CHLNET: A novel hybrid 1D CNN-SVR algorithm for estimating ocean surface chlorophyll-a
Notice bibliographique
Résumé
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.
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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 | 0,002 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 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 ».