A Spatially Explicit Comparison of Quantitative and Categorical Modelling Approaches for Mapping Seabed Sediments Using Random Forest
Notice bibliographique
Résumé
Seabed sediment composition is an important component of benthic habitat and there are many approaches for producing maps that convey sediment information to marine managers. Random Forest is a popular statistical method for thematic seabed sediment mapping using both categorical and quantitative supervised modelling approaches. This study compares the performance and qualities of these Random Forest approaches to predict the distribution of fine-grained sediments from grab samples as one component of a multi-model map of sediment classes in Frobisher Bay, Nunavut, Canada. The second component predicts the presence of coarse substrates from underwater video. Spatial and non-spatial cross-validations were conducted to evaluate the performance of categorical and quantitative Random Forest models and maps were compared to determine differences in predictions. While both approaches seemed highly accurate, the non-spatial cross-validation suggested greater accuracy using the categorical approach. Using a spatial cross-validation, there was little difference between approaches—both showed poor extrapolative performance. Spatial cross-validation methods also suggested evidence of overfitting in the coarse sediment model caused by the spatial dependence of transect samples. The quantitative modelling approach was able to predict rare and unsampled sediment classes but the flexibility of probabilistic predictions from the categorical approach allowed for tuning to maximize extrapolative performance. Results demonstrate that the apparent accuracies of these models failed to convey important differences between map predictions and that spatially explicit evaluation strategies may be necessary for evaluating extrapolative performance. Differentiating extrapolative from interpolative prediction can aid in selecting appropriate modelling methods.
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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 | 0,005 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 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 ».