Makine Öğrenmesi Yöntemleri ile Şehirlerin Hava Kalitesi Tahmini

Türkçe

Hava Kalite Endeksi (AQI), Avrupa standartları çerçevesinde yer alan beş temel kirletici unsur (CO, SO2, NO2, O3 ve PM10) göz önünde bulundurularak değerlendirilen bir endekstir. Bu endeks ile şehirlerdeki kirlilik miktarları hakkında bilgi elde edilebilmekte ve şehirlerin daha temiz şehirlere dönüşmesi için çalışmalar yapılabilmektedir. Günümüzde bu ölçümlere gerekli önem verilmemekle birlikte yeterli miktarda ve doğrulukta ölçümler yapılamamaktadır. Çalışmamızda, şehirlerin kirlilik oranına göre sınıflandırılabilmesi ve böylece kirlilik durumu kritik seviyede olan şehirlerin kısa sürede belirlenebilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, hava kalitesi belirleyicileri olarak değerlendirilebilecek, şehirlerin hava kalitesine etkisi olan farklı parametreler toplanarak bir araya getirilmiş, AQI verileri ile birlikte veri seti olarak kullanılmıştır. Şehrin nüfusu, betonarme yapı sayısı, yeşil alan ve kullanılan ulaşım araç oranlarının da belirleyici olarak kullanıldığı çalışmamızda hava kalitesi 3 ve 5 sınıflı sınıflandırma problemi olarak ayrı ayrı ele alınmıştır. Çalışmamızda, AQI değerinin insan sağlığına etki oranları hesaplanarak sınıf atamaları yapılmıştır. Makine öğrenmesi yöntemlerini kullanarak sunduğumuz çözümlerde hava kalitesi tahmini 3 sınıflı modellerde %87 oranında, 5 sınıflı modellerde ise %82 oranında başarılı sonuçlar üretmiştir.