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Enregistrement W4410910902 · doi:10.1016/j.ecoinf.2025.103237

Assessment of pan coefficient performance: A comparative study of empirical and model-driven approaches using a hill-climbing-based alternating model tree and MOORA

2025· article· en· W4410910902 sur OpenAlexafffundabout
Saad Javed Cheema, Aitazaz A. Farooque, Mehdi Jamei, Khabat Khasravi, Farhat Abbas, Suqi Liu, Travis J. Esau, Kuljeet Grewal

Notice bibliographique

RevueEcological Informatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrology and Watershed Management Studies
Établissements canadiensDalhousie UniversityGovernment of Prince Edward IslandUniversity of Prince Edward Island
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésClimbingTree (set theory)Computer scienceCoefficient of determinationSimulationMathematicsMachine learningEcologyBiologyCombinatorics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The Maritime Provinces of Canada play a significant role in the country's agricultural productivity, yet they face numerous changes due to climate change. Therefore, a reliable estimation of reference evapotranspiration (ET o ) requires accurate determination of the pan coefficient (K pan ). However, this is quite challenging due to variations in climate change and the deep non-linearity of meteorological data. Intensive experiments for pan evaporation (E pan ) were conducted to develop a model, which includes hill-climbing based BestFirst-ClassifierSubsetEval (BF), alternating model tree (AMT), and multi-objective optimization by ratio analysis (MOORA). The model was assessed by comparing its performance using Bidirectional long-short-term memory (Bi-LSTM), recurrent neural network (RNN), random forest (RF), elastic regression net (Elastic net), and Instance-based learner K-Nearest Neighbor (IBK). The model was further evaluated using five empirical equations of FAO-56. The input data included seven daily meteorological variables, including maximum, minimum, mean, relative humidity, Wind, and Slope, extracted from 2018 to 2023 datasets to compute ET o and K pan locally measured E pan . Statistical indicators, including correlation coefficient (R), root mean square error (RMSE), Kling–Gupta efficiency (KGE), and Vulnerability, evaluated the model output. SHAP (Shapley Additive exPlanations) and Individual Conditional Expectation (ICE) were used to interpret the models' flexibility and visualize complex geographical phenomena and processes in an RF model. Overall, the outcomes revealed that the primary model (BF-AMT) outperformed all the data-driven and empirical models in terms of optimal metrics (RMSE=0.0143, Vulnerability=6.3260, and MOORA=0), followed by BF-Elastic net (RMSE=0.7891, Vulnerability=28.1081, and MOORA=0.073) and BF-Bi-LSTM (RMSE=0.0169, Vulnerability=64.8649, and MOORA=0.128), respectively. Finally, the SHAP results showed that wind and relative humidity were the most influential factors affecting the pan coefficient values. • An experimental study on Maritime Canada area for accurately estimating evapotranspiration. • Advanced ATM ensemble model with BestFirst, and MOORA to estimate more precise pan coefficients. • Comparing main scheme with BF-bi-LSTM, BF-RNN, BF-RF, BF-IBK, and BF-Elastic net. • Provided a pathway to improve water use efficiency and enhance irrigation practices.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
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 enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,039

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,110
Tête enseignante GPT0,342
Écart entre enseignants0,232 · 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
Publié2025
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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