سامانه همایش های دانشگاه شمال

صفحه اصلی / دانشگاه، حقوق عامه، انفال و مسئولیت های اجتماعی

پایش هوشمند جنگل‌ها با استفاده از شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN) و تحلیل داده‌های زیست‌محیطی

نویسندگان :

امیر علی آبادیان¹ سهند یخکشی²

1- استادیار و عضو هیات علمی دانشگاه شمال آمل 2- دانشجوی ک|ارشناسی ارشد دانشگاه شمال آمل

کلمات کلیدی :

پایش جنگل،شبکه حسگر بی‌سیم،تحلیل داده‌های زیست‌محیطی،یادگیری ماشین،تشخیص آتش‌سوزی،سری زمانی،مدل‌های پیش‌بینی

چکیده :

هدف پژوهش: جنگل‌ها از مهم‌ترین اکوسیستم‌های طبیعی بوده و نقش اساسی در تنظیم چرخه کربن، حفظ تنوع زیستی و تعدیل اقلیم دارند. افزایش آتش‌سوزی‌ها، خشکسالی و تغییرات انسانی ضرورت توسعه سامانه‌های پایش هوشمند را روشن ساخته است. هدف این پژوهش، ارائه چارچوبی کارآمد برای پایش بلادرنگ جنگل با استفاده از شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN) و تحلیل داده‌های زیست‌محیطی است. روش پژوهش: در این مطالعه، شبکه‌ای شامل ۸۰ گره حسگر با قابلیت اندازه‌گیری دما، رطوبت نسبی، دود، CO₂، سرعت باد و رطوبت خاک طراحی شد. داده‌ها در بازه‌های پنج‌دقیقه‌ای جمع‌آوری و پس از پیش‌پردازش، با الگوریتم‌های SVM، Random Forest و LSTM تحلیل شدند. شبیه‌سازی عملکرد شبکه در محیط NS2 و تحلیل داده‌ها در MATLAB و GIS انجام گرفت. یافته‌ها: یافته‌ها نشان داد مدل Random Forest با دقت ۹۲٪ بهترین عملکرد را در تشخیص آتش‌سوزی داشته و مدل LSTM توانست تغییرات محیطی را با خطای کمتر از ۰٫۰۸ پیش‌بینی کند. همچنین استفاده از داده‌های چندحسگری، نرخ هشدارهای غلط را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داد. بحث: ترکیب WSN با تحلیل هوشمند داده‌ها موجب افزایش سرعت تشخیص، کاهش خطا و ارتقای کیفیت پایش شد. تحلیل مکانی–زمانی نیز توانست نواحی پرخطر را قبل از وقوع بحران شناسایی کند. نتیجه‌گیری: نتایج نشان می‌دهد سامانه پیشنهادی می‌تواند ابزاری مؤثر برای مدیریت هوشمند جنگل‌ها باشد. توسعه سیستم با انرژی خورشیدی، پهپاد و ارتباطات LoRaWAN پیشنهاد می‌شود. کلمات کلیدی: پایش جنگل؛ شبکه حسگر بی‌سیم؛ تحلیل داده‌های زیست‌محیطی؛ یادگیری ماشین؛ تشخیص آتش‌سوزی؛ سری زمانی؛ مدل‌های پیش‌بینی.