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
123完成签到,获得积分10
刚刚
CAST1347完成签到,获得积分0
刚刚
小田儿完成签到,获得积分10
刚刚
万能图书馆应助苏silence采纳,获得10
2秒前
2秒前
dingyang41完成签到,获得积分10
3秒前
quan完成签到,获得积分10
3秒前
中恐发布了新的文献求助10
4秒前
干净冰露发布了新的文献求助10
4秒前
李键刚完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
5秒前
从不内卷完成签到,获得积分10
6秒前
晃悠悠的可乐完成签到 ,获得积分10
7秒前
隐形紫霜完成签到,获得积分10
8秒前
Clover04完成签到,获得积分10
8秒前
干净冰露完成签到,获得积分10
9秒前
大白完成签到,获得积分10
11秒前
香蕉觅云应助SunJay采纳,获得10
11秒前
Shine完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
荀煜祺完成签到,获得积分10
12秒前
隐形曼青应助可靠的南露采纳,获得10
13秒前
阔达的香完成签到,获得积分10
13秒前
csz483完成签到 ,获得积分10
14秒前
wulin314发布了新的文献求助10
14秒前
等待冰之完成签到 ,获得积分10
16秒前
开心的母鸡完成签到,获得积分10
20秒前
Jam完成签到,获得积分10
21秒前
小皮皮完成签到,获得积分0
22秒前
缘分完成签到,获得积分0
23秒前
冯沛白完成签到,获得积分10
23秒前
畅快的静芙完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
ym完成签到,获得积分10
26秒前
Whisper完成签到 ,获得积分10
26秒前
Meteor636完成签到 ,获得积分10
26秒前
roclie完成签到,获得积分10
26秒前
lii完成签到,获得积分10
29秒前
口腔飞飞完成签到 ,获得积分10
29秒前
美海与鱼完成签到,获得积分0
29秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7282488
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8903239
关于积分的说明 18834053
捐赠科研通 6953287
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207575
关于科研通互助平台的介绍 2377861
邀请新用户注册赠送积分活动 2182761