Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň. Ulanylýan brauzer wersiýaňyzda CSS-iň çäkli goldawy bar. Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de gabat geliş tertibini öçüriň). Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezeris.
Topragyň hapalanmagy adam işjeňliginiň netijesinde ýüze çykýan uly mesele. Zäherli elementleriň (PTE) giňişlikde paýlanmagy şäher we şäher ýerleriniň köpüsinde üýtgeýär. Şonuň üçin şeýle topraklarda PTE-leriň mazmunyny giňişleýin çaklamak kyn. Çehiýada Frydek Mistekden jemi 115 nusga alyndy. rometri. Jogap üýtgeýjisi Ni we çaklaýjylar Ca, Mg we K. jogap üýtgeýjisi bilen çaklaýjy üýtgeýjiniň arasyndaky korrelýasiýa matrisasy elementleriň arasynda kanagatlanarly arabaglanyşygy görkezýär. Çaklamanyň netijeleri, goldaw wektor maşyn regressiýasy (SVMR) gowy ýerine ýetirilendigini görkezýär, çak edilýän kök ortaça kwadrat ýalňyşlyk (RMSE) (235.974 mg / kg) ulanylýar Baýesian Kriging-Köp çyzykly regressiýa (EBK-MLR) pes işleýär, munuň 0,1-den pes kesgitleme koeffisiýentleri şaýatlyk edýär. Empirical Bayesian Kriging-Support Vektor Machine Regression (EBK-SVMR) modeli iň pes model bolup, pes RMSE (95.479 mg / kg) we MAE (77.368 mg / kg) kesgitledi. çykyş öz-özüni gurnaýan kartanyň kömegi bilen şekillendirilýär. CakMg-EBK-SVMR gibrid modeliniň tekizligindäki toparlanan neýronlar şäher we şäher topraklarynda Ni konsentrasiýasyny çaklaýan birnäçe reňk nagyşlaryny görkezýär. Netijeler EBK we SVMR birleşdirmegiň şäher we şäher topraklarynda Ni konsentrasiýasyny çaklamagyň täsirli usulydygyny görkezýär.
Nikel (Ni) ösümlikler üçin mikroelement hasaplanýar, sebäbi tohumyň gögermegi üçin zerur bolan atmosferadaky azotyň (N) we karbamid çalşygyna goşant goşýar. Tohumlaryň gögermegine goşant goşmak bilen, Ni kömelek we bakteriýa inhibitory bolup biler we ösümlikleriň ösmegine kömek eder. azotyň fiksasiýasyny optimizirlemek üçin izerler2. Nikeli esasly dökünleriň topragy baýlaşdyrmak we toprakdaky azoty düzeltmek ukybyny ýokarlandyrmak üçin nikeliň toprakdaky nikel konsentrasiýasyny yzygiderli ýokarlandyrmagy dowam etdirýär. Nikel ösümlikler üçin mikroelement bolup dursa-da, toprakdaky aşa köp kabul edilmegi, topragyň düzümindäki zäherlenmeler. 3, Ni ösümlikleriň ösmegi we ösmegi üçin zerur 17-nji möhüm element hökmünde tapyldy. Nikeliň ösümlikleriň ösmeginde we ösmeginde rol oýnamakdan başga-da, adamlar oňa dürli goşundylar üçin zerur. Elektroplýasiýa, nikel esasly erginleri öndürmek, awtoulag pudagynda ot ýakýan enjamlar we uçgun wilkalary öndürmek, dürli önümçilik pudaklarynda nikel, elektrik önümleri, nikel önümleri ulanylýar. sim we kabel, reaktiw turbinalar, hirurgiki implantlar, dokma önümleri we gämi gurluşygy5. Toprakdaky baý derejeler (ýagny, ýerüsti topraklar) hem antropogen, hem tebigy çeşmelere degişlidir, ýöne ilkinji nobatda Ni antropogen däl-de, tebigy çeşme bolup durýar. Nikeliň tebigy çeşmeleri wulkan atylmagyny, ösümlikleri, tokaý ýangynlaryny we geologiki prosesleri öz içine alýar;Şeýle-de bolsa, antropogen çeşmelere polat pudagynda nikel / kadmium batareýalary, elektroplatirleme, ark kebşirlemek, dizel we ýangyç ýaglary, kömür ýanmagyndan we galyndylardan we palçyk ýakylmagyndan atmosfera zyňyndylary Nikeliň toplanmagy7,8. Fidman we Hutchinson9 we Manyiwa we ş.m.10, ýakyn we ýanaşyk gurşawda ýerüsti toprak hapalanmagynyň esasy çeşmeleri esasan nikel-mis esasly erginler we magdanlardyr. Kanadadaky Sudbury nikel-mis gaýtadan işleýän zawodynyň töweregindäki iň ýokary toprak 26,000 mg / kg11 derejesinde nikeliň hapalanmagynyň iň ýokary derejesine eýe boldy.12, sebitdäki iň ýokary ekerançylyk ýerlerinde HNO3 çykarylýan nikeliň mukdary (Russiýada nikel önümçiligi) 6,25-den 136,88 mg / kg aralygynda bolup, ortaça 30.43 mg / kg we esasy konsentrasiýasy 25 mg / kg. Kabata 11-e görä, fosfor dökünleriniň ulanylmagy oba hojalygynyň topraklarynda ösümlik ýa-da şäher topraklarynda täsir edip biler. mutageneziň, hromosomanyň zeperlenmegi, Z-DNK emele gelmegi, DNK kesilmeginiň öňüni almak ýa-da epigenetiki prosesler arkaly rak keseline sebäp bolýar13. Haýwan synaglarynda nikeliň dürli çişlere sebäp bolup biljekdigi we kanserogen nikel toplumlary şeýle çişleri güýçlendirip biler.
