Due to severe societal and environmental impacts, wildfire prediction using multi-modal sensing data has become a highly sought-after data-analytical tool by various stakeholders (such as state governments and power utility companies) to achieve a more informed understanding of wildfire activities and plan preventive measures. A desirable algorithm should precisely predict fire risk and magnitude for a location in real time. In this paper, we develop a flexible spatio-temporal wildfire prediction framework using multi-modal time series data. We first predict the wildfire risk (the chance of a wildfire event) in real-time, considering the historical events using discrete mutually exciting point process models. Then we further develop a wildfire magnitude prediction set method based on the flexible distribution-free time-series conformal prediction (CP) approach. Theoretically, we prove a risk model parameter recovery guarantee, as well as coverage and set size guarantees for the CP sets. Through extensive real-data experiments with wildfire data in California, we demonstrate the effectiveness of our methods, as well as their flexibility and scalability in large regions.


翻译:由于严重的社会与环境影响,利用多模态传感数据进行野火预测已成为各利益相关方(如州政府和电力公用事业公司)高度追求的数据分析工具,旨在更深入地理解野火活动并制定预防措施。理想的算法应能实时精确预测某一地点的火灾风险与强度。本文提出一种灵活的多模态时间序列数据驱动的时空野火预测框架。首先,我们利用离散互激点过程模型,结合历史事件实时预测野火风险(即野火事件发生的概率)。随后,基于灵活的无分布时间序列共形预测(CP)方法,进一步发展了野火强度预测集方法。理论上,我们证明了风险模型参数恢复的保障性,以及共形预测集的覆盖率和集大小的理论保证。通过加利福尼亚州野火数据的广泛真实数据实验,我们验证了所提方法的有效性,及其在广阔区域内的灵活性与可扩展性。

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这是第25届年度会议,讨论有约束计算的所有方面,包括理论、算法、环境、语言、模型、系统和应用,如决策、资源分配、调度、配置和规划。为了纪念25周年,吉恩·弗洛伊德创作了一本“虚拟卷”来庆祝这个系列会议。信息可以在这里找到。约束编程协会有本系列中以前的会议列表。CP 2019计划将包括展示关于约束技术的高质量科学论文。除了通常的技术轨道外,CP 2019年会议还将有主题轨道。每个赛道都有一个专门的小组委员会,以确保有能力的评审员将审查这些领域的人提交的论文。 官网链接:https://cp2019.a4cp.org/index.html
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