Αναγνώριση πυρκαγιάς σε πραγματικό χρόνο με τεχνικές μηχανικής μάθησης

Abstract

Η παρούσα διατριβή στοχεύει στην αντιμετώπιση του φαινομένου της πυρκαγιάς μέσω της έγκαιρης ανίχνευσης πιθανής εστίας φωτιάς. Το πρόβλημα των συνεχών δασικών πυρκαγιών, κυρίως κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, αποτελεί μάστιγα του σύγχρονου κόσμου. Ειδικότερα, η Ελλάδα είναι η πλέον πληγμένη χώρα η οποία έχει θρηνήσει υπεράριθμα θύματα μέσα στον 21ο αιώνα. Ανά τους καιρούς, υπήρξαν πολλές προσπάθειες για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου με αξιόλογα αποτελέσματα. Μερικές από αυτές περιλαμβάνουν χρήση αισθητήρων καπνού και εδάφους για την ανίχνευση μικρών εστιών, αλλά και δορυφόρων για την κάλυψη μεγαλύτερων εκτάσεων. Με την πρόοδο της τεχνολογίας όμως, είναι επιτακτική η ανάγκη για την έρευνα της συνεισφοράς της τεχνητής νοημοσύνης στο πρόβλημα αυτό. Τέτοιου είδους τεχνικές περιλαμβάνουν εξαγωγή χαακτηριστικών και σημείων ενδιαφέροντος από εικόνες και βίντεο, καθώς και χρήση βαθύτερων αρχιτεκτονικών, όπως είναι τα σύγχρονα συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα, με τα αποτελέσματα αυτών των προσεγγίσεων να είναι άκρως ενθαρρυντικά. Στην παρούσα διπλωματική εργασία ερευνώνται όλοι οι πιθανοί τρόποι προσέγγισης του προβλήματος της ανίχνευσης της φωτιάς, από μηχανές διανυσμάτων υποστήριξης μέχρι βαθιά συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα, με τα αποτελέσματα των οποίων να βρίσκονται πολύ κοντά σε αυτά των σύγχρονων μεθόδων της βιβλιογραφίας, αλλά και σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα να τα υπερνικούν. Τέλος, προτείνεται ένα σύστημα εντοπισμού πιθανής εστίας πυρκαγιάς σχεδιασμένο ώστε να λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο, ενώ παρουσιάζονται τρόποι με τους οποίους μπορεί αυτό το μοντέλο να θέσει τις βάσεις για τη δημιουργία ενός καινοτόμου συστήματος ανίχνευσης φωτιάς μέσω της αξιοποίησης ήδη υπάρχοντων πόρων.