Soňky döwürde toprak-ösümlik gatnaşyklary, toprak we toprak biologiki gatnaşyklary, ekologiki zaýalanmak we daşky gurşawa täsiri bahalandyrmak bilen baglanyşykly köp sanly saglyk sebäpli topragyň hapalanmagyna baha bermek gülläp ösdi. Häzirki wagta çenli toprakdaky Ni ýaly potensial zäherli elementleriň (PTE) giňişleýin çaklamasy adaty usullardan peýdalanyp, toprak kartasyny düzmek (DSM). ratney16, çak edilýän toprak kartasy (DSM) toprak ylmynyň görnükli bir dersidigini subut etdi. Lagacherie we McBratney, 2006 DSM-ni “situ we laboratoriýa gözegçilik usullaryny we giňişlik we giňişlik däl toprak maglumat ulgamlaryny ulanmak arkaly giňişlik toprak maglumat ulgamlaryny döretmek we doldurmak” diýip kesgitleýärler .MkBratni we ş.m.17 häzirki zaman DSM ýa-da PSM-iň PTE-leriň, toprak görnüşleriniň we toprak häsiýetleriniň giňişleýin paýlanyşyny çaklamak ýa-da kartalaşdyrmak üçin iň täsirli usuldygyny görkezýär. Geostatistika we maşyn öwrenmek algoritmleri (MLA), möhüm we minimal maglumatlary ulanyp, kompýuterleriň kömegi bilen sanly kartalary döredýän DSM modellemek usullarydyr.
“Doýç18” we “Olea19” geostatistikany “giňişlik atributlaryny görkezmek bilen iş salyşýan san tehnikalarynyň ýygyndysy, esasan wagt seriýasynyň derňewi wagtlaýyn maglumatlary häsiýetlendirýän ýaly stohastik modelleri ulanýar” diýip kesgitleýärler.Ilki bilen geostatistika, her bir maglumat bazasyndan giňişlik bahalarynyň garaşlylygyny kesgitlemäge we kesgitlemäge mümkinçilik berýän variogrammalara baha bermegi öz içine alýar. Gumiaux we ş.m.20 geostatistika boýunça variogrammalara baha bermegiň üç ýörelgä esaslanýandygyny görkezýär: (a) maglumatlar korrelýasiýasynyň masştabyny hasaplamak, (b) maglumatlar bazasynyň deňsizliginde anizotropiýany kesgitlemek we hasaplamak we (c) ýerli effektlerden bölünen ölçeg maglumatlarynyň mahsus ýalňyşyny hasaba almak bilen birlikde, kostrlary birleşdirmek, umumy kogllary ulanmak kriging, empirik Baýesian kriging, ýönekeý kriging usuly we PTE, toprak aýratynlyklary we toprak görnüşlerini kartalaşdyrmak ýa-da çaklamak üçin beýleki belli interpolýasiýa usullary.
Maşyn öwrenmek algoritmleri (MLA) has uly çyzykly däl maglumat synplaryny ulanýan, ilkinji nobatda maglumatlary gazyp almak, maglumatlaryň nagyşlaryny kesgitlemek üçin ulanylýan we toprak ylmy we yzyna gaýtarmak ýaly ylmy ugurlarda klassifikasiýa üçin birnäçe gezek ulanylýan has täze usuldyr. Tan we başgalar ýaly topraklarda PTE-ni çaklamak üçin MLA modellerine bil baglaýarlar.22 (oba hojalygynyň topraklarynda agyr metallara baha bermek üçin tötänleýin tokaýlar), Sakizadeh we ş.m.23 (goldaw wektor maşynlaryny we emeli nerw ulgamlaryny ulanyp modellemek) topragyň hapalanmagy). Mundan başga-da, Vega we ş.m.24 (agyr metal saklamagy we toprakda adsorbsiýany modellemek üçin KART) Gün we ş.m.25.
DSM algoritmlerini çaklamak ýa-da kartalaşdyrmakda ulanmak birnäçe kynçylyk bilen ýüzbe-ýüz bolýar. Köp awtorlar MLA-nyň geostatistikadan has ýokarydygyna we tersine hasaplaýarlar. Biri beýlekisinden has gowy bolsa-da, ikisiniň utgaşdyrylmagy DSM15-de kartalaşdyrmagyň ýa-da çaklamagyň takyklygyny ýokarlandyrýar. Woodcock we Gopal26 Finke27;Pontius we Cheuk28 we Grunwald29 toprak kartasynda ýüze çykarylan kemçilikler we käbir ýalňyşlyklar barada düşündiriş berýär. Toprak alymlary DSM kartalaşdyrmagyň we çaklamagyň netijeliligini, takyklygyny we öňünden aýdyp boljakdygyny optimizirlemek üçin dürli usullary synap gördüler. Näbellilik we tassyklamanyň utgaşmasy DSM-e täsir etmek we kemçilikleri azaltmak üçin birleşdirilen köp dürli taraplardan biridir. Şeýle-de bolsa, Agyeman we ş.m.15 kartanyň döredilmegi we çaklamasy bilen girizilen tassyklama häsiýetiniň we näbelliligiň kartanyň hilini gowulandyrmak üçin özbaşdak tassyklanmalydygyny görkeziň. DSM-iň çäklendirmeleri näbelliligiň bir bölegini öz içine alýan geografiki taýdan dargadylan topragyň hili sebäpli;şeýle-de bolsa, DSM-de ynamsyzlyk köp ýalňyşlyk çeşmelerinden döräp biler, ýagny kowariat ýalňyşlygy, model ýalňyşlygy, ýerleşiş ýalňyşlygy we analitiki säwlik 31. MLA we geostatistiki proseslerde ýüze çykan nädogry nädogrylyklar, düşünişmezlik bilen baglanyşyklydyr, ahyrky netijede hakyky prosesiň aşa köpelmegine sebäp bolar, modeller, modeller kartalaşdyrmakda we çaklamakda geostatistika bilen MLA-nyň birleşmegine itergi berýän ýüze çykdy. Sergeýew we başgalar ýaly toprak alymlary we awtorlary.34;Subbotina we ş.m.35;Tarasow we başgalar.36 we Tarasow we başgalar.37, çaklamagyň we kartalaşdyrmagyň netijeliligini ýokarlandyrýan gibrid modelleri döretmek üçin geostatistikanyň we maşyn öwrenmegiň takyk hilinden peýdalandy.hil. Bu gibrid ýa-da kombinirlenen algoritm modelleriniň käbiri emeli nerw ulgamy Kriging (ANN-RK), köp gatly perseptron galyndy kriging (MLP-RK), umumylaşdyrylan regressiýa nerw ulgamynyň galyndy kriging (GR- NNRK) 36, emeli nerw ulgamy kriging-köp gatlakly duýgurlyk (ANN-K-MLP).
