Satellite-based ground PM2.5 estimation using a gradient boosting decision tree

环境科学 微粒 均方误差 估计 卫星 高分辨率 空间分布 薄雾 平均绝对误差 气象学 遥感 统计 地理 数学 生态学 生物 工程类 航空航天工程 经济 管理
作者
Tianning Zhang,Weihuan He,Hui Zheng,Yaoping Cui,Hongquan Song,Shenglei Fu
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier]
卷期号:268: 128801-128801 被引量:54
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.128801
摘要

Fine particulate matter with an aerodynamic diameter less than 2.5 μm (PM2.5) is one of the major air pollutants risks to human health worldwide. Satellite-based aerosol optical depth (AOD) products are an effective metric for acquiring PM2.5 information, featuring broad coverage and high resolution, which compensate for the sparse and uneven distribution of existing monitoring stations. In this study, a gradient boosting decision tree (GBDT) model for estimating ground PM2.5 concentration directly from AOD products across China in 2017, integrating human activities and various natural variables was proposed. The GBDT model performed well in estimating temporal variability and spatial contrasts in daily PM2.5 concentrations, with relatively high fitted model (10-fold cross-validation) coefficients of determination of 0.98 (0.81), low root mean square errors of 3.82 (11.57) μg/m3, and mean absolute error of 1.44 (7.45) μg/m3. Seasonal examinations revealed that summer had the cleanest air with the highest estimation accuracies, whereas winter had the most polluted air with the lowest estimation accuracies. The model successfully captured the PM2.5 distribution pattern across China in 2017, showing high levels in southwest Xinjiang, the North China Plain, and the Sichuan Basin, especially in winter. Compared with other models, the GBDT model showed the highest performance in the estimation of PM2.5 with a 3-km resolution. This algorithm can be adopted to improve the accuracy of PM2.5 estimation with higher spatial resolution, especially in summer. In general, this study provided a potential method of improving the accuracy of satellite-based ground PM2.5 estimation.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
英姑应助ccc采纳,获得10
1秒前
追寻南珍发布了新的文献求助30
2秒前
SYJ完成签到,获得积分20
2秒前
4秒前
zhouyong完成签到,获得积分10
4秒前
李金奥完成签到 ,获得积分10
4秒前
loulan发布了新的文献求助10
4秒前
一枚研究僧应助缥缈涔雨采纳,获得10
5秒前
一一应助快乐的心情采纳,获得100
5秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
6秒前
童年的回忆klwqqt完成签到,获得积分10
8秒前
自由莺完成签到 ,获得积分10
9秒前
一枚研究僧举报笨笨青筠求助涉嫌违规
9秒前
10秒前
完美世界应助超级的乐巧采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
归海含烟完成签到,获得积分10
11秒前
隐形的芹菜完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
Aurora完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
言屿发布了新的文献求助10
16秒前
cccxq发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
一一应助Okpooko采纳,获得10
21秒前
内向夜山应助消失的岛屿采纳,获得10
22秒前
Akim应助消失的岛屿采纳,获得10
22秒前
orixero应助袁小圆采纳,获得10
22秒前
funnyzpc完成签到,获得积分10
23秒前
言屿完成签到,获得积分10
23秒前
yillin完成签到,获得积分10
24秒前
Hello应助ChenLihang采纳,获得10
25秒前
快乐的心情完成签到,获得积分10
25秒前
今天吃三碗粉完成签到,获得积分10
25秒前
青青子衿发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
27秒前
英俊的铭应助徐茂瑜采纳,获得10
28秒前
超级的乐巧完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
Sarcolestes leedsi Lydekker, an ankylosaurian dinosaur from the Middle Jurassic of England 500
Machine Learning for Polymer Informatics 500
《关于整治突出dupin问题的实施意见》(厅字〔2019〕52号) 500
2024 Medicinal Chemistry Reviews 480
Women in Power in Post-Communist Parliaments 450
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版 401
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3218048
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2867358
关于积分的说明 8155912
捐赠科研通 2534277
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1366843
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 644866
邀请新用户注册赠送积分活动 617922