• 제목/요약/키워드: forest fires

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Environmental IoT-Enabled Multimodal Mashup Service for Smart Forest Fires Monitoring

  • Elmisery, Ahmed M.;Sertovic, Mirela
    • Journal of Multimedia Information System
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    • 제4권4호
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    • pp.163-170
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    • 2017
  • Internet of things (IoT) is a new paradigm for collecting, processing and analyzing various contents in order to detect anomalies and to monitor particular patterns in a specific environment. The collected data can be used to discover new patterns and to offer new insights. IoT-enabled data mashup is a new technology to combine various types of information from multiple sources into a single web service. Mashup services create a new horizon for different applications. Environmental monitoring is a serious tool for the state and private organizations, which are located in regions with environmental hazards and seek to gain insights to detect hazards and locate them clearly. These organizations may utilize IoT - enabled data mashup service to merge different types of datasets from different IoT sensor networks in order to leverage their data analytics performance and the accuracy of the predictions. This paper presents an IoT - enabled data mashup service, where the multimedia data is collected from the various IoT platforms, then fed into an environmental cognition service which executes different image processing techniques such as noise removal, segmentation, and feature extraction, in order to detect interesting patterns in hazardous areas. The noise present in the captured images is eliminated with the help of a noise removal and background subtraction processes. Markov based approach was utilized to segment the possible regions of interest. The viable features within each region were extracted using a multiresolution wavelet transform, then fed into a discriminative classifier to extract various patterns. Experimental results have shown an accurate detection performance and adequate processing time for the proposed approach. We also provide a data mashup scenario for an IoT-enabled environmental hazard detection service and experimentation results.

Application of Deep Learning: A Review for Firefighting

  • Shaikh, Muhammad Khalid
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권5호
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    • pp.73-78
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    • 2022
  • The aim of this paper is to investigate the prevalence of Deep Learning in the literature on Fire & Rescue Service. It is found that deep learning techniques are only beginning to benefit the firefighters. The popular areas where deep learning techniques are making an impact are situational awareness, decision making, mental stress, injuries, well-being of the firefighter such as his sudden fall, inability to move and breathlessness, path planning by the firefighters while getting to an fire scene, wayfinding, tracking firefighters, firefighter physical fitness, employment, prediction of firefighter intervention, firefighter operations such as object recognition in smoky areas, firefighter efficacy, smart firefighting using edge computing, firefighting in teams, and firefighter clothing and safety. The techniques that were found applied in firefighting were Deep learning, Traditional K-Means clustering with engineered time and frequency domain features, Convolutional autoencoders, Long Short-Term Memory (LSTM), Deep Neural Networks, Simulation, VR, ANN, Deep Q Learning, Deep learning based on conditional generative adversarial networks, Decision Trees, Kalman Filters, Computational models, Partial Least Squares, Logistic Regression, Random Forest, Edge computing, C5 Decision Tree, Restricted Boltzmann Machine, Reinforcement Learning, and Recurrent LSTM. The literature review is centered on Firefighters/firemen not involved in wildland fires. The focus was also not on the fire itself. It must also be noted that several deep learning techniques such as CNN were mostly used in fire behavior, fire imaging and identification as well. Those papers that deal with fire behavior were also not part of this literature review.

A New Forest Fire Detection Algorithm using Outlier Detection Method on Regression Analysis between Surface temperature and NDVI

  • Huh, Yong;Byun, Young-Gi;Son, Jeong-Hoon;Yu, Ki-Yun;Kim, Yong-Il
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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    • pp.574-577
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    • 2006
  • In this paper, we developed a forest fire detection algorithm which uses a regression function between NDVI and land surface temperature. Previous detection algorithms use the land surface temperature as a main factor to discriminate fire pixels from non-fire pixels. These algorithms assume that the surface temperatures of non-fire pixels are intrinsically analogous and obey Gaussian normal distribution, regardless of land surface types and conditions. And the temperature thresholds for detecting fire pixels are derived from the statistical distribution of non-fire pixels’ temperature using heuristic methods. This assumption makes the temperature distribution of non-fire pixels very diverse and sometimes slightly overlapped with that of fire pixel. So, sometimes there occur omission errors in the cases of small fires. To ease such problem somewhat, we separated non-fire pixels into each land cover type by clustering algorithm and calculated the residuals between the temperature of a pixel under examination whether fire pixel or not and estimated temperature of the pixel using the linear regression between surface temperature and NDVI. As a result, this algorithm could modify the temperature threshold considering land types and conditions and showed improved detection accuracy.

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Compression Behavior of Wood Stud in Light Framed Wall as Functions of Moisture, Stress and Temperature

  • Park, Joo-Saeng;Lee, Jun-Jae
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제34권5호
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    • pp.19-28
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    • 2006
  • There has been considerable research in recent times in light-timber med structures in fires. These structures have included horizontal (floor-like) panels in bending and walls under eccentric and approximately concentric vertical loading. It has been shown that compression properties are the most dominant mechanical properties in affecting structural response of these structures in fire. Compression properties have been obtained by various means as functions of one variable only, temperature. It has always been expected that compression properties would be significantly affected by moisture and stress, as well. However, these variables have been largely ignored to simplify the complex problem of predicting the response of light-timber framed structures in fire. Full-scale experiments on both the panels and walls have demonstrated the high level of significance of moisture and stress for a limited range of conditions. Described in this paper is an overview of these conditions and experiments undertaken to obtain compression properties as a functions of moisture, stress and temperature. The experiments limited temperatures to $20{\sim}100^{\circ}C$. At higher temperatures moisture vaporizes and moisture and stress are less significant. Described also is a creep model for wood at high temperatures.

