Специалисты разрабатывают систему моделирования развития лесных пожаров

НаукаНаука

Пожарные отдыхают

Специалисты Исследовательского центра в сфере искусственного интеллекта на базе «Сколтеха» разрабатывают систему моделирования возникновения и развития лесных пожаров. Как это поможет МЧС и с какими трудностями столкнулись ученые?

Елена Туева

Прошедшим летом в Рязанской области бушевали беспрецедентные лесные пожары. Введенный в связи с этим режим ЧС отменили только в сентябре. Фото: Игорь Иванко

Рязань, Иркутск, Республика Саха (Якутия) — где только не полыхали пожары минувшим летом. Понятно, что моделирование их возникновения и развития — один из актуальнейших вопросов на экологической повестке дня. Почему эта задача до сих пор не была решена? «Тут много сложностей,— отвечает Дмитрий Шадрин, научный сотрудник исследовательского центра „Сколтеха“.— Во-первых, нужно понимать, какие данные, в частности про пожар, несут наиболее важную информацию, а какие менее важны, от каких можно отказаться, от каких — нет. Это большая исследовательская работа. Во-вторых, данные, необходимые для прогнозирования пожаров, очень разнородные даже по своему разрешению: некоторые можно получить с точностью до 1 км и выше, другие, например погодные, даже при разрешении 10 км могут быть недостаточно достоверными. Все их нужно „привести к общему знаменателю“ — тоже задачка не из легких. К тому же нужно обучить искусственный интеллект».

«В качестве алгоритма мы использовали сверточные нейронные сети,— продолжает ученый.— Они позволяют работать с изображениями и выявлять определенные признаки и характеристики, а также прогнозировать динамику развития событий. Для прогноза пожаров они идеально подходят. На вход сверточной нейронной сети подаются изображения, представляющие определенные наборы пространственных характеристик. На входе необходимы два типа данных — статические признаки перед началом пожара и динамические во время развития пожара, которые ежедневно обновляются. Источники статических данных очень разнородные. Так, сведения о характеристиках растительного покрова, а именно индексе листовой поверхности, доле поглощенной ФА-радиации (фотосинтетически активная радиация — часть доходящей до биоценозов солнечной радиации, используемая растениями для фотосинтеза) и NDVI (normalized difference vegetation index, нормализованный вегетационный индекс) предоставляют спутники». «Высоту над уровнем моря мы получаем из цифровых карт рельефа,— рассказывает Дмитрий Шадрин.— Близость к дорогам и населенным пунктам — это данные ОSМ (OpenStreet Map — географическая карта мира, которую бесплатно создают пользователи интернета)».

Среди ключевых признаков, влияющих на распространение пожара,— тип растительности («Еловый лес горит лучше, чем смешанный»,— говорит Дмитрий Шадрин), плотность населения и плотность дорог. Для прогнозирования пожаров важны также динамические признаки — дневная и ночная температура, направление ветра, влажность, количество осадков — все эти погодные характеристики существенным образом влияют на распространение огня.

Для получения прогноза с использованием этих данных нужно обучить модель. Для этого необходимы сведения о пожарах, которые когда-то уже случились, причем сведения подробные, с информацией о том, как пожар развивался на определенной территории при известных погодных и других условиях, в том числе куда и как долго он продвигался, и все это с конкретными координатами. Данные должны быть верифицированы, то есть зафиксированы либо находившимися в этом районе людьми, либо изображениями со спутников. «Чем точнее описаны происшедшие пожары, тем лучше мы сможем обучить модель. Чем больше качественных данных, тем точнее будет прогноз»,— подчеркивает Дмитрий Шадрин.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Математическое невежество снижает качество жизни россиян» «Математическое невежество снижает качество жизни россиян»

Какая наука сегодня в моде и почему в России так плохо знают математику

Наука
5 привычек Ричарда Брэнсона, которые сделали его успешным предпринимателем 5 привычек Ричарда Брэнсона, которые сделали его успешным предпринимателем

Бизнес-уроки от миллиардера и основателя Virgin Group Ричарда Брэнсона

Inc.
Как велики могут быть горы и пропасти на других планетах? Как велики могут быть горы и пропасти на других планетах?

Насколько высоки – теоретически – могут быть горы других миров?

Наука и Техника
Неаполитанская мафия и футбол: привозили Марадону, минировали офис президента «Наполи» Неаполитанская мафия и футбол: привозили Марадону, минировали офис президента «Наполи»

«Каморра» всегда была частью футбольного движа криминального итальянского юга

Maxim
Между империей и СССР Между империей и СССР

«Велик был год и страшен год по рождестве Христовом 1918»

Дилетант
Мосбиржа обратилась к токенам Мосбиржа обратилась к токенам

Цифровые финансовые активы — новая реинкарнация традиционных акций и облигаций

Эксперт
Тайны кальянов: мегазатяжки, кокос и чайный лист Тайны кальянов: мегазатяжки, кокос и чайный лист

Курение кальяна овеяно кучей легенд. Что из них правда?

