Using artificial neural network models to produce soil organic carbon content distribution maps across landscapes
Notice bibliographique
Résumé
Soil organic carbon (SOC) content is an important soil quality indicator that plays an important role in regulating physical, chemical and biological properties of soil. Field assessment of SOC is time consuming and expensive. It is difficult to obtain high-resolution SOC distribution maps that are needed for landscape analysis of large areas. An artificial neural network (ANN) model was developed to predict SOC based on parameters derived from digital elevation model (DEM) together with soil properties extracted from widely available coarse resolution soil maps (1:1 000 000 scale). Field estimated SOC content data extracted from high-resolution soil maps (1:10 000 scale) in Black Brook Watershed in northwestern New Brunswick, Canada, were used to calibrate and validate the model. We found that vertical slope position (VSP) was the most important variable that determines distributions of SOC across the landscape. Other variables such as slope steepness, and potential solar radiation (PSR) also had significant influence on SOC distributions. The prediction of the selected two-input-node SOC model (VSP and coarse resolution soil map recorded SOC as inputs) had a correlation coefficient of 0.92 with measured values, and model predicted SOC values had 47.9% of the total points within ±0.5% of the measured values and 70.6% within ±1% of the measured values. The prediction od the selected four-input-node model (VSP, slope steepness, PSR and coarse resolution SOC values as inputs) had a correlation coefficient of 0.98 with measured values and model predicted SOC values had 75% of the total points within ±0.5% of the measured values and 87% within ±1% of the measured values. The prediction of the five-input-nodes model with soil drainage as additional input had a correlation coefficient of 0.99 with measured values, and model predicted SOC values had 87% of the total points within ±0.5% of the measured values and 98% of the total points within ±1% of the measured values. The calibrated SOC prediction model was used to produce a high-resolution SOC map for the Black Brook Watershed and the resulting SOC distribution map is considered to be realistic. Results indicated that DEM-derived hydrological parameters together with widely available coarse resolution soil map data could be used to produce high-resolution SOC maps with the ANN method.Key words: Soil organic carbon, artificial neural network model, high-resolution soil maps, digital elevation model, vertical slope position
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».