Sergeýew we başgalaryň pikiriçe, dürli modellemek usullaryny birleşdirmek, ýekeje modelini ösdürmegiň ýerine kemçilikleri aradan aýyrmak we emele gelen gibrid modeliň netijeliligini ýokarlandyrmak mümkinçiligine eýedir. Şu nukdaýnazardan seredilende, bu täze kagyz, şäher we şäher ýerlerinde Ni baýlaşdyrylmagyny çaklamak üçin optimal gibrid modelleri döretmek üçin amatly gibrid modelleri döretmek üçin iň amatly gibrid modelleri döretmek üçin iň amatly gibrid modelleri döretmegiň zerurdygyny öňe sürýär. Birnäçe çyzykly regressiýa (MLR) modelleri. EBK-nyň islendik MLA bilen gibridizasiýasy belli däl. Görülen köp garyşyk modeller adaty, galyndy, regress kriging we MLA-nyň kombinasiýalarydyr. EBK geostatistiki interpolýasiýa usulydyr, giňişleýin stokastiki prosesi ulanýar, şol bir wagtyň özünde stasionar däl stasionar üýtgemeler üçin lokallaşdyrylýar. ekerançylyk topraklarynda organiki uglerodyň paýlanyşyny güýçlendirmek40, topragyň hapalanmagyna baha bermek41 we topragyň häsiýetlerini kartalaşdyrmak42.
Beýleki tarapdan, öz-özüňi guramak grafigi (SeOM), Li we başgalar ýaly dürli makalalarda ulanylýan okuw algoritmidir.43, Wang we başgalar.44, Huseýn Bhuýan we başg.45 we Kebonye we al.46 giňişlik aýratynlyklaryny we elementleriň toparlanmagyny kesgitläň. Wang we ş.m.SeOM-yň çyzykly däl meseleleri toparlaşdyrmak we göz öňüne getirmek ukyby bilen tanalýan güýçli okuw usulydygyny görkeziň. Esasy komponent derňewi, bulaşyk toparlanyş, iýerarhiki toparlanyş we köp ölçegli karar kabul etmek ýaly beýleki nagyş tanamak usullaryndan tapawutlylykda, SeOM PTE nagyşlaryny guramakda we kesgitlemekde has gowudyr. Wang we ş.m.44, SeOM baglanyşykly neýronlaryň paýlanyşyny giňişleýin toparlap biler we ýokary çözgütli maglumatlary wizuallaşdyryp biler. SEOM gönüden-göni düşündirişiň netijelerini häsiýetlendirmek üçin iň oňat model almak üçin Ni çaklama maglumatlaryny wizuallaşdyrar.
Bu kagyz, şäher we şäherden öňki topraklarda nikeliň mazmunyny çaklamak üçin iň amatly takyk karta modelini döretmegi maksat edinýär. Garyşyk modeliň ygtybarlylygy esasan esasy model bilen baglanyşykly beýleki modelleriň täsirine bagly diýip çaklaýarys. DSM-iň öňünde durýan kynçylyklary kabul edýäris we bu kynçylyklar köp ugurlarda çözülýär, geostatistika we MLA modellerinde ösüşleriň utgaşmasy artýar;şonuň üçin garyşyk modelleri berip biljek gözleg soraglaryna jogap bermäge synanyşarys. Şeýle-de bolsa, maksat elementini çaklamakda model näderejede takyk? Şeýle hem, tassyklamaga we takyklyga baha bermegiň netijeliligini bahalandyrmagyň derejesi nähili? Şonuň üçin bu gözlegiň esasy maksatlary (a) SVMR ýa-da MLR üçin birleşdirilen garyşyk modelini döretmek, esasy model hökmünde şäher modelini (c) iň oňat garyndyny çaklamak; nikel giňişlik üýtgemeginiň ýokary çözgütli kartasy.