Maxim
Почему конопля приглянулась «зеленым» Почему конопля приглянулась «зеленым»

Европейские фермеры переходят на коноплю

Эксперт
Мышечная выносливость: что это такое и зачем её нужно развивать Мышечная выносливость: что это такое и зачем её нужно развивать

Как в повседневной жизни вам может пригодиться мышечная выносливость

ТехИнсайдер
Правило чайной ложки Правило чайной ложки

Переборщив с косметикой, легко создать себе неприятности

Добрые советы
От «афериста из Tinder» до Илона Маска: как мошенники притворяются миллиардерами От «афериста из Tinder» до Илона Маска: как мошенники притворяются миллиардерами

Мошенники могут отлично заработать, притворяясь миллиардерами

Forbes
Одна вокруг света: капибары, аллигаторы и кобры Одна вокруг света: капибары, аллигаторы и кобры

188-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Бразилия

Forbes
Наушники с костной проводимостью: что это такое, как работают и не вредят ли здоровью Наушники с костной проводимостью: что это такое, как работают и не вредят ли здоровью

Разбираемся в одном из самых необычных виде аудиоаксессуаров

CHIP
Одежда на будущее Одежда на будущее

Меховой дом Re-Look Furs предлагает новый взгляд на мех

Grazia
Пурга на оба наши дома Пурга на оба наши дома

Самый несмешной смешной режиссер Франции и его «странная» война

Weekend
Денежный вертолет: взлет и посадка Денежный вертолет: взлет и посадка

Как погасить глобальный всплеск инфляции?

Эксперт
История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия История исландского рыбака и самурайское плавание: чем полезна водная стихия

Отрывок из книги Бонни Цуй «Зачем мы плаваем»

Forbes
Чем нужно завтракать, чтобы поддержать здоровье сердца? Проверьте, входит ли это блюдо в ваш рацион Чем нужно завтракать, чтобы поддержать здоровье сердца? Проверьте, входит ли это блюдо в ваш рацион

Каша — одно из самых полезных блюд для нормальной работы сердца

ТехИнсайдер
Бакарди и революция: как ромовый магнат собирался бомбить Кубу из-за Фиделя Кастро Бакарди и революция: как ромовый магнат собирался бомбить Кубу из-за Фиделя Кастро

Как связаны производители рома и культура Кубы

Forbes
Что почитать у современных фантастов: 4 авторских сборника Что почитать у современных фантастов: 4 авторских сборника

Фантасты, которые успешно работают в малой форме

ТехИнсайдер
«Мой дом — моя крепость»: 4 совета архитектора для уютного пространства «Мой дом — моя крепость»: 4 совета архитектора для уютного пространства

Как обустроить ваше личное комфортное «гнездо»

Psychologies
Свайп вправо: как оформить анкету в Тиндере и найти партнера Свайп вправо: как оформить анкету в Тиндере и найти партнера

Как найти мэтч мечты?

Psychologies
Самые известные кошки, которые вошли в историю Самые известные кошки, которые вошли в историю

Кошки, ставшие общественным достоянием

ТехИнсайдер
«Госсмех: сталинизм и комическое» «Госсмех: сталинизм и комическое»

«Госсмех: сталинизм и комическое»: какими были юмор и сатира в сталинскую эпоху

N+1
Комедия одного положения Комедия одного положения

Смех без разрядки в фильмах Георгия Данелии

Weekend
Как сохранить любовь и не потерять себя: 3 главных принципа отношений Как сохранить любовь и не потерять себя: 3 главных принципа отношений

Что нужно делать нам, чтобы уберечь и свои отношения, и себя настоящего?

Psychologies
Приступ инфантилизма: 5 причин, почему мы боимся взрослеть Приступ инфантилизма: 5 причин, почему мы боимся взрослеть

По каким причинам люди боятся взрослеть?

VOICE
Принять, нельзя исправить Принять, нельзя исправить

Что такое состояние эмоционального бессилия?

Новый очаг
Инструкция для брошенных: как перестать плакать и начать жить Инструкция для брошенных: как перестать плакать и начать жить

Почему некоторые союзы обречены и чем может быть полезен болезненный разрыв

Psychologies
Хагрид, Джон Китинг и другие: редакция Psychologies — о лучших экранных учителях Хагрид, Джон Китинг и другие: редакция Psychologies — о лучших экранных учителях

Редакторы Psychologies рассказывают о своих любимых экранных педагогах

Psychologies
Открыть в приложении