Skip to main content

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Estimation of Microphysical Parameters of Atmospheric Pollution Using Machine Learning

verfasst von : C. Llerena, D. Müller, R. Adams, N. Davey, Y. Sun

Erschienen in: Artificial Neural Networks and Machine Learning – ICANN 2018

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The estimation of microphysical parameters of pollution (effective radius and complex refractive index) from optical aerosol parameters entails a complex problem. In previous work based on machine learning techniques, Artificial Neural Networks have been used to solve this problem. In this paper, the use of a classification and regression solution based on the k-Nearest Neighbor algorithm is proposed. Results show that this contribution achieves better results in terms of accuracy than the previous work.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Stocker, T.F., et al.: Climate change 2013: the physical science basis. Intergovernmental panel on climate change, working group I contribution to the IPCC fifth assessment report (AR5), Cambridge, UK and New York, NY, USA, p. 1535 (2013) Stocker, T.F., et al.: Climate change 2013: the physical science basis. Intergovernmental panel on climate change, working group I contribution to the IPCC fifth assessment report (AR5), Cambridge, UK and New York, NY, USA, p. 1535 (2013)
3.
Zurück zum Zitat Ansmann, A., Riebesell, M., Weitkamp, C.: Measurement of atmospheric aerosol extinction profiles with a Raman lidar. Opt. Lett. 15, 746–748 (1990)CrossRef Ansmann, A., Riebesell, M., Weitkamp, C.: Measurement of atmospheric aerosol extinction profiles with a Raman lidar. Opt. Lett. 15, 746–748 (1990)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Veselovskii, I., Kolgotin, A., Griaznov, V., Müller, D., Wandinger, U., Whiteman, N.D.: Inversion with regularization for the retrieval of tropospheric aerosol parameters from multiwavelength lidar sounding. Appl. Opt. 41(18), 3685–3699 (2002)CrossRef Veselovskii, I., Kolgotin, A., Griaznov, V., Müller, D., Wandinger, U., Whiteman, N.D.: Inversion with regularization for the retrieval of tropospheric aerosol parameters from multiwavelength lidar sounding. Appl. Opt. 41(18), 3685–3699 (2002)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Müller, D., Wandinger, U., Ansmann, A.: Microphysical particle parameters from extinction and backscatter lidar data by inversion with regularization: simulation. Appl. Opt. 38, 2358–2368 (1999)CrossRef Müller, D., Wandinger, U., Ansmann, A.: Microphysical particle parameters from extinction and backscatter lidar data by inversion with regularization: simulation. Appl. Opt. 38, 2358–2368 (1999)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Böckmann, C., Mironova, I., Müller, D., Schneidenbach, L., Nessler, R.: Microphysical aerosol parameters from multiwavelength lidar. J. Opt. Soc. Am. A 22, 518–528 (2005)MathSciNetCrossRef Böckmann, C., Mironova, I., Müller, D., Schneidenbach, L., Nessler, R.: Microphysical aerosol parameters from multiwavelength lidar. J. Opt. Soc. Am. A 22, 518–528 (2005)MathSciNetCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Kolgotin, A., Müller, D.: Theory of inversion with two-dimensional regularization: profiles of microphysical particle properties derived from multiwavelength lidar measurements. Appl. Opt. 47, 4472–4490 (2008)CrossRef Kolgotin, A., Müller, D.: Theory of inversion with two-dimensional regularization: profiles of microphysical particle properties derived from multiwavelength lidar measurements. Appl. Opt. 47, 4472–4490 (2008)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Müller, D., Kolgotin, A., Mattis, I., Petzold, A., Stohl, A.: Vertical profiles of microphysical particle properties derived from inversion with two-dimensional regularization of multiwavelength Raman lidar data: experiment. Appl. Opt. 50, 2069–2079 (2011)CrossRef Müller, D., Kolgotin, A., Mattis, I., Petzold, A., Stohl, A.: Vertical profiles of microphysical particle properties derived from inversion with two-dimensional regularization of multiwavelength Raman lidar data: experiment. Appl. Opt. 50, 2069–2079 (2011)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Mamun, M.M., Müller, D.: Retrieval of Intensive aerosol microphysical parameters from multiwavelength Raman/HSRL lidar: feasibility study with artificial neural networks. Neural Netw. Atmos. Meas. Tech. Discuss. 7 (2016) Mamun, M.M., Müller, D.: Retrieval of Intensive aerosol microphysical parameters from multiwavelength Raman/HSRL lidar: feasibility study with artificial neural networks. Neural Netw. Atmos. Meas. Tech. Discuss. 7 (2016)
10.
Zurück zum Zitat Hadamard, J.: Bull. Univ. Princeton 13, 49 (1902) Hadamard, J.: Bull. Univ. Princeton 13, 49 (1902)
11.
Zurück zum Zitat Schalkoff, R.J.: Artificial Neural Networks, vol. 1. McGraw-Hill, New York (1997)MATH Schalkoff, R.J.: Artificial Neural Networks, vol. 1. McGraw-Hill, New York (1997)MATH
12.
Zurück zum Zitat Bohren, C., Huffman, D.: Absorption and Scattering of Light by Small Particles. Wiley, Hoboken (1998). Wiley science paperback seriesCrossRef Bohren, C., Huffman, D.: Absorption and Scattering of Light by Small Particles. Wiley, Hoboken (1998). Wiley science paperback seriesCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Hinds, C.W.: Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, 2nd edn., p. 504, January 1999. ISBN 978-0-471-19410-1 Hinds, C.W.: Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, 2nd edn., p. 504, January 1999. ISBN 978-0-471-19410-1
14.
15.
Zurück zum Zitat Huang, G.-B., Zhu, Q.-Y., Siew, C.-K.: Extreme learning machine: theory and applications. Neurocomputing 70(1–3), 489–501 (2006)CrossRef Huang, G.-B., Zhu, Q.-Y., Siew, C.-K.: Extreme learning machine: theory and applications. Neurocomputing 70(1–3), 489–501 (2006)CrossRef
Metadaten
Titel
Estimation of Microphysical Parameters of Atmospheric Pollution Using Machine Learning
verfasst von
C. Llerena
D. Müller
R. Adams
N. Davey
Y. Sun
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-01418-6_57