Gözleg Çehiýada, esasanam Morawiýa-Silesiýa sebitindäki Frydek Mistek etrabynda geçirilýär (1-nji surata serediň). Gözleg meýdanynyň geografiýasy gaty berk we esasan Morawiýa-Silesian Beskidy sebtiniň bir bölegi bolup, Karpat daglarynyň 32 we 20 ° 0 ° 20 ° 0 ′ 20 ° 0 ′ ;Şeýle-de bolsa, sebitiň howa ýagdaýy üçin Koppen klassifikasiýa ulgamyna Cfb = howanyň okean howasy hökmünde baha berilýär, gurak aýlarda-da köp ýagyş bolýar. Temperaturalar −5 ° C bilen 24 ° C arasynda ýylyň dowamynda birneme üýtgeýär, seýrek ýagdaýda −14 ° C-den ýa-da 30 ° C-den pes bolýar, ortaça ýyllyk ýagyş 685-den 752 mm47-e çenli. Beýleki tarapdan, bu işde ulanylýan meýdanyň takmynan 889,8 inedördül kilometre barabardyr. Ostrawanyň töwereginde we polat senagaty we metal işleri gaty işjeňdir. Metal degirmenleri, poslamaýan polatdan (mysal üçin, atmosfera poslama garşy durmak üçin) we erginli polatlar (nikel, ergin önümçiliginiň güýçliligini ýokarlandyrýar) sebitdäki nikeliň potensial çeşmelerini gözläň (mysal üçin, guzularda we az iýmitlenýän mallarda ösüş depginini ýokarlandyrmak üçin guzulara nikel goşmak). Nikeliň gözleg işlerinde beýleki senagat ulanylyşy, nikel we elektroliz nikel örtük amallaryny goşmak bilen elektroplatirlemegi ulanmagy öz içine alýar. Topragyň häsiýetleri topragyň reňkinden, gurluşyndan we karbonatly orta maddadan tapawutlanýar. tebigatda olian. Käbir toprak meýdanlary ýerüsti we ýerasty baýlarda, köplenç beton we akartma görnüşinde hereket edýär. Şeýle-de bolsa, kambizollar we stagnosollar sebitde iň köp ýaýran toprak görnüşleridir.
Okuw meýdançasynyň kartasy [Okuw meýdançasynyň kartasy ArcGIS Desktop (ESRI, Inc, 10.7 wersiýa, URL: https://desktop.arcgis.com) ulanyp döredildi.]
Frydek Mistek etrabynyň şäher we şäher topraklaryndan jemi 115 ýerüsti toprak nusgasy alyndy. Ulanylan nusga nagşy, 2 × 2 km aralykda toprak nusgalary bilen yzygiderli gözenek bolup, ýerüsti toprak el bilen işleýän GPS enjamy (Leica Zeno 5 GPS) bilen enjamlaşdyryldy. Fritsch disk degirmeni) we elek (elek ululygy 2 mm). 1 gram guradylan, birmeňzeş we eriş toprak nusgalaryny teflon çüýşelerine ýerleşdiriň. Her Teflon gämisinde 7 ml 35% HCl we 3 ml 65% HNO3 paýlaň (awtomatiki dispenser ulanyp, her bir kislota üçin plastinka plastinkasy). W we 160 ° C) nusgalaryň iýmit siňdiriş işini ýeňilleşdirmek üçin 2 sagatlap, soňra salkynlaň. Adatdan daşary tebigaty 50 ml göwrümli flakana geçiriň we deionizirlenen suw bilen 50 ml eritmeli. Şondan soň suwuklandyrylan supernatanty deionizirlenen suw bilen 50 ml PVC turbasyna süzüň. PTE-leriň (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, Ca, Mg, K) ICP-OES (Induktiw jübüt plazma optiki zyňyndy spektroskopiýasy) (Termo Fisher Scientific, ABŞ) standart usullara we ylalaşyklara laýyklykda kesgitlenildi. . Bu işde ulanylan PTE-ni kesgitlemegiň çägi 0.0004 boldy. (Siz). Mundan başga-da, her derňew üçin hil gözegçiligi we hiliň barlagy salgylanma ülňülerini seljermek arkaly üpjün edilýär. Rorsalňyşlyklaryň azaldylmagyny üpjün etmek üçin goşa derňew geçirildi.
Empirik Baýesian Kriging (EBK) toprak ylmy ýaly dürli ugurlarda modellemekde ulanylýan köp geostatistik interpolýasiýa usullaryndan biridir. Beýleki kriging interpolýasiýa usullaryndan tapawutlylykda, EBK ýarymgramogramma modeli bilen bahalandyrylan ýalňyşlygy göz öňünde tutup, adaty kriging usullaryndan tapawutlanýar. ýeterlik kriging usulynyň örän çylşyrymly bölegini emele getirýän ýarymariogramma. EBK-nyň interpolýasiýa prosesi Krivoruçko50 tarapyndan teklip edilen üç ölçege eýerýär, (a) model giriş maglumatlar bazasyndan ýarymariogramma baha berýär (b) öndürilen ýarymariogramma esasynda hasaplanýar.
Nirede \ (Prob \ left (A \ right) \) öňküsi aňladýar, \ (Prob \ left (B \ right) \) marginal ähtimallyk köp halatlarda hasaba alynmaýar, \ (Prob (B, A) \). Semarym programma hasaplamasy Baýesiň düzgünine esaslanýar, bu bolsa ýarym programmalardan döredilip bilinjek synlaryň maglumatlar bazasynyň näderejede kesgitlenýändigini görkezýär. ýarym programma.
Goldaw wektorly maşyn, birmeňzeş, ýöne çyzykly garaşsyz synplary tapawutlandyrmak üçin optimal bölüji giperplanany döredýän maşyn öwreniş algoritmidir. Vapnik51 niýet klassifikasiýa algoritmini döretdi, ýöne ýakynda regressiýa gönükdirilen meseleleri çözmek üçin ulanyldy. Li et al.52 laýyklykda SVM iň oňat klassifikator usullaryndan biri we dürli ugurlarda ulanyldy. Regressiýa SVM SVMR-ni ýadro esasly regressiýa hökmünde hasaplady, hasaplamasy köp ýurt giňişlik funksiýalary bilen çyzykly regressiýa modelini ulanyp amala aşyryldy. John et al54, SVMR modellemegiň çyzykly däl gatnaşyklary döredýän we giňişlik funksiýalaryna mümkinçilik berýän giperplane çyzykly regressiýany ulanýandygyny habar berýär. Vohland we ş.m.55, epsilon (ε) -SVMR, korrelirlenen maglumatlary öwretmekden iň oňat epsilon görnüşi bilen maglumatlary özbaşdak kartalaşdyrmak üçin ulanylýan epsilon-duýgur däl funksiýa hökmünde wekilçilik modelini almak üçin taýýarlanan maglumatlar binýadyny ulanýar. Öňünden kesgitlenen aralyk ýalňyşlygy hakyky bahadan hasaba alynmaýar we ýalňyşlyk ε (ε) -den has uly bolsa, topragyň häsiýetleri ony düzýär. apnik51 aşakda görkezilýär.
