【摘要】：針對(duì)林火預(yù)測(cè)具有影響因素多、機(jī)制復(fù)雜、難以結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用林火概率預(yù)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以氣象、植被、地理、人類活動(dòng)等數(shù)據(jù)作為輸入,綜合林火歷史數(shù)據(jù)建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型,并應(yīng)用聯(lián)合樹(shù)算法進(jìn)行概率推理,進(jìn)而預(yù)測(cè)出林火發(fā)生概率。在某省實(shí)際林火歷史數(shù)據(jù)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,比較了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)與加拿大火險(xiǎn)天氣指標(biāo)系統(tǒng)(FWI)的預(yù)測(cè)性能,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性。
【圖文】：

吞?異度的均值及方差見(jiàn)表1。系統(tǒng)在5個(gè)測(cè)試集上的平均準(zhǔn)確率為81.55%，這說(shuō)明系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出大多數(shù)的觀測(cè)樣本。系統(tǒng)更適用于對(duì)林火發(fā)生的預(yù)測(cè)，即其平均敏感度高達(dá)90.08%，平均特異度相對(duì)低一些，為81.53%。為驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)際預(yù)測(cè)效果，在第二組實(shí)驗(yàn)中，選取云南省2006年1月1日—2013年12月31日的觀測(cè)樣本組成訓(xùn)練集，2014年1月1日—2015年5月14日的觀測(cè)樣本組成測(cè)試集，選用ROC曲線衡量系統(tǒng)的實(shí)際預(yù)測(cè)性能�；谪惾~斯網(wǎng)絡(luò)的林火概率預(yù)測(cè)系統(tǒng)與加拿大火險(xiǎn)天氣指標(biāo)系統(tǒng)在本組實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練集和測(cè)試集上的ROC曲線，見(jiàn)圖5和圖6。系統(tǒng)在訓(xùn)練集和測(cè)試集上分類性能的混淆矩陣見(jiàn)表2。對(duì)于測(cè)試集中的175例林火樣本，系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出156例，敏感度為89.14%，這說(shuō)明絕大多數(shù)林火的發(fā)生都可被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。對(duì)于測(cè)試集中的62144例非林火樣本，系統(tǒng)誤將其中的12521例預(yù)測(cè)為林火，特異度為79.85%。對(duì)云南省實(shí)際林火情況進(jìn)行的實(shí)地考察及相關(guān)文獻(xiàn)均指出[1，7]，林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有非常大的不確定性，主要原因在于人類活動(dòng)因素的影響，如：吸煙著火等非蓄意點(diǎn)火，或蓄意點(diǎn)火行為。由于所收集數(shù)據(jù)來(lái)源有限，預(yù)測(cè)系統(tǒng)在人類活動(dòng)因素中僅考慮了人口密度對(duì)林火的影響，故預(yù)測(cè)系統(tǒng)對(duì)由人為因素引發(fā)的林火的預(yù)測(cè)效果并不穩(wěn)定。例如，，預(yù)測(cè)系統(tǒng)誤將2014年5月26日發(fā)生在安寧市的林火預(yù)測(cè)為非林火。從輸入因子數(shù)據(jù)庫(kù)中查閱安寧市該日的氣象，發(fā)現(xiàn)該日的降水量為24mm，相應(yīng)的FWI值為3.52，是不易著火的，故推斷其原因可能是人為蓄意放火所致，預(yù)測(cè)系統(tǒng)的誤警率為20.15%。森林燃燒需要森林可燃物、火源和氧氣三者相互作用才能形成[7]。系統(tǒng)建模過(guò)程中充分考慮了可燃物和氧氣對(duì)林火的影響，故系統(tǒng)誤警的樣本中可燃物條件和氧氣條件都適合著火。但由于歷

異度的均值及方差見(jiàn)表1。系統(tǒng)在5個(gè)測(cè)試集上的平均準(zhǔn)確率為81.55%，這說(shuō)明系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出大多數(shù)的觀測(cè)樣本。系統(tǒng)更適用于對(duì)林火發(fā)生的預(yù)測(cè)，即其平均敏感度高達(dá)90.08%，平均特異度相對(duì)低一些，為81.53%。為驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)際預(yù)測(cè)效果，在第二組實(shí)驗(yàn)中，選取云南省2006年1月1日—2013年12月31日的觀測(cè)樣本組成訓(xùn)練集，2014年1月1日—2015年5月14日的觀測(cè)樣本組成測(cè)試集，選用ROC曲線衡量系統(tǒng)的實(shí)際預(yù)測(cè)性能�；谪惾~斯網(wǎng)絡(luò)的林火概率預(yù)測(cè)系統(tǒng)與加拿大火險(xiǎn)天氣指標(biāo)系統(tǒng)在本組實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練集和測(cè)試集上的ROC曲線，見(jiàn)圖5和圖6。系統(tǒng)在訓(xùn)練集和測(cè)試集上分類性能的混淆矩陣見(jiàn)表2。對(duì)于測(cè)試集中的175例林火樣本，系統(tǒng)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出156例，敏感度為89.14%，這說(shuō)明絕大多數(shù)林火的發(fā)生都可被準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。對(duì)于測(cè)試集中的62144例非林火樣本，系統(tǒng)誤將其中的12521例預(yù)測(cè)為林火，特異度為79.85%。對(duì)云南省實(shí)際林火情況進(jìn)行的實(shí)地考察及相關(guān)文獻(xiàn)均指出[1，7]，林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有非常大的不確定性，主要原因在于人類活動(dòng)因素的影響，如：吸煙著火等非蓄意點(diǎn)火，或蓄意點(diǎn)火行為。由于所收集數(shù)據(jù)來(lái)源有限，預(yù)測(cè)系統(tǒng)在人類活動(dòng)因素中僅考慮了人口密度對(duì)林火的影響，故預(yù)測(cè)系統(tǒng)對(duì)由人為因素引發(fā)的林火的預(yù)測(cè)效果并不穩(wěn)定。例如，預(yù)測(cè)系統(tǒng)誤將2014年5月26日發(fā)生在安寧市的林火預(yù)測(cè)為非林火。從輸入因子數(shù)據(jù)庫(kù)中查閱安寧市該日的氣象，發(fā)現(xiàn)該日的降水量為24mm，相應(yīng)的FWI值為3.52，是不易著火的，故推斷其原因可能是人為蓄意放火所致，預(yù)測(cè)系統(tǒng)的誤警率為20.15%。森林燃燒需要森林可燃物、火源和氧氣三者相互作用才能形成[7]。系統(tǒng)建模過(guò)程中充分考慮了可燃物和氧氣對(duì)林火的影響，故系統(tǒng)誤警的樣本中可燃物條件和氧氣條件都適合著火。但由于歷史林?

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