评估PlanetScope卫星影像估算颗粒物氧化潜力的潜力
计算机视觉与模式识别
2024-07-22 v1 机器学习
摘要
氧化潜力（OP）用于衡量颗粒物（PM）在肺部诱导氧化应激的能力，正日益被视为PM毒性的一个指标。由于OP并非日常监测项目，因此估算其暴露量和健康影响可能具有挑战性。遥感数据通常用于估算PM质量浓度，但从未被用于估算OP。在本研究中，我们评估了卫星图像估算OP的潜力，OP通过无细胞抗坏血酸（OP AA）和二硫苏糖醇（OP DTT）测定法对法国格勒诺布尔周边三个地点五年内定期采集的24小时PM10样本进行测量。我们使用深度卷积神经网络提取每日3米/像素的PlanetScope卫星图像的特征，并训练一个多层感知器，基于图像特征和常见气象变量，以1公里空间分辨率估算OP。该模型捕获了OP AA一半以上的变异和OP DTT近一半的变异（测试集R2分别为0.62和0.48），相对平均绝对误差（MAE）约为32%。仅使用卫星图像，模型仍能捕获OP AA约一半的变异和OP DTT约三分之一的变异（测试集R2分别为0.49和0.36），相对MAE约为37%。如果在其他地区得到证实，我们的方法可能代表一种低成本的方法，用于扩大OP估算的时间或空间覆盖范围。
引用
@article{arxiv.2407.13778,
title = {Assessing the Potential of PlanetScope Satellite Imagery to Estimate Particulate Matter Oxidative Potential},
author = {Ian Hough and Loïc Argentier and Ziyang Jiang and Tongshu Zheng and Mike Bergin and David Carlson and Jean-Luc Jaffrezo and Jocelyn Chanussot and Gaëlle Uzu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.13778},
year = {2024}
}