bu ýerde b skalar bosagasyny aňladýar, \ (K \ çep ({x} _ {,} {x} _ {k} \ sag) \) ýadro funksiýasyny aňladýar, \ (\ alfa \) Lagrange köpeldijisini, N san maglumat bazasyny görkezýär, \ ({x} _ {k} \) maglumat girişini görkezýär, we ((y \) açar kerni). PTE okuw maglumatlary üçin iň inçe jeza toplumy faktory C we ýadro parametr gamma (γ) almak üçin iň amatly SVMR modelini kesgitlemek üçin RBF ýadrosy ulanylýar. Ilki bilen, okuw toplumyna baha berdik, soňra barlag toplumynda modeliň işleýşini synagdan geçirdik. Ulanylýan rul parametri sigma we usul bahasy svmRadial.
Birnäçe çyzykly regressiýa modeli (MLR), iň az kwadrat usuly bilen hasaplanan çyzykly birleşdirilen parametrleri ulanyp, jogap üýtgeýjisi bilen birnäçe çaklaýjy üýtgeýjiniň arasyndaky baglanyşygy görkezýän regressiýa modeli. MLR-de iň az kwadrat modeli düşündiriş üýtgeýjileri saýlanylandan soň toprak häsiýetleriniň çaklaýyş funksiýasydyr.
bu ýerde jogap üýtgeýjisi, \ (a \) aralyk, n çaklaýjylaryň sany, \ ({b} _ {1} \) koeffisiýentleriň bölekleýin regressiýasy, \ ({x} _ {i} \) çaklaýjy ýa-da düşündiriş üýtgeýjisini, \ ({\ varepsilon} _ {i} \) galyndydaky belli ýalňyşlygy görkezýär.
Garyşyk modeller EBK-ni SVMR we MLR bilen sandwiçlemek arkaly alyndy. Bu EBK interpolýasiýasyndan çak edilýän bahalary çykarmak arkaly amala aşyrylýar. Interpolirlenen Ca, K, Mg-den alnan çak edilýän bahalar, CaK, CaMg, KMg ýaly täze üýtgeýjileri almak üçin kombinator prosesi arkaly alynýar. . Ca, K, Mg, CaK, CaMg, KMg we CaKMg üýtgeýjileri şäher we şäherden öňki topraklarda Ni mazmunyny çaklaýjy hökmünde ulanylýar. Alnan iň kabul ederlikli model (EBK_SVM ýa-da EBK_MLR) soňra öz-özüni guraýan grafik arkaly şekillendiriler. Bu gözlegiň işi 2-nji suratda görkezilýär.
SeOM-ny ulanmak, maliýe pudagynda, saglygy goraýyşda, senagatda, statistika, toprak ylmy we beýlekilerde maglumatlary guramak, baha bermek we çaklamak üçin meşhur gurala öwrüldi. SEOM emeli nerw ulgamlaryny we gurama, baha bermek we çaklamak üçin gözegçilik edilmedik okuw usullaryny ulanmak arkaly döredilýär. Bu gözlegde, SeOM Ni we şäher ölçegli wektorlary.57 giriş wektorynyň bir giriş gatlagynyň üsti bilen bir wektorly çykyş wektoryna nerw toruna baglanyşygyny beýan ediň. SeOM tarapyndan öndürilen önüm, ýakynlygyna görä altyburç, tegelek ýa-da inedördül topologiki kartalara dokalan iki ölçegli kartadyr. Metrik, kwantasiýa ýalňyşlygy (QE) we topografiki säwlik bilen deňeşdirilýär. 5 × 11) .Nýron gurluşy, empirik deňlemedäki düwünleriň sanyna görä kesgitlenýär
Bu gözlegde ulanylýan maglumatlaryň sany 115 nusga. Maglumatlary synag maglumatlaryna (tassyklamak üçin 25%) we okuw maglumatlar toplumyna (kalibrleme üçin 75%) bölmek üçin tötänleýin çemeleşme ulanyldy. Okuw maglumatlar toplumy regressiýa modelini (kalibrleme) döretmek üçin ulanylýar we synag maglumatlar toplumy umumylaşdyryş ukybyny barlamak üçin ulanylýar. EBK interpolýasiýasy arkaly öndürilen üýtgeýjiler maksatly üýtgeýjini (PTE) çaklamak üçin çaklaýjy ýa-da düşündiriji üýtgeýjiler hökmünde ulanylýar .Modelizasiýa RStudio-da paketler kitaphanasy (Kohonen), kitaphana (caret), kitaphana (modelr), kitaphana (“e1071 ″), kitaphana (“ plyr ”), kitaphana (“ caTools ”), kitaphana (“ caTools ”), kitaphana (“ caTools ”), kitaphanalar
Toprakdaky nikel konsentrasiýalaryny çaklamak we modeliň takyklygyna baha bermek üçin iň oňat modeli kesgitlemek we gibridizasiýa modelleri ortaça mutlak ýalňyşlyk (MAE), kök ortaça kwadrat ýalňyşlygy (RMSE), we R-kwadrat ýa-da koeffisiýent kesgitlemek (R2) bilen bahalandyryldy. hakyky mukdar bahasy. Barlag parametrlerini ulanyp, iň gowy garyndy modeline baha bermek üçin R2 bahasy ýokary bolmaly, bahasy 1-e näçe ýakyn bolsa, takyklygy şonça-da ýokarydyr. Li we ş.m.59, 0,75 ýa-da ondan uly R2 ölçeg bahasy gowy çaklaýjy hasaplanýar;0,5-den 0.75-e çenli kabul ederlikli model öndürijiligi, 0,5-den aşakda bolsa kabul ederliksiz model öndürijiligi. RMSE we MAE tassyklama kriteriýalaryna baha bermek usullaryny ulanyp bir model saýlanylanda, alnan pes bahalar ýeterlikdi we iň gowy saýlaw hasaplandy. Aşakdaky deňleme barlag usulyny düşündirýär.
