論文の概要: Assessing the Potential of PlanetScope Satellite Imagery to Estimate Particulate Matter Oxidative Potential
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.13778v1
- Date: Mon, 1 Jul 2024 22:23:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-28 18:48:53.829633
- Title: Assessing the Potential of PlanetScope Satellite Imagery to Estimate Particulate Matter Oxidative Potential
- Title（参考訳）: 粒子状物質酸化電位推定のためのPlanetScope衛星画像の可能性評価
- Authors: Ian Hough, Loïc Argentier, Ziyang Jiang, Tongshu Zheng, Mike Bergin, David Carlson, Jean-Luc Jaffrezo, Jocelyn Chanussot, Gaëlle Uzu,
- Abstract要約: 酸化電位(OP)は、肺の酸化ストレスを誘導するために粒子状物質(PM)の容量を測定するが、PM毒性の指標として認識される。
acellular ascorbic acid (OP AA) と dithiothreitol (OP DTT) で測定されたOPを推定するための衛星画像の可能性を評価する。
深部畳み込みニューラルネットワークを用いて、毎日3m/ピクセルのPlanetScope衛星画像の特徴を抽出し、多層パーセプトロンを訓練し、1kmの空間分解能でOPを推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.363902909371273
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Oxidative potential (OP), which measures particulate matter's (PM) capacity to induce oxidative stress in the lungs, is increasingly recognized as an indicator of PM toxicity. Since OP is not routinely monitored, it can be challenging to estimate exposure and health impacts. Remote sensing data are commonly used to estimate PM mass concentration, but have never been used to estimate OP. In this study, we evaluate the potential of satellite images to estimate OP as measured by acellular ascorbic acid (OP AA) and dithiothreitol (OP DTT) assays of 24-hour PM10 sampled periodically over five years at three locations around Grenoble, France. We use a deep convolutional neural network to extract features of daily 3 m/pixel PlanetScope satellite images and train a multilayer perceptron to estimate OP at a 1 km spatial resolution based on the image features and common meteorological variables. The model captures more than half of the variation in OP AA and almost half of the variation in OP DTT (test set R2 = 0.62 and 0.48, respectively), with relative mean absolute error (MAE) of about 32%. Using only satellite images, the model still captures about half of the variation in OP AA and one third of the variation in OP DTT (test set R2 = 0.49 and 0.36, respectively) with relative MAE of about 37%. If confirmed in other areas, our approach could represent a low-cost method for expanding the temporal or spatial coverage of OP estimates.
- Abstract（参考訳）: 酸化電位(OP)は、肺の酸化ストレスを誘導するために粒子状物質(PM)の容量を測定するが、PM毒性の指標として認識される。
OPは定期的に監視されないため、露出や健康への影響を見積もることは困難である。
リモートセンシングデータは通常、PM濃度を推定するために使用されるが、OPを推定するために使用されることはない。
本研究では,無細胞アスコルビン酸 (OP AA) とジチオスレイトール (OP DTT) で測定されたOPを, フランスのグレノブル周辺3カ所で5年間にわたって定期的に測定した。
深部畳み込みニューラルネットワークを用いて、毎日3m/ピクセルのPlanetScope衛星画像の特徴を抽出し、多層パーセプトロンを訓練し、画像の特徴と一般的な気象変数に基づいて1kmの空間分解能でOPを推定する。
このモデルはOP AAの変動の半分以上、OP DTT(それぞれテストセットR2 = 0.62と0.48)の変動の半分以上を捉え、相対平均絶対誤差(MAE)は約32%である。
衛星画像のみを用いて、OP AAの変動の約半分とOP DTT(それぞれテストセットR2 = 0.49と0.36)の変動の約3分の1を、相対MAEは約37%である。
他の領域で確認された場合、OP推定の時間的・空間的範囲を拡大するための低コストな手法を示すことができる。
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