Harvest forecasting is the great demand of multiple aspects like temperature, rain, environment, and their relations. The existing study investigates the climate conditions and aids the cultivators to know the harvest yields before planting in farms. The proposed study uses federated learning. In addition, the additional widespread techniques such as bagging classifier, extra tees classifier, linear discriminant analysis classifier, quadratic discriminant analysis classifier, stochastic gradient boosting classifier, blending models, random forest regressor, and AdaBoost are utilized together. These presented nine algorithms achieved exemplary satisfactory accuracies. The powerful contributions of proposed algorithms can create exact harvest forecasting. Ultimately, we intend to compare our study with the earlier research's results.
The increased turbidity in rivers during flood events has various effects on water environmental management, including drinking water supply systems. Thus, prediction of turbid water is essential for water environmental management. Recently, various advanced machine learning algorithms have been increasingly used in water environmental management. Ensemble machine learning algorithms such as random forest (RF) and gradient boosting decision tree (GBDT) are some of the most popular machine learning algorithms used for water environmental management, along with deep learning algorithms such as recurrent neural networks. In this study GBDT, an ensemble machine learning algorithm, and gated recurrent unit (GRU), a recurrent neural networks algorithm, are used for model development to predict turbidity in a river. The observation frequencies of input data used for the model were 2, 4, 8, 24, 48, 120 and 168 h. The root-mean-square error-observations standard deviation ratio (RSR) of GRU and GBDT ranges between 0.182~0.766 and 0.400~0.683, respectively. Both models show similar prediction accuracy with RSR of 0.682 for GRU and 0.683 for GBDT. The GRU shows better prediction accuracy when the observation frequency is relatively short (i.e., 2, 4, and 8 h) where GBDT shows better prediction accuracy when the observation frequency is relatively long (i.e. 48, 120, 160 h). The results suggest that the characteristics of input data should be considered to develop an appropriate model to predict turbidity.
Particulate matter(PM) among air pollutants with complex and widespread causes is classified according to particle size. Among them, PM2.5 is very small in size and can cause diseases in the human respiratory tract or cardiovascular system if inhaled by humans. In order to prepare for these risks, state-centered management and preventable monitoring and forecasting are important. This study tried to predict PM2.5 in Seoul, where high concentrations of fine dust occur frequently, using two ensemble models, random forest (RF) and extreme gradient boosting (XGB) using 15 local data assimilation and prediction system (LDAPS) weather-related factors, aerosol optical depth (AOD) and 4 chemical factors as independent variables. Performance evaluation and factor importance evaluation of the two models used for prediction were performed, and seasonal model analysis was also performed. As a result of prediction accuracy, RF showed high prediction accuracy of R2 = 0.85 and XGB R2 = 0.91, and it was confirmed that XGB was a more suitable model for PM2.5 prediction than RF. As a result of the seasonal model analysis, it can be said that the prediction performance was good compared to the observed values with high concentrations in spring. In this study, PM2.5 of Seoul was predicted using various factors, and an ensemble-based PM2.5 prediction model showing good performance was constructed.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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v.23
no.5
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pp.949-959
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2012
This article is to find the right size of decision trees that performs better for boosting algorithm. First we defined the tree size D as the depth of a decision tree. Then we compared the performance of boosting algorithm with different tree sizes in the experiment. Although it is an usual practice to set the tree size in boosting algorithm to be small, we figured out that the choice of D has a significant influence on the performance of boosting algorithm. Furthermore, we found out that the tree size D need to be sufficiently large for some dataset. The experiment result shows that there exists an optimal D for each dataset and choosing the right size D is important in improving the performance of boosting. We also tried to find the model for estimating the right size D suitable for boosting algorithm, using variables that can explain the nature of a given dataset. The suggested model reveals that the optimal tree size D for a given dataset can be estimated by the error rate of stump tree, the number of classes, the depth of a single tree, and the gini impurity.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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v.15
no.3
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pp.58-65
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2023
Bankruptcy is a significant risk for start-up companies, but with the help of cutting-edge artificial intelligence technology, we can now predict bankruptcy with detailed explanations. In this paper, we implemented the Category Boosting algorithm following data cleaning and editing using OpenRefine. We further explained our model using the Shapash library, incorporating domain knowledge. By leveraging the 5C's credit domain knowledge, financial analysts in banks or investors can utilize the detailed results provided by our model to enhance their decision-making processes, even without extensive knowledge about AI. This empowers investors to identify potential bankruptcy risks in their business models, enabling them to make necessary improvements or reconsider their ventures before proceeding. As a result, our model serves as a "glass-box" model, allowing end-users to understand which specific financial indicators contribute to the prediction of bankruptcy. This transparency enhances trust and provides valuable insights for decision-makers in mitigating bankruptcy risks.