bu ýerde n synlanan bahanyň ululygyny görkezýär \ ({Y} _ {i} \) ölçenen jogaby, \ ({\ widehat {Y}} _ {i} \) hem çak edilýän jogap bahasyny aňladýar, şonuň üçin ilkinji i synlamalar üçin.
Öňünden kesgitleýji we jogap üýtgeýjileriniň statistik beýany 1-nji tablisada görkezilýär, ortaça gyşarnyksyzlyk (SD), üýtgeýiş koeffisiýenti (CV), iň pes, iň ýokary, kurtoz we skew. Elementleriň iň pes we iň ýokary bahalary degişlilikde Mg
Çaklaýjy üýtgeýänleriň jogap elementleri bilen arabaglanyşygy elementleriň arasynda kanagatlanarly arabaglanyşygy görkezýär (3-nji surata serediň) .Korrelýasiýa CaNi ýaly CaK-nyň r bahasy = 0.53 bilen ortaça korrelýasiýany görkezendigini görkezýär.68 we Santo69 toprakdaky derejeleriniň ters proporsionaldygyny öňe sürýärler. Şeýle-de bolsa, Ca we Mg K bilen garşydaş, ýöne CaK gowy arabaglanyşykda bolýar. Bu kaliý karbonaty ýaly dökünleriň ulanylmagy sebäpli bolup biler. Kaliý bu kaliý bilen baglanyşykly, kalsiý bu iki element bilen kaliý bilen baglanyşyklydyr. , ýetmezçilik derejesini ýokarlandyrmak üçin topraklara kaliý magniý nitraty we kaliý ulanylýar. Nikel degişlilikde Ca, K we Mg bilen r korrelýasiýasy = degişlilikde 0,52, 0.63 we 0.55 bolýar. Nikel ýaly kalsiý, magniý we PTE bilen gatnaşyklar çylşyrymly, ýöne muňa garamazdan, magniý kalsiniň siňdirilmegini saklaýar, kalsiý magniniň mukdaryny azaldýar.
Çaklaýjylar bilen jogaplaryň arasyndaky baglanyşygy görkezýän elementler üçin korrelýasiýa matrisasy (Bellik: bu şekil elementleriň arasynda ýaýramagy öz içine alýar, ähmiýet derejeleri p <0,001 esaslanýar).
4-nji suratda elementleriň giňişlikde paýlanyşy görkezilýär. Burgos we al70-e görä giňişlik paýlanyşynyň ulanylmagy, hapalanan ýerlerde gyzgyn nokatlary kesgitlemek we bellemek üçin ulanylýan usuldyr. 4-nji suratda Ca-nyň baýlaşdyryş derejesini giňişlik paýlaýyş kartasynyň demirgazyk-günbatar böleginde görmek bolýar. polat öndürmek prosesinde gidroksidi kislorod ýaly degirmenler. Beýleki bir tarapdan, beýleki daýhanlar pH-ni zyýansyzlandyrmak üçin kislotaly topraklarda kalsiý gidroksidini ulanmagy makul bilýärler, bu hem topragyň kalsiý mukdaryny ýokarlandyrýar71.Potaziýa kartanyň demirgazyk-günbatarynda we gündogarynda gyzgyn nokatlary görkezýär. ý72, Madaras we başgalar.73, Pulkrabowa we başgalar.74, Asare we başg.Paýlanyş kartasynyň demirgazyk-günbataryndaky giňişlikde kaliý baýlaşdyrylmagy, garyp topraklaryň kaliý mukdaryny ýokarlandyrmak üçin kaliý hloridi, kaliý sulfat, kaliý nitraty, kaliý we kaliý ýaly kaliý esasly dökünleriň ulanylmagy sebäpli bolup biler. Zadorowa we ş.m.76 we Tlustoš we başgalar.77 K esasly dökünleriň ulanylmagynyň toprakdaky K düzümini ýokarlandyrýandygyny we uzak wagtyň dowamynda topragyň ýokumly mukdaryny ep-esli ýokarlandyrjakdygyny, esasanam K we Mg toprakda gyzgyn nokady görkezýändigini aýtdy. Kartanyň demirgazyk-günbatarynda we kartanyň günorta-gündogaryndaky orta nokatlar. kaliý magniý sulfat, magniý sulfat we Kieserit ýaly adaty pH diapazony bolan topraklarda ýetmezçilikleri (ösümlikler gyrmyzy, gyzyl ýa-da goňur görünýär), adaty pH diapazony bilen topraklarda nikeliň toplanmagy oba hojalygy ýaly antropogen çäreler we poslamaýan polat önümçiliginde nikeliň ähmiýeti78 bolup biler.
Elementleriň giňişlikde paýlanyşy [giňişlik paýlanyş kartasy ArcGIS Desktop (ESRI, Inc, 10.7 wersiýa, URL: https://desktop.arcgis.com) ulanyp döredildi.]
