A machine learning framework for estimating the probability of blacklegged tick population establishment in eastern Canada using Earth observation data
Notice bibliographique
Résumé
Ixodes scapularis ticks are the primary vector of Lyme disease (LD) in North America, and their range has expanded into southeastern and southcentral Canada with climate change. This study presents a comprehensive machine learning (ML) framework to estimate the probability of blacklegged tick population establishment as measured using active tick surveillance data. Environmental predictor variables were derived from Earth observation (EO) data at multiple spatial scales to assess their individual contributions in the prediction models. Among the tested ML algorithms, XGBoost emerged as the top-performing model, achieving high sensitivity (0.83) and specificity (0.71) in predicting population establishment. Performance was optimized when using predictor variables derived from a 1 km radius around surveillance sites. Top predictors included cumulative annual degree-days above 0°C and maximum temperature of warmest month, reflecting the importance of temperature in enabling tick survival and reproduction. Additional predictor variables of high importance included silty soil (lower clay content) with slightly higher than average SOC and pH, and land cover types that contained broadleaf forests (percent mixed forest, percent broadleaf) and less urban areas. By integrating ML with open access EO data, this study demonstrates that accurate, easily updatable risk maps can be produced to support public health management of LD, and more broadly, the growing threat of tick-borne diseases in a changing climate.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».