This study used the OLS model to estimate the determinants affecting the tenure of a home and then compared the predictive power of each model with SVM, Decision Tree, Random Forest, Gradient Boosting, XGBooest and LightGBM. There is a difference from the preceding study in that the Stacking model, one of the ensemble models, can be used as a base model to establish a more predictable model to identify the volume of housing transactions in the housing market. OLS analysis showed that sales profits, housing prices, the number of household members, and the type of residential housing (detached housing, apartments) affected the period of housing ownership, and compared the predictability of the machine learning model with RMSE, the results showed that the machine learning model had higher predictability. Afterwards, the predictive power was compared by applying each machine learning after rebuilding the data with the influencing variables, and the analysis showed the best predictive power of Random Forest. In addition, the most predictable Random Forest, Decision Tree, Gradient Boosting, and XGBooost models were applied as individual models, and the Stacking model was constructed using Linear, Ridge, and Lasso models as meta models. As a result of the analysis, the RMSE value in the Ridge model was the lowest at 0.5181, thus building the highest predictive model.
In this study, ensemble machine learning (ML) models are employed to estimate the hardened properties of Self-Compacting Geopolymer Concrete (SCGC). The input variables affecting model development include the content of the SCGC such as the binder material, the age of the specimen, and the ratio of alkaline solution. On the other hand, the output parameters examined includes compressive strength, flexural strength, and split tensile strength. The ensemble machine learning models are trained and validated using a database comprising 396 records compiled from 132 unique mix trials performed in the laboratory. Diverse machine learning techniques, notably K-nearest neighbours (KNN), Random Forest, and Extreme Gradient Boosting (XGBoost), have been employed to construct the models coupled with Bayesian optimisation (BO) for the purpose of hyperparameter tuning. Furthermore, the application of nested cross-validation has been employed in order to mitigate the risk of overfitting. The findings of this study reveal that the BO-XGBoost hybrid model confirms better predictive accuracy in comparison to other models. The R2 values for compressive strength, flexural strength, and split tensile strength are 0.9974, 0.9978, and 0.9937, respectively. Additionally, the BO-XGBoost hybrid model exhibits the lowest RMSE values of 0.8712, 0.0773, and 0.0799 for compressive strength, flexural strength, and split tensile strength, respectively. Furthermore, a SHAP dependency analysis was conducted to ascertain the significance of each parameter. It is observed from this study that GGBS, Flyash, and the age of specimens exhibit a substantial level of influence when predicting the strengths of geopolymers.
Credit scoring is an objective and automatic system to assess the credit risk of each customer. The logistic regression model is one of the popular methods of credit scoring to predict the default probability; however, it may not detect possible nonlinear features of predictors despite the advantages of interpretability and low computation cost. In this paper, we propose to use a generalized partially linear model as an alternative to logistic regression. We also introduce modern ensemble technologies such as bagging, boosting and random forests. We compare these methods via a simulation study and illustrate them through a German credit dataset.
An, Tae-Ki;Ahn, Seong-Je;Park, Kwang-Young;Park, Goo-Man
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.37
no.2A
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pp.95-104
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2012
Pattern recognition using ensemble classifiers is composed of strong classifier which consists of many weak classifiers. In this paper, we used feature extraction to organize strong classifier using static camera sequence. The strong classifier is made of weak classifiers which considers environmental factors. So the strong classifier overcomes environmental effect. Proposed method uses binary foreground image by frame difference method and the boosting is used to train crowdedness model and recognize crowdedness using features. Combination of weak classifiers makes strong ensemble classifier. The classifier could make use of potential features from the environment such as shadow and reflection. We tested the proposed system with road sequence and subway platform sequence which are included in "AVSS 2007" sequence. The result shows good accuracy and efficiency on complex environment.
Purpose - This study aims to develop machine learning models to predict administrative issue designation in KOSDAQ Market using financial data. Design/methodology/approach - Employing four classification techniques including logistic regression, support vector machine, random forest, and gradient boosting to a matched sample of five hundred and thirty-six firms over an eight-year period, the authors develop prediction models and explore the practicality of the models. Findings - The resulting four binary selection models reveal overall satisfactory classification performance in terms of various measures including AUC (area under the receiver operating characteristic curve), accuracy, F1-score, and top quartile lift, while the ensemble models (random forest and gradienct boosting) outperform the others in terms of most measures. Research implications or Originality - Although the assessment of administrative issue potential of firms is critical information to investors and financial institutions, detailed empirical investigation has lagged behind. The current research fills this gap in the literature by proposing parsimonious prediction models based on a few financial variables and validating the applicability of the models.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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