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Enregistrement W4396508254 · doi:10.22215/etd/2023-15875

Random Forest Modelling and Monitoring of Surface-Atmosphere Carbon Dioxide Flux in the Hudson Bay Lowlands

2023· dissertation· en· W4396508254 sur OpenAlexafffundabout
Jason Beaver

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiquePeatlands and Wetlands Ecology
Établissements canadiensCarleton University
Organismes subventionnairesMinistère de l’Environnement, de la Protection de la nature et des ParcsMinistry of Environment
Mots-clésEddy covarianceCarbon cycleEnvironmental sciencePrimary productionPeatEcosystem respirationAtmospheric sciencesEcosystemRemote sensingClimatologyGeographyGeologyEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Peatlands are a critical component of the global carbon cycle despite covering only 3% of the earth's surface.Within Canada the largest contiguous peatland is the Hudson Bay Lowlands (HBL), storing an estimated 33 Gt of carbon as peat as a result of a small but persistent difference between gross primary productivity (GPP) and ecosystem respiration (ER) over millennia.The vastness and remote nature of the HBL makes insitu monitoring of its carbon cycle difficult.To address this, random forest (RF) regression models driven solely by remote sensing imagery (either 500 m MODIS or 30 m Harmonized Landsat Sentinel) are trained to predict GPP based on eddy covariance CO2 flux data from 2012-2019 for five sites spanning a climatic gradient in the HBL.There is little difference between daily GPP simulations for spatial resolutions between 30 m and 500 m (R 2 = 0.65-0.78),but better temporal resolution improves model results at the annual time step.Additional RF models are trained to predict ER and the net difference between ER and GPP (net ecosystem exchange; NEE) using MODIS data.NEE models are weaker (R 2 = ~0.48)but generally do better than published semiempirical methods based on light use efficiency and temperature-respiration relationships, while ER remains accurately predicted (R 2 = 0.71) by the models.These RF models are then applied to three 48 km  48 km regions around the field sites and compared with established global products from other machine learning algorithms, process-based, atmospheric inversion, and remote sensing-based models for the period 2000-2020.These products predict greater GPP compared to the RF models as few include peatland-specific parameterizations.However, all models (RF and global products) present a common latitudinal trend with the greatest GPP in the south and iii decreasing northward.Most of the models agree that the HBL is a net sink of CO2 for this period but there is less agreement on the magnitude and latitudinal gradient.Remote sensing-based RF models of CO2 flux show promise for monitoring changes in the HBL's carbon flux, particularly when there is land use change or other impactful disturbances on a large scale.formed the supervisory committee and brought a wealth of experience and mastery to the research and writing.I would like to acknowledge the Ontario Ministry of Environment, Conservation and Parks Air Monitoring and Modelling Section led by Aaron Todd and Chris Charron and supported by Andrew Warner and Mike Luciani who have installed and maintained the eddy covariance towers central to this research as well as Dr. Salvatore Curasi for his provision of the AMBER and CLASSIC data products used in the fifth chapter.I am grateful to Emma Stockton for her camaraderie, commiseration and the countless conversations that have kept spirits high as we have both worked towards graduation.Special thanks to my family, especially my parents, who have been supportive of my path since the beginning.And lastly, I would like to recognize my brothers in all but blood who have always had my back.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
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 enseignants0,605
Score d'incertitude au seuil0,786

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,013
Tête enseignante GPT0,234
Écart entre enseignants0,222 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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

Citations1
Publié2023
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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