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Enregistrement W4387233192 · doi:10.20944/preprints202309.2161.v1

New Graph-Based and Transformers Deep Learning Models for River Dissolved Oxygen Forecasting

2023· preprint· en· W4387233192 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevuePreprints.org · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrological Forecasting Using AI
Établissements canadiensUniversity of Guelph
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Mots-clésMean squared errorWatershedBenchmarkingWater qualityTransformerGraphComputer scienceEnvironmental scienceEutrophicationMachine learningData miningHydrology (agriculture)StatisticsMathematicsEngineeringEcologyNutrient

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

An important indicator of human-related pollution in watersheds is dissolved oxygen (DO). The DO is highly dependent on both space and time characteristics of the watershed and is directly linked to eutrophication, which impairs the development of both the aquatic fauna and flora, also negatively impacting the water quality. Aspiring to reach a more accurate and precise forecasting approach to predict levels of DO, the present work proposes new graph-based and transformer-based deep learning models. The models were trained and validated for the Credit River Watershed, and the results were compared with both benchmarking and literature-found approaches. The proposed Graph Neural Network Sample and Aggregate (GNN-SAGE) model was the best-performing approach, reaching coefficient of determination (R2) and Root Mean Squared Error (RMSE) values of 97% and 0.34 ppm, respectively. The findings from the Shapley additive explanations (SHAP) indicated that the GNN-SAGE benefited from spatiotemporal information from the surrounding stations, improving the model’s results, and that temperature is a major input attribute for determining future DO levels. The results established that the proposed GNN-SAGE model stands as a state-of-the-art solution for DO forecasting, with potential for real-time water quality 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.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,136
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,206
Tête enseignante GPT0,313
Écart entre enseignants0,107 · 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