A random forest approach to improve estimates of tributary nutrient loading

支流 环境科学 随机森林 营养物 水文学(农业) 水质 水准点(测量) 分水岭 出院手续 计算机科学 流域 生态学 工程类 机器学习 化学 地理 地图学 岩土工程 大地测量学 有机化学 生物
作者
Peter D. F. Isles
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:248: 120876-120876 被引量:41
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.120876
摘要

Estimating constituent loads from discrete water quality samples coupled with stream discharge measurements is critical for management of freshwater resources. Nutrient loads calculated based on discharge-concentration relationships form the basis of government nutrient load targets and scientific studies of the response of receiving waters to external loads. In this study, a new model is developed using random forests and applied to estimate concentrations and loads of total phosphorus, dissolved phosphorus, total nitrogen, and chloride, using data from 17 tributaries to Lake Champlain monitored from 1992 to 2021. I benchmark this model against one of the most widespread models currently used to estimate nutrient loads, Weighted Regressions on Time, Discharge, and Season (WRTDS). The random forest model outperformed both the base WRTDS model and an extension of the WRTDS model using Kalman filtering in the great majority of cases, likely due to the inclusion of rate-of-change in discharge and antecedent discharge over different leading windows as predictors, and to the flexibility of the random forest to model predictor-response relationships. The random forest also had useful visualization capabilities which provided important process insights. WRTDS remains a useful model for many applications, but this study represents a promising new approach for load estimation which can be applied easily to existing datasets, and which is easy to customize for different applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
科目三应助adkins采纳,获得10
刚刚
ZX发布了新的文献求助10
刚刚
11完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
情怀应助北冥风采纳,获得10
2秒前
FashionBoy应助殷润琳采纳,获得10
2秒前
谦让的含海应助已秃采纳,获得50
3秒前
酷波er应助糊涂的雪旋采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
鹏虫虫发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
Jasper应助田国兵采纳,获得10
7秒前
王彤关注了科研通微信公众号
7秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
cy完成签到 ,获得积分10
8秒前
淮安重午发布了新的文献求助10
9秒前
李墨迹完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
ttt发布了新的文献求助10
9秒前
Hello应助吴倩采纳,获得10
9秒前
9秒前
sun发布了新的文献求助10
9秒前
champ完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
爆米花应助冷静新烟采纳,获得10
10秒前
呜啦啦发布了新的文献求助10
10秒前
科目三应助科研小秦采纳,获得10
11秒前
11秒前
畅快士萧发布了新的文献求助10
12秒前
凉茗余香完成签到,获得积分10
12秒前
小马甲应助3w要少睡觉采纳,获得10
12秒前
Jasper应助灰灰采纳,获得10
12秒前
iwsaml发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 941
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5443045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4553014
关于积分的说明 14240267
捐赠科研通 4474566
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2452011
邀请新用户注册赠送积分活动 1442958
关于科研通互助平台的介绍 1418682