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Enregistrement W4404524549 · doi:10.1016/j.jenvman.2024.123305

Machine learning models for prediction of nutrient concentrations in surface water in an agricultural watershed

2024· article· en· W4404524549 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.
aboutLe titre ou le résumé porte un signal canadien du lexique géographique.

Notice bibliographique

RevueJournal of Environmental Management · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrological Forecasting Using AI
Établissements canadiensMinistry of the Environment, Conservation and ParksUniversity of Guelph
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWatershedAgricultureNutrientSurface waterEnvironmental scienceWater qualityHydrology (agriculture)Agricultural engineeringWater resource managementMachine learningEnvironmental engineeringComputer scienceEngineeringEcologyBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Prediction and quantification of nutrient concentrations in surface water has gained substantial attention during recent decades because excess nutrients released from agricultural and urban watersheds can significantly deteriorate surface water quality. Machine learning (ML) models are considered an effective tool for better understanding and characterization of nutrient release from agricultural fields to surface water. However, to date, no systematic investigations have examined the implementation of different classification and regression ML models in agricultural settings to predict nutrient concentrations in surface water using a group of input variables including climatological (e.g., precipitation), hydrological (e.g., stream flow) and field characteristics (i.e., land and crop use). In the current study, multiple classification (e.g., decision trees) and regression (e.g., regression trees) ML models were applied on a dataset pertaining to surface water quality in an agricultural watershed in southern Ontario, Canada (i.e., Upper Parkhill watershed). The target variables of these models were the nutrient concentrations in surface water including nitrate, total phosphorus, soluble reactive phosphorus, and total dissolved phosphorus. These target variables were predicted using physical and chemical water parameters of surface water (e.g., temperature and DO), climatological, hydrological, and field conditions as the input variables. The performance of these different models was assessed using various evaluation metrics such as classification accuracy (CA) and coefficient of determination (R 2 ) for classification and regression models, respectively. In general, both the ensemble bagged trees and logistic regression (CA ≥ 0.72), and exponential Gaussian process regression (R 2 ≥ 0.93) models were the optimal classification and regression ML algorithms, respectively, where they resulted in the highest prediction accuracy of the target variables. The insights and outcomes of the current study demonstrates that ML models can be employed to effectively predict and quantify the nutrient concentrations in surface waters to supplement field-collected monitoring data in agricultural watersheds, assisting in maintaining high quality of the available surface water resources. • Machine learning models were employed on a data from an agricultural watershed. • Target variables were nutrient concentrations in stream water in the watershed. • Ensemble bagged trees was the optimal classification model for the target variables. • Exponential Gaussian process regression accurately predicted nutrient concentrations. • Model results can be used for predicting nutrient concentrations in stream water.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,119
Score d'incertitude au seuil0,298

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,214
Écart entre enseignants0,195 · 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