Spatial prediction of soil properties through hybridized random forest model and combination of reflectance spectroscopy and environmental covariates
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Notice bibliographique
Résumé
Spatial information on land and soil resources are critical towards addressing land degradation for ensuring sustainable soil and crop management. To address these needs, digital soil mapping techniques have emerged as an efficient and low-cost solution. Although digital soil mapping has typically leveraged geospatial environmental variables (e.g. remote sensing), the application and integration of spectroscopic data with those environmental variables remain limited. Hence, this study combines visible and near-infrared (Vis-NIR) spectroscopy, remote sensing, and topographic data and applies random forests, hybridized with particle swarm optimization algorithm (RF + PSO), to predict the spatial variability of soil clay content, electrical conductivity (EC), and calcium carbonate equivalent (CCE) for 370 km2 of agricultural land in western Iran. Using a conditioned Latin hypercube approach, 220 soil samples at the 0–20 cm depth increment were acquired throughout the study area. Three sets of environmental covariates were tested: Scenario A (Vis-NIR spectroscopy data), Scenario B (environmental data), and Scenario C (Vis-NIR spectroscopy + environmental data). According to the 10-fold cross-validation procedure with 100 replications, the RF + PSO model showed an acceptable level accuracy for all scenarios, although the accuracy of the RF + PSO model using the Scenario C data was higher than all other scenarios: the Lin’s Concordance Correlation Coefficient values were 0.77, 0.83, and 0.74 for the clay contents, EC, and CCE, respectively. The results demonstrated that the combination of Vis-NIR spectroscopic data and commonly available environmental covariates provided the best input data for the hybridized model and enhanced its performance.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 découle