A Comparative Study on Machine Learning Algorithms for Geochemical Prediction Using Sentinel-۲ Reflectance Spectroscopy

Publish Year: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: English
View: 187

This Paper With 15 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

این Paper در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JMAE-12-4_006

تاریخ نمایه سازی: 29 فروردین 1401

Abstract:

The distribution of stream sediments is usually considered as an important and very useful tool for the early-stage exploration of mineralization at the regional scale. The collection of stream samples is not only time-consuming but also very costly. However, the advancements in space remote sensing has made it a suitable alternative for mapping of the geochemical elements using satellite spectral reflectance. In this research work, ۴۰۷ surface stream sediment samples of the zinc (Zn) and lead (Pb) elements are collected from Central Wales. Five machine learning models, namely the Support Vector Regression (SVR), Generalized Linear Model (GLM), Deep Neural Network (DNN), Decision Tree (DT), and Random Forest (RF) regression, are applied for prediction of the Zn and Pb concentrations using the Sentinel-۲ satellite multi-spectral images. The results obtained based on the ۱۰ m spatial resolution show that Zn is best predicted with RF with significant R۲ values of ۰.۷۴ (p < ۰.۰۱) and ۰.۷ (p < ۰.۰۱) during training and testing. However, for Pb, the best prediction is made by SVR with significant R۲ values of ۰.۷۲ (p < ۰.۰۱) and ۰.۶۴ (p < ۰.۰۱) for training and testing, respectively. Overall, the performance of SVR and RF outperforms the other machine learning models with the highest testing R۲ values.

Authors

Muhammad M.

School of Mining Engineering, University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa

T. Celik

School of Electrical and Information Engineering, University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa

B. Genc

School of Mining Engineering, University of the Witwatersrand, Johannesburg, South Africa

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • Yousefi, M., Kamkar-Rouhani, A. and Carranza, E.J.M. (۲۰۱۲). Geochemical mineralization ...
  • Lin, X., Hu, Y., Meng, G. and Zhang, M. (۲۰۲۰). ...
  • Kirkwood, C., Everett, P., Ferreira, A. and Lister, B. (۲۰۱۶). ...
  • Choe, E., van der Meer, F., van Ruitenbeek, F., van ...
  • Cyples, N.N., Ielpi, A. and Dirszowsky, R.W. (۲۰۲۰). Planform and ...
  • Wang, Q., Li, F., Jiang, X., Wu, S. and Xu, ...
  • Martinez, J.M., Guyot, J.L., Filizola, N. and Sondag, F. (۲۰۰۹). ...
  • Abedi, M. and Norouzi, G.H. (۲۰۱۶). A general framework of ...
  • Afzal, P., Asl, R.A., Adib, A. and Yasrebi, A.B. (۲۰۱۵). ...
  • Mondini, A.C. (۲۰۱۷). Measures of spatial autocorrelation changes in multitemporal ...
  • Yousefi, M. (۲۰۱۷). Analysis of zoning pattern of geochemical indicators ...
  • Tehrany, M.S., Jones, S., Shabani, F., Martínez-Álvarez, F. and Bui, ...
  • Ahmed, N., Firoze, A. and Rahman, R.M. (۲۰۲۰). Machine learning ...
  • Dornan, T., O'Sullivan, G., O'Riain, N., Stueeken, E. and Goodhue, ...
  • Coimbra, R., Rodriguez-Galiano, V., Olóriz, F. and Chica-Olmo, M. (۲۰۱۴). ...
  • Zuo, R. and Xiong, Y. (۲۰۱۸). Big data analytics of ...
  • Chen, Y. and Wu, W. (۲۰۱۷). Application of one-class support ...
  • Wang, Z., Zuo, R. and Dong, Y. (۲۰۱۹). Mapping geochemical ...
  • Toghill, P. (۲۰۱۱). The geology of Britain: an introduction. Crowood ...
  • Ball, T.K. and TK, B. (۱۹۷۶). PRELIMINARY MINERAL RECONNAISSANCE OF ...
  • Mahboob, M.A., Celik, T. and Genc, B. (۲۰۲۰). Predictive modeling ...
  • Chen, W., Pourghasemi, H.R., Kornejady, A. and Zhang, N. (۲۰۱۷). ...
  • Drucker, H., Burges, C.J., Kaufman, L., Smola, A. and Vapnik, ...
  • Lim, E.P., Foo, S., Khoo, C., Chen, H., Fox, E., ...
  • Okujeni, A., van der Linden, S., Tits, L., Somers, B. ...
  • Pozdnoukhov, A. and Kanevski, M. (۲۰۰۷). Multi-scale support vector regression ...
  • Tan, M., Song, X., Yang, X. and Wu, Q. (۲۰۱۵). ...
  • Miao, F., Wu, Y., Xie, Y. and Li, Y. (۲۰۱۸). ...
  • Nourali, H. and Osanloo, M. (۲۰۱۹). Mining capital cost estimation ...
  • X. Ding, M. Hasanipanah, H. N. Rad, and W. Zhou. ...
  • Youssef, A.M., Pourghasemi, H.R., Pourtaghi, Z.S. and Al-Katheeri, M.M. (۲۰۱۶). ...
  • Miller, J. and Franklin, J. (۲۰۰۲). Modeling the distribution of ...
  • Hussain, F. and Jeong, J. (۲۰۱۵, March). Exploiting deep neural ...
  • Gislason, P.O., Benediktsson, J.A. and Sveinsson, J.R. (۲۰۰۶). Random forests ...
  • K. Fawagreh, M.M. Gaber, and E. Elyan. (۲۰۱۴). "Random forests: ...
  • Van der Meer, F.D., Van der Werff, H. M.A. and ...
  • M. Karaman, E. Özelkan, and S. Tasdelen. (۲۰۱۸) "Influence of ...
  • Lobo, F.D.L., Souza-Filho, P.W.M., Novo, E.M.L.D.M., Carlos, F.M. and Barbosa, ...
  • Mielke, C., Boesche, N.K., Rogass, C., Segl, K. and Kaufmann, ...
  • Karim, M., Maanan, M., Maanan, M., Rhinane, H., Rueff, H. ...
  • Cardoso-Fernandes, J., Lima, A. and Teodoro, A.C. (۲۰۱۸). Potential of ...
  • Piepho, H.P. (۲۰۱۹). A coefficient of determination (R۲) for generalized ...
  • Cozzolino, D. and Moron, A. (۲۰۰۴). Exploring the use of ...
  • Hauff, P. (۲۰۰۸). An overview of VIS-NIR-SWIR field spectroscopy as ...
  • Hunt, G. R. (۱۹۷۷). Spectral signatures of particulate minerals in ...
  • Chattoraj, S.L., Sharma, R.U., Kumar, C. and Sengar, V. (۲۰۲۰). ...
  • Vanhellemont, Q. (۲۰۱۹). Adaptation of the dark spectrum fitting atmospheric ...
  • Perez, C.A., Estévez, P.A., Vera, P.A., Castillo, L.E., Aravena, C.M., ...
  • Abbaszadeh, M., Hezarkhani, A. and Soltani-Mohammadi, S. (۲۰۱۳). An SVM-based ...
  • Sheng, L., Zhang, T., Niu, G., Wang, K., Tang, H., ...
  • Freedman, J. (۱۹۷۲). Geochemical prospecting for zinc, lead, copper, and ...
  • Bouabdellah, M. and Sangster, D.F. (۲۰۱۶). Geology, geochemistry, and current ...
  • Gao, R., Xue, C., Zhao, X., Chen, X., Li, Z. ...
  • نمایش کامل مراجع