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Enregistrement W4281860118 · doi:10.5194/amt-2022-135-rc1

Comment on amt-2022-135

2022· peer-review· en· W4281860118 sur OpenAlexaff
Can Li, Joanna Joiner, Fei Liu, N. A. Krotkov, Vitali Fioletov, C. A. McLinden

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepeer-review
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesEarth Sciences DivisionGoddard Space Flight CenterNational Aeronautics and Space Administration
Mots-clésPixelZenithSatelliteRemote sensingSolar zenith angleEnvironmental scienceNoise (video)Ground truthData setComputer scienceMeteorologyArtificial intelligenceImage (mathematics)GeographyPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Despite recent progress, satellite retrievals of anthropogenic SO2 still suffer from relatively low signal-to-noise ratios. In this study, we demonstrate a new machine learning data analysis method to improve the quality of satellite SO2 products. In the absence of large ground truth datasets for SO2, we start from SO2 slant column densities (SCDs) retrieved from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) using a data-drive, physically based algorithm and calculate the ratio between the SCD and the root mean square (RMS) of the fitting residuals for each pixel. To build the training data, we select presumably clean pixels with small SCD / RMS ratios (SRRs) and set their target SCDs to zero. For polluted pixels with relatively large SRRs, we set the target to the original retrieved SCDs. We then train neural networks (NNs) to reproduce the target SCDs using predictors including SRRs for individual pixels, solar zenith, viewing zenith and phase angles, scene reflectivity and O3 column amounts, as well as the monthly mean SRRs. For data analysis, we employ two NNs: 1) one trained daily to produce analysed SO2 SCDs for polluted pixels each day and 2) the other trained once every month to produce analysed SCDs for less polluted pixels for the entire month. Test results for 2005 show that our method can significantly reduce noise and artifacts over background regions. Over polluted areas, the monthly mean NN analysed and original SCDs generally agree to within ±15 %, indicating that our method can retain SO2 signals in the original retrievals except for large volcanic eruptions. This is further confirmed by running both the NN analysed and the original SCDs through a top-down emission algorithm to estimate the annual SO2 emissions for ~500 anthropogenic sources, with the two datasets yielding similar results. We also explore two alternative approaches to the NN-based analysis method. In one, we employ a simple linear interpolation model to analyse the original SCD retrievals. In the other, we develop a PCA-NN algorithm that uses OMI measured radiances, transformed and dimension-reduced with a principal component analysis (PCA) technique, as inputs to NNs for SO2 SCD retrievals. While the linear model and the PCA-NN algorithm can reduce retrieval noise, they both underestimate SO2 over polluted areas. Overall, the results presented here demonstrate that our new data analysis method can significantly improve the quality of existing OMI SO2 retrievals. The method can potentially be adapted for other sensors and/or species and enhance the value of satellite data in air quality research and applications.

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,013
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Commentaire · Signal consensuel: Commentaire
Score de désaccord entre enseignants0,053
Score d'incertitude au seuil0,179

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,013
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0020,002
Communication savante0,0040,002
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0320,022
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0530,049

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,241
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreCommentaire

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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