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Enregistrement W4292260751 · doi:10.3389/fmars.2022.934536

CHLNET: A novel hybrid 1D CNN-SVR algorithm for estimating ocean surface chlorophyll-a

2022· article· en· W4292260751 sur OpenAlexaff
Donglin Fan, Hongchang He, Ruisheng Wang, Zeng You, Bolin Fu, Yuankang Xiong, Lilong Liu, Yong Xu, Ertao Gao

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Marine Science · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueMarine and coastal ecosystems
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesPeople's Government of Guangxi Zhuang Autonomous RegionNatural Science Foundation of Guangxi ProvinceNational Natural Science Foundation of ChinaNational Aeronautics and Space Administration
Mots-clésSeaWiFSAlgorithmComputer scienceConvolutional neural networkRemote sensingSupport vector machineChlorophyll aEnvironmental scienceArtificial intelligencePattern recognition (psychology)GeographyEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Developing a unified chlorophyll-a (Chla) inversion algorithm for cross-water types is a significant challenge owing to the insufficiency of input features and training samples. Although machine learning algorithms can build a consistent model for different trophic waters, the accuracy of the inversion is dependent on the quality of the extended features. Here, we designed a novel hybrid framework called CHLNET, which combines a one-dimensional convolutional neural network (1D CNN) and support vector regression (SVR). The 1D CNN is used to extract features from the original band features, and the SVR is used to perform a fit of Chla. CHLNET is trained and tested using match-up pairs of SeaWiFS remote sensing reflectance [Rrs(λ)] in situ with Chla ranging from 0.009 mg/m³ to 138.046 mg/m³, which covers mostly ocean water types. Performance metrics in the log space of CHLNET were better than those of the state-of-the-art algorithms on the testing dataset, and CHLNET had the best overall performance with the largest cover area in the star plot. The frequency distribution of predicted Chla by CHLNET was more consistent with that of in situ Chla. While the spatial pattern was not smooth in low Chla concentration waters, CHLNET demonstrated excellent mapping ability at the global and local scales in high Chla concentration waters. Through the band-shift method, which transfers the Rrs(λ) of MERIS and MODIS-Aqua to the Rrs(λ) of SeaWiFS in the visible spectral range, CHLNET obtained better accuracy than the blended algorithm of OCx and CI on MERIS and MODIS-Aqua matchups, which validates the generalization of CHLNET on cross-sensor types. The results indicate that CHLNET avoids the drawbacks of manually constructing extended features and the need for merging water type-appropriate algorithms for Chla retrieval, as well as provides a new idea for unified Chla concentration inversion across water types. Thus, CHLNET may serve as an alternative approach for Chla inversion.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,885
Score d'incertitude au seuil0,809

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,200
Écart entre enseignants0,192 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

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

En bref

Citations12
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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