GMIE: a global maximum irrigation extent and central pivot irrigation system dataset derived via irrigation performance during drought stress and deep learning methods
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Irrigation accounts for the major form of human water consumption and plays a pivotal role in enhancing crop yields and mitigating the effects of drought. Accurate mapping of irrigation distribution is essential for effective water resource management and the assessment of food security. However, the resolution of the global irrigated cropland map is coarse, typically approximately 10 km, and it lacks regular updates. In our study, we present a robust methodology that leverages irrigation performance during drought stress as an indicator of crop productivity and water consumption to identify global irrigated cropland. Within each irrigation mapping zone (IMZ), we identified the dry months of the growing season from 2017 to 2019 or the driest months from 2010 to 2019. To delineate irrigated cropland, we utilized the collected samples to calculate normalized difference vegetation index (NDVI) thresholds for the dry months of 2017 to 2019 and the NDVI deviation from the 10-year average for the driest month. By integrating the most accurate results from these two methods, we generated the Global Maximum Irrigation Extent dataset at 100 m resolution (GMIE-100), achieving an overall accuracy of 83.6 % ± 0.6 %. The GMIE-100 reveals that the maximum extent of irrigated cropland encompasses 403.17 ± 9.82 Mha, accounting for 23.4 % ± 0.6 % of the global cropland. Concentrated in fertile plains and regions adjacent to major rivers, the largest irrigated cropland areas are found in India, China, the United States, and Pakistan, which rank first to fourth, respectively. Importantly, the spatial resolution of GMIE-100 surpasses that of the dominant irrigation map, offering more detailed information essential to support estimates of agricultural water use and regional food security assessments. Furthermore, with the help of the deep learning (DL) method, the global central pivot irrigation system (CPIS) was identified using Pivot-Net, a novel convolutional neural network built on the U-net architecture. We found that there is 11.5 ± 0.01 Mha of CPIS, accounting for approximately 2.90 % ± 0.03 % of the total irrigated cropland. In Namibia, the United States, Saudi Arabia, South Africa, Canada, and Zambia, the CPIS proportion was greater than 10 %. To our knowledge, this is the inaugural study to undertake a global identification of specific irrigation methods, with a focus on the CPIS. The GMIE-100 dataset containing both the irrigated extent and CPIS distribution is publicly available on Harvard Dataverse at https://doi.org/10.7910/DVN/HKBAQQ (Tian et al., 2023a).
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 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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».