Bu gözlegde ulanylýan elementler üçin öndürijilik görkezijisiniň netijeleri 2-nji tablisada görkezilýär. Beýleki tarapdan, Ni-iň RMSE we MAE ikisi hem nola ýakyn (0.86 RMSE, -0.08 MAE) .Bu tarapdan, K-nyň RMSE we MAE bahalary kabul ederliklidir. Ni we Jon we başgalaryň netijelerinden has gowudygyny çaklaň.Şol bir ýygnan maglumatlary ulanyp, toprakdaky S konsentrasiýasyny çaklamak üçin synergistik kriging ulanyp. Öwrenen EBK netijelerimiz Fabijaczyk we başg.41, etan we başg.79, Beguin we başg.80, Adhikary we ş.m.81 we Jon we başgalar.82, esasanam K we Ni.
Şäher we şäher aralygyndaky topraklarda nikeliň düzümini çaklamak üçin aýratyn usullaryň ýerine ýetirilişi modelleriň öndürijiligi bilen bahalandyryldy (3-nji tablisa) .Modeliň tassyklanylyşy we takyklygy bahalandyrylmagy, Ca_Mg_K çaklaýjysynyň EBK SVMR modeli bilen bilelikde iň oňat öndürijiligini tassyklady. Kalibrleme modeli Ca_Mg_K-EBK_SVMR R2, düýp ortaça kwadrat ýalňyşlygy kg.olaryň RMSE we MAE netijeleri Ca_Mg_K-EBK_SVMR (R2 0.637) bilen deňeşdirilende has ýokarydy (3-nji tablisa serediň). Mundan başga-da, Ca_Mg-EBK_SVMR (RMSE = 1664.64 we MAE = 1031.49) modeliniň RMSE we MAE_BM_M_M_M_M_M Ca_Mg-K SVMR (EMS)46 we Jon we başgalar.54, RMSE we MAE nola näçe ýakyn bolsa, netijeler şonça gowy bolar. SVMR we EBK_SVMR has köp mukdarda RSME we MAE bahalaryna eýe boldular. RSME bahalandyrmalarynyň MAE bahalaryndan yzygiderli ýokarydygy, çykaryjylaryň bardygyny görkezýär. Maglumatlar bazasy, MAE we RMSE bahalary näçe ýokary bolsa. Şäher we şäher etek topraklarynda Ni mazmunyny çaklamak üçin Ca_Mg_K-EBK_SVMR garyşyk modeliniň kesiş barlagynyň takyklygy 63,70% boldy. Li we ş.59, bu takyklyk derejesi kabul ederlikli model öndürijilik derejesidir. Häzirki netijeler Tarasow we başganyň öňki barlagy bilen deňeşdirilýär.36 gibrid modeli, häzirki gözlegde habar berlen EBK_SVMR takyklygy bahalandyrmak indeksi bilen baglanyşykly MLPRK (Multilayer Perceptron Residual Kriging) döreden RMSE (210) we MAE (167.5) häzirki gözlegimizdäki netijelerimizden has ýokarydy (RMSE 95.479, MAE 77.368).36. MR) 63,7%, Sergeýew we başg.34% 28% .EkB_SVMR modelini we Ca_Mg_K çaklaýjy hökmünde döredilen iň soňky karta (5-nji surat) tutuş okuw meýdanynda gyzgyn nokatlaryň we ortaça nikeliň çaklamalaryny görkezýär. Bu, okuw meýdanynda nikeliň konsentrasiýasynyň esasan ortaça we käbir belli ýerlerde has ýokary konsentrasiýa bolandygyny aňladýar.
Soňky çaklama kartasy EBK_SVMR gibrid modelini ulanyp we çaklaýjy hökmünde Ca_Mg_K ulanylýar. [Giňişlik paýlanyş kartasy RStudio (1.4.1717 wersiýasy: https://www.rstudio.com/) ulanylýar.]
6-njy suratda görkezilen aýratyn neýronlardan ybarat kompozisiýa tekizligi hökmünde PTE konsentrasiýalary bar. Komponent uçarlarynyň hiç biri görkezilişi ýaly reňk nagşyny görkezmedi. Şeýle-de bolsa, çyzylan kartada degişli neýronlaryň sany 55.SeOM dürli reňkler bilen öndürilýär we reňk nagyşlary has meňzeş bolsa, nusgalaryň häsiýetleri deňeşdirilýär. örän ýokary tertipli neýronlar we pes-orta reňk nagyşlary bilen meňzeşlikler. Iki model hem gyzyl, mämişi we sary ýaly reňkleriň orta we ýokary reňklerini görkezmek bilen Ni-iň toprakdaky konsentrasiýasyny çaklaýar. KMg modeli takyk nisbatlara we pes we orta reňkli tegmillere esaslanýan köp reňkli nagyşlary görkezýär. takyk reňk şkalasyna görä pesden ýokary derejä çenli dürli reňk nagşyny görkezýär. Mundan başga-da, modeliň nikel mazmuny (CakMg) çaklamasy 5-nji suratda görkezilen nikeliň giňişlikdäki paýlanyşyna meňzeýär. Iki grafikada şäher we şäher şäher topraklarynda nikel konsentrasiýalarynyň ýokary, orta we pes paýlary görkezilýär. Toplumlar. Toplanan 115 toprak nusgasyndan 1-nji kategoriýa iň köp toprak nusgasyny aldy, 7-nji klaster 33 nusga aldy, 3-nji klaster 8 nusga aldy. Toplumyň dogry düşündirilmegi üçin ýedi komponentli planar çaklaýyş kombinasiýasy ýönekeýleşdirildi. Topragyň emele gelmegine täsir edýän köp sanly antropogen we tebigy prosesler sebäpli paýlanan SeOM kartasynda klaster nagyşlaryny dogry tapawutlandyrmak kyn.
