An Improved Air Quality Index Machine Learning-Based Forecasting with Multivariate Data Imputation Approach
Notice bibliographique
Résumé
Accurate, timely air quality index (AQI) forecasting helps industries in selecting the most suitable air pollution control measures and the public in reducing harmful exposure to pollution. This article proposes a comprehensive method to forecast AQIs. Initially, the work focused on predicting hourly ambient concentrations of PM2.5 and PM10 using artificial neural networks. Once the method was developed, the work was extended to the prediction of other criteria pollutants, i.e., O3, SO2, NO2, and CO, which fed into the process of estimating AQI. The prediction of the AQI not only requires the selection of a robust forecasting model, it also heavily relies on a sequence of pre-processing steps to select predictors and handle different issues in data, including gaps. The presented method dealt with this by imputing missing entries using missForest, a machine learning-based imputation technique which employed the random forest (RF) algorithm. Unlike the usual practice of using RF at the final forecasting stage, we utilized RF at the data pre-processing stage, i.e., missing data imputation and feature selection, and we obtained promising results. The effectiveness of this imputation method was examined against a linear imputation method for the six criteria pollutants and the AQI. The proposed approach was validated against ambient air quality observations for Al-Jahra, a major city in Kuwait. Results obtained showed that models trained using missForest-imputed data could generalize AQI forecasting and with a prediction accuracy of 92.41% when tested on new unseen data, which is better than earlier findings.
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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 | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».