Araştırma Makalesi

Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini

Cilt: 13 Sayı: 3 1 Eylül 2023
PDF İndir
TR EN

Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Castelli, M., Vanneschi, L., & Popovič, A. (2015). Predicting burned areas of forest fires: an artificial intelligence approach. Fire ecology, 11(1), 106-118.
  5. 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).
  6. 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.
  7. 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.
  8. Friedman, J. H. (2001). Greedy function approximation: a gradient boosting machine. Annals of statistics, 1189-1232.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Bilgisayar Yazılımı

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

29 Ağustos 2023

Yayımlanma Tarihi

1 Eylül 2023

Gönderilme Tarihi

10 Şubat 2023

Kabul Tarihi

12 Nisan 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 13 Sayı: 3

Kaynak Göster

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. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2023;13(3):1468-1481. doi:10.21597/jist.1249908
Chicago
Yıldırım, Orhan, Faruk Baturalp Gunay, ve 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 (01 Eylül 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, ve M. Yağanoğlu, “Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini”, Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der., c. 13, sy 3, ss. 1468–1481, Eyl. 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 (01 Eylül 2023): 1468-1481. https://doi.org/10.21597/jist.1249908.
JAMA
1.Yıldırım O, Gunay FB, Yağanoğlu M. Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 2023;13:1468–1481.
MLA
Yıldırım, Orhan, vd. “Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini”. Journal of the Institute of Science and Technology, c. 13, sy 3, Eylül 2023, ss. 1468-81, doi:10.21597/jist.1249908.
Vancouver
1.Orhan Yıldırım, Faruk Baturalp Gunay, Mete Yağanoğlu. Makine Öğrenmesi Yöntemleriyle Orman Yangını Tahmini. Iğdır Üniv. Fen Bil Enst. Der. 01 Eylül 2023;13(3):1468-81. doi:10.21597/jist.1249908

Cited By