmiştir.
Keywords
References
- Arif, M., Alghamdi, K. K., Sahel, S. A., Alosaimi, S. O., Alsahaft, M. E., Alharthi, M. A., & Arif, M. (2021). Role of machine learning algorithms in forest fire management: A literature review. J. Robot. Autom, 5, 212-226.
- Arpaci, A., Malowerschnig, B., Sass, O., & Vacik, H. (2014). Using multi variate data mining techniques for estimating fire susceptibility of Tyrolean forests. Applied Geography, 53, 258-270.
- Bayat, G., & Yıldız, K. (2022). Comparison of the Machine Learning Methods to Predict Wildfire Areas. Turkish Journal of Science and Technology, 17(2), 241-250.
- Castelli, M., Vanneschi, L., & Popovič, A. (2015). Predicting burned areas of forest fires: an artificial intelligence approach. Fire ecology, 11(1), 106-118.
- Caruana, R., & Niculescu-Mizil, A. (2006, June). An empirical comparison of supervised learning algorithms. In Proceedings of the 23rd international conference on Machine learning (pp. 161-168).
- Chen, J., Wang, X., Yu, Y., Yuan, X., Quan, X., & Huang, H. (2022). Improved Prediction of Forest Fire Risk in Central and Northern China by a Time-Decaying Precipitation Model. Forests, 13(3), 480.
- Coughlan, R., Di Giuseppe, F., Vitolo, C., Barnard, C., Lopez, P., & Drusch, M. (2021). Using machine learning to predict fire‐ignition occurrences from lightning forecasts. Meteorological applications, 28(1), e1973.
- Friedman, J. H. (2001). Greedy function approximation: a gradient boosting machine. Annals of statistics, 1189-1232.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Computer Software
Journal Section
Research Article
Early Pub Date
August 29, 2023
Publication Date
September 1, 2023
Submission Date
February 10, 2023
Acceptance Date
April 12, 2023
Published in Issue
Year 2023 Volume: 13 Number: 3
APA
Yıldırım, O., Gunay, F. B., & Yağanoğlu, M. (2023). Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. Journal of the Institute of Science and Technology, 13(3), 1468-1481. https://doi.org/10.21597/jist.1249908
AMA
1.Yıldırım O, Gunay FB, Yağanoğlu M. Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. J. Inst. Sci. and Tech. 2023;13(3):1468-1481. doi:10.21597/jist.1249908
Chicago
Yıldırım, Orhan, Faruk Baturalp Gunay, and Mete Yağanoğlu. 2023. “Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini”. Journal of the Institute of Science and Technology 13 (3): 1468-81. https://doi.org/10.21597/jist.1249908.
EndNote
Yıldırım O, Gunay FB, Yağanoğlu M (September 1, 2023) Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. Journal of the Institute of Science and Technology 13 3 1468–1481.
IEEE
[1]O. Yıldırım, F. B. Gunay, and M. Yağanoğlu, “Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 13, no. 3, pp. 1468–1481, Sept. 2023, doi: 10.21597/jist.1249908.
ISNAD
Yıldırım, Orhan - Gunay, Faruk Baturalp - Yağanoğlu, Mete. “Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini”. Journal of the Institute of Science and Technology 13/3 (September 1, 2023): 1468-1481. https://doi.org/10.21597/jist.1249908.
JAMA
1.Yıldırım O, Gunay FB, Yağanoğlu M. Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. J. Inst. Sci. and Tech. 2023;13:1468–1481.
MLA
Yıldırım, Orhan, et al. “Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 13, no. 3, Sept. 2023, pp. 1468-81, doi:10.21597/jist.1249908.
Vancouver
1.Orhan Yıldırım, Faruk Baturalp Gunay, Mete Yağanoğlu. Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. J. Inst. Sci. and Tech. 2023 Sep. 1;13(3):1468-81. doi:10.21597/jist.1249908
Cited By
Nesnelerin İnterneti Yardımıyla Akıllı Tarımda Yapay Zekâ Tabanlı Gübre ve Mahsul Tahmini
Journal of the Institute of Science and Technology
https://doi.org/10.21597/jist.1445970Orman Yangını Risk Haritalarının Coğrafi Bilgi Sistemleri Ortamında Hazırlanması: Manavgat Örneği
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.66248/cumfad.1479103Makine Öğrenmesi Algoritmalarının Modelleme ve Tahmin Performanslarının Karşılaştırılması: Türkiye’deki Orman Yangın Sayısı Örneği
Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17474/artvinofd.1867212