کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

Process‑Informed Machine Learning for Satellite‑Based Prediction of Harmful Algal Blooms in the Persian Gulf

نویسندگان :

Zahra Mollaei¹ Soleyman Nezhadbasaidu²

1- دانشگاه سیستان و بلوچستان 2- دانشگاه سیستان و بلوچستان

کلمات کلیدی :

Red Tide،Persian Gulf،Machine Learning،Remote Sensing،XGBoost

چکیده :

Harmful algal blooms (HABs), commonly known as red tides, represent a major ecological and economic concern in the Persian Gulf, where high temperature, elevated salinity, and intense anthropogenic pressure create favorable conditions for bloom development. This study presents a Machine Learning (ML)–based framework for the monitoring and prediction of HABs using satellite‑derived biogeochemical indicators. Multi‑sensor data from MODIS‑Aqua and Sentinel‑3 OLCI (2018–2023) were processed to extract key environmental variables, including chlorophyll‑a (Chl‑a), sea surface temperature (SST), remote‑sensing reflectance (Rrs), photosynthetically active radiation (PAR), and the diffuse attenuation coefficient Kd(490). After preprocessing and labeling bloom‑prone pixels, four supervised algorithms—Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Network (ANN), and eXtreme Gradient Boosting (XGBoost)—were trained to classify HAB versus non‑HAB conditions. Model performance was evaluated using Accuracy, F1‑score, Area Under the Curve (AUC), and Root Mean Square Error (RMSE). The results show that tree‑based models outperform other approaches, with XGBoost achieving the highest Accuracy (95.4%), F1‑score (0.94), AUC (0.97), and the lowest RMSE (1.05 mg m⁻³). These findings highlight the strong predictive capability of integrating satellite observations with advanced ML, offering a robust foundation for early‑warning and continuous monitoring systems to support sustainable marine ecosystem management in the Persian Gulf.

لیست مقالات

لیست مقالات بایگانی شده

بررسی عملکرد غشاهای پلیمری نانوالیافی الکتروریسی شده با قابلیت آبگریزی و توأمان برخورداری از امکان تنفس و عبوردهی بخارآب

عبدالرحیم فرامرزی - علیرضا معلم زاده - دریا مقصودنیا - فواد حقدادی

نگاهی توصیفی بر نقش پدافند غیرعامل در حفظ و نگهداری منابع زیرزمینی و محیط زیست

رسول صفائی نمین - فائزه سعیدی - رسا صفائی نمین

بررسی انواع حریق و دلایل بروز آن در مناطق چهارگانه همدان و راهکارهای کاهش آن

محمد رحمانی - میثم عزیزی

بررسی حذف بیولوژیکی نیترات از آب با استفاده از بیوراکتور غشایی

حسین حضرتی - سپهر دانش

مروری بر کاربرد انرژی خورشیدی به عنوان انرژی پاک در مناطق مختلف ایران

بهاره دلیل

کاهش آلایندگی زیست محیطی پسماند گِلِ قرمز حاصل از فرآوری بوکسیت: خنثی سازی و ایجاد ارزش افزوده

اسلام کاشی - راضیه حبیب پور

A comprehensive review of microplastics sources, fate, and distribution

Ali Mahmoudnia - Nasser Mehrdadi - Farshad Golbabaei Kootenaei - Zohreh Ghorbani Ali Mahmoudnia - Nasser Mehrdadi - Farshad Golbabaei Kootenaei - Zohreh Ghorbani -

نقش خدمات اکوسیستمی مراتع در دستیابی به توسعه پایدار

مرضیه علی خواه اصل

بررسی اثر میکروپلاستیکهای ناشی از پسماندهای صنعتی بر کیفیت آب آشامیدنی: مقاله مروری با نگاهی بر فناوریهای نوین و هوش مصنوعی

امیرمحمد پورمحمودحصار - پرستو پورمحمودحصار

رهیافت یکپارچه اینترنت‌اشیاء و بلاکچین در مدیریت پسماندهای صنعتی

میترا چراغی

بیشتر