열화상카메라를 이용한 산불 화재 대응시스템 연구 (Forest Fire Response System Using Thermal Imaging Camera)

  • 윤원섭;김연규;김승준
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제24권6_2호
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    • pp.927-935
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    • 2021
  • This study conducted a study to improve the problems of the existing fire sensor system. In the case of the existing system, it took more than 3 minutes to detect a fire even at a short distance, making it difficult to extinguish the initial fire. In order to improve these problems, in this study, a fire detection system using an infrared thermal imaging camera was studied. The infrared image-based fire detection system is relatively wide and can detect fire over a long distance, so it has the advantage of being applicable to many fire detection systems. As a result of conducting a field test using the fire detection system, a fire that occurred about 2 km ahead was detected within about 10 seconds. Since the fire detection function of this system can detect within 10 seconds from a distance of about 2 km, it was applicable to forest fires that occur frequently in spring and autumn.

Virtual GIS를 이용한 산불피해지 복구 경관분석기법 개발 (Developing Landscape Analysis Method for Forest Fire Damaged Area Restoration Using Virtual GIS)

  • 조명희;이명보;김준범;임주훈;김성재
    • 한국지리정보학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.75-83
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    • 2004
  • 우리나라의 경우 1990년대에 들어와서 산불 발생건수 및 피해지역이 지속적으로 증가하고 있으며, 산불피해지 복원기술은 주로 사방복구와 조림 등 녹화기술에 집중되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 동해안 산불피해지를 중심으로 GIS 분석 기법을 적용하여 산불피해지의 공간 특성과 입지환경을 고려하여 내화수림대를 조성기법을 개발하고 virtual GIS의 활용을 통하여 공간정보자료가 산불피해지역 복원에 있어서의 경관생태학적 접근연구에 어떻게 활용될 수 있는 것인가에 대한 적용기법을 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 대형산불방지를 위해 GIS 분석기법을 적용하여 내화수림대를 조성하고, 조성된 내화수림대 및 연구대상지에 3D modeling 기법을 통하여 구축된 3D 수종을 적정하게 임분배치하였다. 아울러 지위지수분류곡선을 이용하여 연구대상지에 경년에 따른 산림경관을 조성하였으며, virtual GIS를 활용하여 현실세계와 가장 유사한 3차원지형을 구축하고 tracking simulation을 수행하였다.

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Green ODA 요건에 따른 산림 분야 공적개발원조 대상국 탐색 (Exploring Countries Eligible for Official Development Assistance Towards Global Forest Conservation Focusing on Green ODA Criteria)

  • 장은경;최가영;문주연;전철현;최은호;최형순
    • 한국산림과학회지
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    • 제111권2호
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    • pp.330-344
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    • 2022
  • 전 세계 산림 면적이 여전히 감소하고 있는 가운데 산림을 포함한 육상생태계의 보전은 지구 공동체가 함께 달성해야 할 지속가능발전목표 중 하나로 이를 달성하기 위한 국제사회의 적극적인 노력이 요구된다. 공적개발원조 사업의 대상국은 전통적으로 국가이익을 고려하여 결정되었으나 최근 글로벌 규범인 지속가능발전목표가 국내의 공적개발원조 전략에 내재화됨에 따라 산림 부문 ODA 대상국 탐색이 다각적으로 이루어질 필요가 있다. 본 연구에서는 산림 파괴가 심한 개도국을 대상으로 기후변화 대응, 생물다양성 보전, 사막화 방지 측면에서 국가의 경제·사회·환경 부문의 이행 준비 및 필요성을 분석하여 '그린 ODA'에 충족될 수 있는 협력 대상국을 제시하였다. 본 연구의 결과는 기존의 산림 협력이 중점적으로 이루어진 아시아 국가에서 나아가 남아메리카와 아프리카 국가로 산림 협력의 확대가 필요한 것으로 나타났다. 또한 식량·에너지·수자원·산불 등 산림 전용요인의 근본적인 해결을 위하여 녹색기술과의 융·복합을 추진하고 사업 활동과 재원, 참여자의 다각화를 통해 산림분야 양자 ODA를 확대하는 방안을 제시하였다. 본 연구는 산림 부문 양자 협력 대상국 범위를 확대하는데 있어 산림 파괴가 진행 중인 전 세계 국가를 대상으로 장기적인 전략 수립을 위한 기초 정보를 제공하는데 기여할 수 있다.

