Comparing Satellite Data for Next-Day Wildfire Predictability

要約

複数の研究が衛星画像を使用して翌日の火災予測を実施しています。
2つの主要な衛星は、山火事を検出するために使用されます：ModisとViirs。
両方の衛星は、それぞれMOD14とVNP14と呼ばれるファイヤーマスク製品を提供します。
研究はどちらか一方を使用していますが、それらの間に比較はありませんでした。
この論文では、まず、VIIRSとMODISデータを使用して、1日先に山火事が広がると予測できるかを評価します。
VIIRSを入力として、VNP14をターゲットとして使用するモデルが最良の結果を達成することがわかります。
興味深いことに、MODISを入力として、VNP14をターゲットとして使用するモデルは、VNP14を入力として、MOD14をターゲットとして使用するよりも大幅に優れたパフォーマンスを発揮します。
次に、MOD14が翌日の火災を予測するのに使用するのが難しい理由について説明します。
MOD14ファイヤーマスクは非常に確率的であり、合理的な火災散布パターンと相関していないことがわかります。
これは、モデルが不合理なパターンを学習するため、機械学習タスクにとって有害で​​す。
したがって、MOD14は翌日の火災予測には適さないこと、およびVNP14がはるかに優れた選択肢であると結論付けます。
ただし、MODIS入力とVNP14をターゲットとして使用すると、予測可能性が大幅に改善されます。
これは、MODISでは改善された火災検出モデルが可能であることを示しています。
完全なコードとデータセットは、オンラインで入手できます：https：//github.com/justuskarlsson/wildfire-mod14-vnp14

要約(オリジナル)

Multiple studies have performed next-day fire prediction using satellite imagery. Two main satellites are used to detect wildfires: MODIS and VIIRS. Both satellites provide fire mask products, called MOD14 and VNP14, respectively. Studies have used one or the other, but there has been no comparison between them to determine which might be more suitable for next-day fire prediction. In this paper, we first evaluate how well VIIRS and MODIS data can be used to forecast wildfire spread one day ahead. We find that the model using VIIRS as input and VNP14 as target achieves the best results. Interestingly, the model using MODIS as input and VNP14 as target performs significantly better than using VNP14 as input and MOD14 as target. Next, we discuss why MOD14 might be harder to use for predicting next-day fires. We find that the MOD14 fire mask is highly stochastic and does not correlate with reasonable fire spread patterns. This is detrimental for machine learning tasks, as the model learns irrational patterns. Therefore, we conclude that MOD14 is unsuitable for next-day fire prediction and that VNP14 is a much better option. However, using MODIS input and VNP14 as target, we achieve a significant improvement in predictability. This indicates that an improved fire detection model is possible for MODIS. The full code and dataset is available online: https://github.com/justuskarlsson/wildfire-mod14-vnp14

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