دانلود ترجمه مقاله پیش بینی رفتار آتش سوزی با هوش مصنوعی (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۲۳)

پیش بینی رفتار آتش سوزی با هوش مصنوعی در جنگل کاج سیاه نازک (Pinus nigra Arnold)

Fire behavior prediction with artificial intelligence in thinned black pine (Pinus nigra Arnold) stand

چکیده
۱ مقدمه
۲ روش تحقیق
۳ نتایج و بحث
۴ نتیجه گیری
منابع

چکیده

     مدل‌سازی روند آتش‌سوزی جنگل برای کنترل مؤثر آتش‌سوزی‌های جنگلی و انجام اقدامات احتیاطی لازم پیش از شروع آتش سوزی امری بسیار مهم است. با این حال، مطالعات روند آتش‌سوزی در جنگل، مطالعات پیچیده ای است که به بسیاری از متغیرها وابسته بوده و معمولا شامل مجموعه داده های بزرگی می‌باش. به همین دلیل، قدرت پیش بینی و سرعت  مدل‌های کلاسیک در مواردی که داده‌های بزرگ و بسیاری از متغیرها را شامل می‌شوند، پایین‌تر از مدل‌های هوش مصنوعی هستند. علاوه بر این، مدل‌های پیش‌بینی کلاسیک بر خلاف مدل‌های هوش مصنوعی، ملزم به تأمین مفروضات آماری خاصی هستند. در واقع در این مطالعه، پیش‌بینی‌ روند آتش‌سوزی سطحی، به‌ویژه میزان گسترش آتش و شدت آتش، در محل آغاز آتش سوزی با استفاده از دو روش هوش مصنوعی شامل مدل شبکه عصبی مصنوعی و مدل درخت تصمیم انجام شد و مدل‌های توسعه‌یافته در این مطالعه از نظر برازش مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند. در نهایت، مدل رگرسیون کلاسیک برای پیش‌بینی روند آتش‌سوزی سطحی با دو مدل هوش مصنوعی فوق، مقایسه شد. یافته‌ها نشان داد که معیارهای دقت مدل‌های هوش مصنوعی بهتر از مدل کلاسیک بوده است.

۲  روش تحقیق
     در مطالعۀ پیش رو، روند آتش در سطح در محل وقوع با کمک هوش مصنوعی به ویژه میزان گسترش اولیه و شدت آتش سوزی، پی بینی شد. مناسب بودن مدل‌های توسعه یافته تنظیم و بررسی شد. در نهایت مدل سنتی رگرسیون برای پیش بینی روند آتش در سطح با دو مدل هوش مصنوعی مقایسه شد (تصویر ۱). در این مطالعه تعداد ده متغیر مورد استفاده قرار گرفت که عبارتند از: دمای هوا (T)، رطوبت نسبی (RH)، سرعت باد (W) مقدار رطوبت برگ کاج (NMC)، مقدار رطوبت سوخت ریز (FFMC)، احتراق طول خط آتش (ILL)، بار سوخت کل (TFL)، سرعت گسترش آتش (ROS)، طول شعله (FL)، و شدت آتش (FI).

۲-۱ مکان تحقیق
     این مطالعه در جنگل کاج سیاه واقع در آناتولی انجام شد. این جنگل در منطقه جنگلی کاستامونو در شمال غربی ترکیه. واقع است این گونه کاج سیاه بعد از ماج کالابریایی، رایج‌ترین گونه در جهان است. این نوع کج ارزش اکولوژیکی و اقتصادی دارد و در مناطق مستعد آتش سوزی در ترکیه واقع شده است (کوچوک ۲۰۰۰; GDF 2022).

     منطقۀ فوق در ۵۴۶۸۱۹، ۴۵۷۷۸۸۰ UTM واقع شده است و میانگین ارتفاع آن ۱۲۰۰ متر بوده و دارای آب و هوای دریای سیاه شمال غربی با تابستان های کوتاه گرم و زمستان های طولانی سرد است. در طول فصل تابستان، میانگین دما از ۲۵ تا ۳۸ درجه متغیر است و فصل آتش سوزی عموماً از اواخر ژوئن شروع می شود و تا اواسط سپتامبر ادامه دارد. سن مکان مورد مطالعه ۴۵ تا ۵۰ سال می‌باشد و میانگین یافته ها، ۵۶۰ ساقه در هکتار با قطر متوسط درخت به میزان ۲۰ سانتی متر در ارتفاع سینه را نشان می‌دهد. ارتفاع استند ۱۶ متر، و میانگین انتهای تاج در استند ۷۵٪ بود. سوخت های سطحی شامل یک لایه خاک و برگ کاج مرده، شاخه و خار و خاشاک در کف جنگل بود.