Probabilistic Assessment of Groundwater Potential Using Spatially Aware Machine Learning and Multimodal Geospatial Data

Technologies, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/technologies14070447
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study presents a spatially aware machine learning model for probabilistic groundwater potential assessment using multimodal geospatial data derived from topography, hydrotopography, climate, soil, land use, Sentinel-1 SAR, and water balance variables. The model incorporates spatially consistent data partitioning, leakage-controlled model development, and probabilistic forecasting to improve the robustness and transferability of groundwater potential assessment. A total of 2402 spatial observations, including 601 groundwater-related locations and 1801 spatially filtered pseudo-absence samples, were used to evaluate eleven machine learning and deep learning models. The proposed hybrid framework achieved the best overall validation results with ROC-AUC of 0.9319, PR-AUC of 0.8363, F1-measure of 0.8226, balanced accuracy of 0.8847, and MCC of 0.7613. Independent spatial block testing further demonstrated strong generalization ability, showing ROC-AUC of 0.9535, PR-AUC of 0.9002, F1-measure of 0.7983, balanced accuracy of 0.8594, and MCC of 0.7336. Comparative experiments demonstrated that the proposed framework remains competitive with state-of-the-art machine learning and deep learning approaches while providing robust probabilistic estimates in spatially separated validation. The resulting groundwater potential maps identify areas with environmental conditions similar to known groundwater observations and provide a reliable basis for prioritizing hydrogeological studies, groundwater exploration, and regional water resources planning in data-poor settings.