基于遥感数据和机器学习的安徽省森林火灾风险预测模型
Predicting Forest Fire Risk in Anhui Province Using Remote Sensing and Machine Learning Techniques
投稿时间:2025-08-25  修订日期:2026-03-19
  查看/发表评论  下载PDF阅读器
DOI:
基金项目:国网安徽省电力有限公司科技项目资助(521205260005)
作者单位邮编
丁一阳 国网安徽省电力有限公司 230041
郑忠宇* 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 230026
叶良鹏 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室国家电网公司输变电设施火灾防护实验室
国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室国家电网公司输变电设施火灾防护实验室 
石龙 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 
赵晓青 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 
张佳庆 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室国家电网公司输变电设施火灾防护实验室
国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室国家电网公司输变电设施火灾防护实验室 
中文关键词:  森林火灾  机器学习  XGBoost  风险预测  安徽省
英文关键词:Forest fire  Machine learning  XGBoost  Risk prediction  Anhui Province
摘要点击次数: 286
全文下载次数: 0
中文摘要:
      安徽省是我国森林火灾高发区之一,为了提升安徽省森林火灾的预测精度与预警能力,本文基于气象、地形、植被等多维度影响因子,构建了小时尺度的森林火灾风险预测模型。本研究选取逻辑回归(LR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、极限梯度提升(XGBoost)、梯度提升机(LightGBM)和CatBoost六种机器学习算法进行火灾风险预测建模并对模型效果进行对比分析,结果表明XGBoost模型在训练集与测试集上的预测准确率均达到95%以上,在实际预测数据中准确率也超过82%,显著优于其他模型,适用于安徽省森林火灾风险的精准预测。通过最优模型XGBoost的特征重要性分析发现,植被因素在火灾预测中发挥着关键作用。基于预测结果绘制了2020年安徽省森林火灾风险空间分布图与季节分布图,显示出显著的季节性和区域性差异。本研究首次在安徽省范围内实现了基于小时尺度气象数据的森林火灾机器学习预测,验证了多源数据融合与智能算法在火灾预测中的可行性与有效性,为安徽省森林火灾风险评估与精准防控提供了科学依据,也为我国森林生态安全保障和灾害管理提供了技术支撑和方法参考。
英文摘要:
      As one of the forest fire-prone regions in China, Anhui Province requires improved accuracy in fire prediction and early warning. This study developed an hourly-scale forest fire prediction model based on multidimensional influencing factors, including meteorological, topographic, and vegetation data. In this study, six machine learning algorithms, namely Logistic Regression (LR), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Gradient Boosting Machine (LightGBM), and CatBoost, were selected for fire risk prediction modeling. The model performance was compared and analyzed. The results showed that the XGBoost model achieved a prediction accuracy of over 95% on both the training set and the test set. In actual prediction data, the accuracy exceeded 82%, significantly outperforming other models. It is suitable for precise prediction of forest fire risks in Anhui Province. Feature importance analysis using the optimal XGBoost model revealed that vegetation indicators play a crucial role in fire prediction. Based on the prediction results, spatial and seasonal distribution maps of forest fire risk in Anhui Province for the year 2020 were generated, demonstrating clear seasonal and regional variability. This study is the first to implement an hourly-scale forest fire prediction model based on meteorological data across Anhui Province using machine learning techniques. The findings confirm the feasibility and effectiveness of integrating multi-source data with intelligent algorithms for forest fire prediction, providing a scientific basis for risk assessment and precision prevention in the region. Furthermore, it offers technical support and methodological reference for enhancing forest ecological security and disaster management in China.
关闭