“Empirical Bayesian Kriging Support Vector Machine” (EBK_SVM_SeOM) üýtgeýjisi tarapyndan komponent tekizligi. [SeOM kartalary RStudio (1.4.1717 wersiýasy: https://www.rstudio.com/) ulanyp döredildi.]
Dürli klaster klassifikasiýa komponentleri [SeOM kartalary RStudio (1.4.1717 wersiýasy: https://www.rstudio.com/) ulanyp döredildi.]
Häzirki gözleg, şäherdäki we şäherdäki topraklarda nikeliň konsentrasiýasyny modellemegiň usullaryny aýdyň görkezýär. Gözleg, elementleri modellemek usullary bilen birleşdirip, toprakdaky nikel konsentrasiýasyny çaklamagyň iň oňat usulyny almak üçin dürli modelleme usullaryny synagdan geçirdi. Modelleme tehnikasynyň SeOM kompozisiýa meýilnama giňişlik aýratynlyklary, toprakdaky Ni konsentrasiýalaryny görkezýär. Netijeler, goldaw wektor maşynynyň regressiýa modeliniň (Ca Mg K-SVMR) Ni-iň toprakdaky konsentrasiýasyny bir model hökmünde çaklaýandygyny görkezýär, ýöne tassyklamak we takyklygy bahalandyrmak parametrleri RMSE we MAE nukdaýnazaryndan gaty ýokary ýalňyşlyklary görkezýär. Beýleki tarapdan, EBK_MLR modeli bilen ulanylýan modelleme usuly hem pes we RKM elementleri bilen birleşdirildi (R2). takyklygy 63,7% .Bu EBK algoritmini maşyn öwrenmek algoritmi bilen birleşdirip, PTE-leriň toprakdaky konsentrasiýasyny çaklap bilýän gibrid algoritm döredip biljekdigi ýüze çykýar. Netijeler Ca Mg K-ni gözleg meýdanynda Ni konsentrasiýasyny çaklamak üçin ulanmak, bu toprakda Ni-iň dökünleriniň dökülmeginiň we senagatyň hapalanmagynyň nikel esasly dökünleriň toprakda ösmegini aňladýar. EBK modeli ýalňyşlyk derejesini peseldip, şäher ýa-da şäher topraklarynda topragyň giňişlikde paýlanyş modeliniň takyklygyny ýokarlandyryp biler. Umuman, toprakda PTE-ni bahalandyrmak we çaklamak üçin EBK-SVMR modelini ulanmagy teklip edýäris;Mundan başga-da, dürli maşyn öwrenmek algoritmleri bilen gibridlemek üçin EBK-ny ulanmagy teklip edýäris.muňa garamazdan, has köp kowariat ulanmak häzirki işiň çäklendirilmegi hasap edilip bilinjek modeliň işleýşini ep-esli gowulaşdyrar. Bu gözlegiň başga bir çäklendirmesi, maglumatlar bazalarynyň sanynyň 115 bolmagydyr. Şonuň üçin has köp maglumat berilse, teklip edilýän optimallaşdyrylan gibridizasiýa usulynyň öndürijiligi gowulaşyp biler.
Ösümliklerde we toprakdaky PlantProbs.net.Nikel https://plantprobs.net/plant/nutrientImbalances/sodium.html (2021-nji ýylyň 28-nji aprelinde).
Kasprzak, KS Nikel häzirki zaman daşky gurşaw toksikologiýasy.surroundings.toxicology.11, 145–183 (1987).
Cempel, M. & Nikel, G. Nikel: Çeşmelerine we daşky gurşaw toksikologiýasyna syn. Polis J. Daşky gurşaw. Okuw.15, 375–382 (2006).
Fridman, B. & Hutchinson, TC Atmosferadan hapalaýjy maddalar we Sudbury, Ontario, Kanada.can.J.Bot.58 (1), 108-132.https: //doi.org/10.1139/b80-014 (1980).
Manyiwa, T. we ş.m. Toprakdaky agyr metallar, ösümlikler we Botswana.surroundings.Geohimiýa. Saglyk https://doi.org/10.1007/s10653-021-00918-x (2021).
Cabata-Pendias. G = (2020-nji ýylyň 24-nji noýabrynda girildi).
Almås, A., Singh, B., Oba hojalygy, TS-NJ & 1995
Nielsen, GD we başgalar. Nikeliň içilýän suwda saklanmagy we iýmitiň kabul edilmegi we nikeliň duýgurlygy.toxicology.application.Parmakodinamika.154, 67–75 (1999) bilen baglanyşykly.
Kosta, M. & Klein, CB Nikel kanserogenez, mutasiýa, epigenetika ýa-da saýlama.surroundings. Saglyk perspektiwasy.107, 2 (1999).
Ajman, HK;Ajado, SK;Borůvka, L.;Bini, JKM;Sarkody, VYO;Kobonye, NM;Potensial zäherli elementleriň tendensiýa derňewi: bibliometrik syn. Daşky gurşaw geohimiýasy we saglyk. Springer Science & Business Media BV 2020.https: //doi.org/10.1007/s10653-020-00742-9.
Minasny, B. & MakBratni, AB Sanly toprak kartasy: Gysgaça taryh we käbir sapaklar. Geoderma 264, 301–311.https: //doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.07.017 (2016).
MakBratni, AB, Mendonça Santos, ML & Minasny, B. Sanly toprak kartasy barada. Geoderma 117 (1-2), 3-52.https: //doi.org/10.1016/S0016-7061 (03) 00223-4 (2003).
Doýç.CV Geostatistiki suw howdany modellemek,… - Google Scholar https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=CV+Deutsch%2C+2002%2C+Geostatistical+Reservoir+Modeling%2C + Oksford + Uniwersitet + Press +N
Iş wagty: Iýul-22-2022