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Enregistrement W7140170624 · doi:10.5281/zenodo.17259008

Maximizing Nature-based Solutions using Artificial Intelligence to align global biodiversity, climate, and water targets [dataset]

2025· article· W7140170624 sur OpenAlexaffabout

Notice bibliographique

RevueZenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) · 2025
Typearticle
Langue
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueSpecies Distribution and Climate Change
Établissements canadiensConcordia University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPython (programming language)Reinforcement learningCode (set theory)GridDownloadTable (database)Empirical researchSpatial analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Here, you will find the code and data produced for the manucript titled: "Maximizing Nature-based Solutions using Artificial Intelligence to align global biodiversity, climate, and water targets." You may download the project folder and run the code for Steps 1 and 2 in Python, Step 3 in R, and Step 4 in R and Python. The four main steps of this study are summarized in the flowchart (~/Code – NbS and RL/flowchart.pdf). The file named “code_data_explanation.xlsx” explains each code in detail. Below, we provide a general explanation of each methodological step. Step 1 simulates training data, and Step 2 trains an optimization model based on the training data in Python and the Reinforcement Learning algorithm CAPTAIN. The output trained model is found in: '~/steps1_2_Trained_model/full_monitor_protect_at_once_can.log'. Step 3 creates an empirical environment, i.e., 10X10 km Planning Units spatial fishnet grid in Canada with information about threatened biodiversity, ecological integrity, carbon, water, ecozones, provinces, and land tenure in Canada. The empirical environment is available at: ~/Code – NbS and RL/puInputs/10x10kmGridCan3347.gpkg. All the input data used to create this empirical environment were obtained from public data sources (Supplemental Information Table S1) and must be downloaded or requested (e.g., IUCN and BirdLife species data) from their original sources. However, we provide demonstration data for mammals to show how the Species Habitat Index, a proxy of ecological integrity, was calculated (Steps 3A to 3E). In Steps 4A to 4F, we prepared in R the data inputs for running the Reinforcement Learning algorithm CAPTAIN. These inputs include data displaying the presence of species across 10x10Km Planning Units (PUs) that were suitable for conservation (~/Code – NbS and RL/cpInputsOutputs/pusSpeciesDbCon_V20.csv) or restoration (~/Code – NbS and RL/ cpInputsOutputs/pusSpeciesDbRes_V20.csv) based on Step 3 processes. In turn, these inputs and data from the empirical environment are used for each conservation or restoration scenario. For example, Conservation Scenario 1 (~/Code – NbS and RL/ cpInputsOutputs/conSc1) contains a specific file for species occurrence (puvsp_...V20.csv), costs based on ecological Integrity values (pu_conSc....V20.csv), and the spatial location of 10x10Km Planning Units (Planning_Units_....V20.csv). Steps 4G to 4L use the data produced in Steps 4A to 4F to obtain Conservation and Restoration Priority Scenarios using the Reinforcement Learning agent trained in Step 2. In each scenario, the Reinforcement Agent will maximize species occurrence (puvsp_...V20.csv), while avoiding high costs (pu_conSc....V20.csv) across 10x10Km Planning Units (Planning_Units_....V20.csv'). Additionally, in each scenario, the agent is provided a total sum of costs or a budget to cost-effectively prioritize a desired number of Planning Units to either achieve a conservation or restoration area target. For example, in Conservation Scenario 1, the Reinforcement Learning agent maximizes species occurrence in areas suitable for conservation along with ecological integrity. As the agent is trained to avoid areas with high costs, this environmental variable was rescaled so that high Species Habitat Index values (i.e., a proxy for ecological integrity) represented a low cost. After ten iterations of the scenario, the summary of the areas prioritized by the Reinforcement Learning agent can be found in a file named “pusPriorityConSc1_V20.csv” inside the scenario folder (~/Code – NbS and RL/ cpInputsOutputs/conSc1). The results of this scenario and other scenarios can be visualized in Steps 4M and 4N.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
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: aucune
GenreSignal candidat: Jeu de données · Signal consensuel: Jeu de données
Score de désaccord entre enseignants0,051
Score d'incertitude au seuil0,170

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0020,003
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0030,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0510,033

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 Opus0,068
Tête enseignante GPT0,280
Écart entre enseignants0,213 · 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
GenreJeu de données

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'admission2
Résumé présentoui

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