Air Pollution Modelling and Forecasting in Hamilton Using Data-Driven Methods
Notice bibliographique
Résumé
The purpose of this research is to provide an extensive evaluation of neural network models for the prediction and the simulation of some key air pollutants in Hamilton, Ontario, Canada. Hamilton experiences one of Canada's highest air pollution exposures because of the dual problem associated with continuing industrial emission and gradual increase of traffic related emissions along with the transboundary air pollutions from heavily industrialized neighboring north-eastern and mid-western US cities. These factors combined with meteorology, cause large degradation of Hamilton's air quality. Hence an appropriate and robust method is of most importance in order to get an early notification of the future air quality situation. Data driven methods such as neural networks (NNs) are becoming very popular due to their inherent capability to capture the complex non-linear relationships between pollutants, climatic and other non-climatic variables such as traffic variables, emission factors, etc. This study investigates dynamic neural networks, namely time lagged feed-forward neural network (TLFN), Bayesian neural network (BNN) and recurrent neural network (RNN) for short term forecasting. The results are being compared with the benchmark static multilayer perceptron (MLP) models. The analysis shows that TLFN model with its time delay memory and RNN with its adaptive memory has outperformed the static MLP models in ground level ozone (O_3) forecasting for up to 12 hours ahead. Furthermore the model developed using the annual database is able to map the variations in the seasonal concentrations. On the other hand, MLP model was quite competitive for nitrogen dioxide (NO_2) prediction when compared to the dynamic NN based models. The study further assesses the ability of the neural network models to generate pollutant concentrations at sites where sampling has not been done. Using these neural network models, data values were generated for total suspended particulate (TSP) and inhalable particulates (PM_10) concentrations. The obtained results show promising potential. Although there were under-predictions and over-predictions on some occasions, the neural network models, in general were able to generate the missing information and to obtain air quality situation in the study area.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».