Evaluating spatially enabled machine learning approaches to depth to bedrock mapping, Alberta, Canada
Notice bibliographique
Résumé
Maps showing the thickness of sediments above the bedrock (depth to bedrock, or DTB) are important for many geoscience studies and are necessary for many hydrogeological, engineering, mining, and forestry applications. However, it can be difficult to accurately estimate DTB in areas with varied topography, like lowland and mountainous terrain, because traditional methods of predicting bedrock elevation often underestimate or overestimate the elevation in rugged or incised terrain. Here, we describe a machine learning spatial prediction approach that uses information from traditional digital elevation model derived estimates of terrain morphometry and satellite imagery, augmented with spatial feature engineering techniques to predict DTB across Alberta, Canada. First, compiled measurements of DTB from borehole lithologs were used to train a natural language model to predict bedrock depth across all available lithologs, significantly increasing the dataset size. The combined data were then used for DTB modelling employing several algorithms (XGBoost, Random forests, and Cubist) and spatial feature engineering techniques, using a combination of geographic coordinates, proximity measures, neighbouring points, and spatially lagged DTB estimates. Finally, the results were contrasted with DTB predictions based on modelled relationships with the auxiliary variables, as well as conventional spatial interpolations using inverse-distance weighting and ordinary kriging methods. The results show that the use of spatially lagged variables to incorporate information from the spatial structure of the training data significantly improves predictive performance compared to using auxiliary predictors and/or geographic coordinates alone. Furthermore, unlike some of the other tested methods such as using neighbouring point locations directly as features, spatially lagged variables did not generate spurious spatial artifacts in the predicted raster maps. The proposed method is demonstrated to produce reliable results in several distinct physiographic sub-regions with contrasting terrain types, as well as at the provincial scale, indicating its broad suitability for DTB mapping in general.
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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 | 0,000 | 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) | 0,001 | 0,001 |
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 ».