An Ensemble Learning Approach for Estimating High Spatiotemporal Resolution of Ground-Level Ozone in the Contiguous United States

梯度升压 随机森林 Boosting(机器学习) 人工神经网络 环境科学 比例(比率) 网格 气象学 统计 地理 计算机科学 数学 机器学习 地图学 大地测量学
作者
Weeberb J. Réquia,Qian Di,Rachel Silvern,James T. Kelly,Petros Koutrakis,Loretta J. Mickley,Melissa P. Sulprizio,Heresh Amini,Liuhua Shi,Joel Schwartz
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:54 (18): 11037-11047 被引量:144
标识
DOI:10.1021/acs.est.0c01791
摘要

In this paper, we integrated multiple types of predictor variables and three types of machine learners (neural network, random forest, and gradient boosting) into a geographically weighted ensemble model to estimate the daily maximum 8 h O3 with high resolution over both space (at 1 km × 1 km grid cells covering the contiguous United States) and time (daily estimates between 2000 and 2016). We further quantify monthly model uncertainty for our 1 km × 1 km gridded domain. The results demonstrate high overall model performance with an average cross-validated R2 (coefficient of determination) against observations of 0.90 and 0.86 for annual averages. Overall, the model performance of the three machine learning algorithms was quite similar. The overall model performance from the ensemble model outperformed those from any single algorithm. The East North Central region of the United States had the highest R2, 0.93, and performance was weakest for the western mountainous regions (R2 of 0.86) and New England (R2 of 0.87). For the cross validation by season, our model had the best performance during summer with an R2 of 0.88. This study can be useful for the environmental health community to more accurately estimate the health impacts of O3 over space and time, especially in health studies at an intra-urban scale.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
萧笙完成签到,获得积分10
刚刚
Lalabcdefgood完成签到,获得积分10
1秒前
社会主义接班人完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
Vans完成签到,获得积分10
2秒前
鲤鱼从安发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
dian完成签到 ,获得积分10
5秒前
shuzhaowen给shuzhaowen的求助进行了留言
6秒前
秋叶发布了新的文献求助10
6秒前
微卫星不稳定完成签到 ,获得积分10
6秒前
bkagyin应助懵懂的树叶采纳,获得10
7秒前
天天快乐应助Alice采纳,获得10
7秒前
7秒前
MOOTEA发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
发发旦旦完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
honda完成签到,获得积分10
8秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小马甲应助幸福猎人1991采纳,获得10
8秒前
fafafa完成签到,获得积分10
8秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
rabpig应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
咖喱完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512988
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306464
关于积分的说明 17746541
捐赠科研通 5615136
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923992
邀请新用户注册赠送积分活动 1901150
关于科研通互助平台的介绍 1762850