우리나라 산불 발생의 원인별 공간적 특성 분석 (Cause-specific Spatial Point Pattern Analysis of Forest Fire in Korea)

  • 곽한빈;이우균;이시영;원명수;구교상;이병두;이명보
    • 한국산림과학회지
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    • 제99권3호
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    • pp.259-266
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    • 2010
  • 우리나라에서 산불 발생 공간분포는 인간 활동과 큰 관련성이 있기 때문에, 지역별 군집형태의 강한 공간의존성을 갖는다. 본 연구에서는 공간의존성의 개념에 입각하여 점자료 분석법을 통한 산불발생의 공간분포패턴을 분석하였다. Ripley의 K 함수를 이용하여 산불 발생 원인별 공간분포 형태를 파악하였으며, Kernel 함수를 통해 산불발생의 공간적 집중도를 분석하였다. 그 결과 정도는 상이하지만 모든 원인의 산불이 임의(random) 분포가 아닌 군집화(clustered)되어 발생하는 특징이 있는 것으로 나타났다. 또한, 산불 발생의 군집성을 원인별로 크게 두 집단으로 나눌 수 있었다. 첫째는 전국적 발생 패턴을 가지는 원인으로 입산자 실화, 논밭두렁 소각과 같은 활동과 관련된 것이고 또 다른 하나는 국지적 군집성을 가지는 원인으로 담뱃불이나 어린이 불장난, 방화이다. 그 군집성의 범위는 30 km내외로 나타났으며, 그 범위 밖에서는 임의 분포하고 있었다. Kernel 함수에 의한 원인별 집중도 분석에서는 강한 군집도를 나타냈던 3가지 원인(담뱃불, 어린이 불장난, 방화)의 경우 대부분 인구밀도가 높은 수도권을 중심으로 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

GIS를 이용한 산불 정보관리시스템 개발 (Development of Forest Fire Information Management System using GIS)

  • 조명희;오정수;이시영;조윤원;백승렬
    • 한국지리정보학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.41-50
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    • 2001
  • 본 연구에서는 GIS를 이용하여 산불관련 데이터베이스를 구축하고 효과적인 산불 현황정보 검색시스템을 개발하여 산불 관리자에게 효율적인 공간분석 도구를 제공함으로서 산불에 관한 종합적인 공간정보를 빠른 시간 내에 분석하여 속성을 갱신 추출할 수 있도록 하는 효과적인 산불정보관리시스템을 개발하였다. 이를 위하여 최근 10년간의 산불 현황통계자료를 이용한 전국 시 군 단위의 공간분포도를 작성하여 전국 산불 발생현황을 시 공간적으로 분석하고 산불 발생에 미치는 다양한 요인들과의 상관성 분석이 가능하였다. 특히 최근 산불 발생이 빈번한 삼척시의 지형도 및 임상도, 위성영상, 현지사진을 이용하여 GIS 데이터베이스를 구축함으로써 산불 발생위험지역에 대한 보다 상세한 정보를 얻을 수 있다. 본 시스템은 응용프로그램 개발을 위한 플랫폼은 IBM호환 PC에서 Windows 98을 운영체제로 하여 DBMS는 Access 2000을 이용하였고 프로그래밍 언어로는 객체지향언어인 Visual Basic 6.0과 GIS 기능을 구현하기 위해서 Component GIS인 MapObjects 2.0을 사용하였다. 그 결과 산불 관리자는 진화에 필요한 관리구역내의 정보를 신속하게 제공받을 뿐만 아니라 산불 방제사업에 대한 효과적인 의사결정지원과 함께 실무자 중심의 산불관리행정을 도모하고 산림자원 관리비가 효율적으로 이용될 것이다.

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캐나다 산불 기상지수를 이용한 산불발생확률모형 개발 -강원도 지역 산불발생을 중심으로- (A Study on the Development of Forest Fire Occurrence Probability Model using Canadian Forest Fire Weather Index -Occurrence of Forest Fire in Kangwon Province-)

  • 박흥석;이시영;채희문;이우균
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.95-100
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    • 2009
  • 캐나다의 산불 위험등급 시스템의 구성요소인 미세연료수분지수는 지상의 미세 연료의 건조 여부의 예측을 통해 산불의 발화위험성을 지시하는 지수로써, 강수량의 감소와 온도의 상승, 풍속의 상승, 그리고 대기 중의 습도 감소로 인한 미세연료의 발화위험성의 상승을 표시하는 지수이다. 본 연구에서는 5년간의 강원도 지역에서의 기상 자료를 분석하고, 이를 이용하여 미세연료수분지수를 산출하여, 그 연중 분포와 적용성을 검토하였다. 분석 결과, 강원도 지역의 기후 조건은 봄철과 가을철 산불 조심강조기간에 아주 적은 강수량과 낮은 습도를 보여주고 있으며, 지난 5년간의 발생한 산불 중 75%가 산불 조심 강조기간에 발생하였으며, 그 중 90%가 봄철 산불조심기간에 집중되어 있었다. 또한, 봄철 산불조심 강조기간을 대상으로 순기 평균 산불연료지수에 대한 로지스틱 분석 결과 약 63%의 판별율을 나타내었다. 하지만, 모형의 정확도 향상을 위한 기상 자료의 보다 정확한 지역간 분류가 필요할 것으로 판단된다.