Agent-based modelling of West Nile virus propagation in southern Manitoba, Canada
Notice bibliographique
Résumé
This research addresses the design and development of a data-driven Agent-Based Modelling (ABM) framework to simulate transmission and spread of West Nile Virus (WNV) among heterogeneous mobile humans, various bird species, and Culex genus mosquitoes over a geographic region at a province-scale. A diverse variety of topics and techniques regarding the data collection phase is presented, as modelling WNV has many disparate attributes. WNV is a mosquito-borne disease influenced by avian species as their amplifying hosts. A significant amount of data, such as home range, flight speed, WNV competence index, etc., regarding over 150 bird species along with their population estimates and locations in Manitoba, Canada are estimated and assembled. The primary contribution of this thesis is the development and validation of a data-driven Cellular Difference Equation (CDiffE) scheme for adoption in WNV-ABMs or other mosquito-borne disease ABMs. The migration patterns of different bird species, nocturnal biting activities of Culex mosquitoes, daily temperature and rainfall, and land cover impact are incorporated into the CDiffE model. The CDiffE model at its core employs difference equations, which are computationally faster than commonly used differential equation models. The proposed CDiffE model is cellular to capture heterogeneity of various geographical areas. The CDiffE has been rigorously verified and validated. While the whole system is designed from an ABM perspective at a cellular level, it exhibits biologically compatible behaviour at the macro-level scale. The proposed CDiffE demonstrates high accuracy in predicting real-world mosquito population trends and geographical distributions, evidenced by the mosquito trap data from Manitoba. The proposed CDiffE model updates on an hourly step to act as an environment for a comprehensive ABM of WNV spread among peripatetic humans. Such a hybrid ABM is successfully built on top of the proposed CDiffE scheme to study the impact of human movements on the prevalence of the virus. The human movement component is modeled on data available from cell phone trajectories as well as census and demographic datasets. Simulation results clearly illustrate the importance of human movement patterns and demonstrate the need for real-world data. Yet human mobility is often disregarded within current WNV modeling efforts.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».