SoilGrids250m: Global gridded soil information based on machine learning
Notice bibliographique
Résumé
This paper describes the technical development and accuracy assessment of the most recent and improved version of the SoilGrids system at 250m resolution (June 2016 update). SoilGrids provides global predictions for standard numeric soil properties (organic carbon, bulk density, Cation Exchange Capacity (CEC), pH, soil texture fractions and coarse fragments) at seven standard depths (0, 5, 15, 30, 60, 100 and 200 cm), in addition to predictions of depth to bedrock and distribution of soil classes based on the World Reference Base (WRB) and USDA classification systems (ca. 280 raster layers in total). Predictions were based on ca. 150,000 soil profiles used for training and a stack of 158 remote sensing-based soil covariates (primarily derived from MODIS land products, SRTM DEM derivatives, climatic images and global landform and lithology maps), which were used to fit an ensemble of machine learning methods-random forest and gradient boosting and/or multinomial logistic regression-as implemented in the R packages ranger, xgboost, nnet and caret. The results of 10-fold cross-validation show that the ensemble models explain between 56% (coarse fragments) and 83% (pH) of variation with an overall average of 61%. Improvements in the relative accuracy considering the amount of variation explained, in comparison to the previous version of SoilGrids at 1 km spatial resolution, range from 60 to 230%. Improvements can be attributed to: (1) the use of machine learning instead of linear regression, (2) to considerable investments in preparing finer resolution covariate layers and (3) to insertion of additional soil profiles. Further development of SoilGrids could include refinement of methods to incorporate input uncertainties and derivation of posterior probability distributions (per pixel), and further automation of spatial modeling so that soil maps can be generated for potentially hundreds of soil variables. Another area of future research is the development of methods for multiscale merging of SoilGrids predictions with local and/or national gridded soil products (e.g. up to 50 m spatial resolution) so that increasingly more accurate, complete and consistent global soil information can be produced. SoilGrids are available under the Open Data Base License.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,019 | 0,013 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».