Skip to main content

Table 3 The performance of different deep learning models for NO\(_{2}\) emission prediction in the testing set

From: Artificial intelligence for improving Nitrogen Dioxide forecasting of Abu Dhabi environment agency ground-based stations

 

MAE

MSE

Station

M0

M1

M2

M3

M4

M5

M0

M1

M2

M3

M4

M5

Station 1

0.19 (± 0.18)

0.26 (± 0.19)

0.21 (± 0.07)

0.24 (± 0.16)

0.04 (± 0.04)

0.7 (± 0.55)

0.22 (± 0.18)

0.31 (± 0.21)

0.26 (± 0.08)

0.28 (± 0.16)

0.06 (± 0.04)

0.79 (± 0.54)

Station 2

0.17 (± 0.18)

0.27 (± 0.24)

0.24 (± 0.16)

0.24 (± 0.17)

0.05 (± 0.04)

0.69 (± 0.21)

0.21 (± 0.21)

0.32 (± 0.3)

0.28 (± 0.16)

0.29 (± 0.22)

0.07 (± 0.06)

0.81 (± 0.2)

Station 3

0.13 (± 0.15)

0.3 (± 0.28)

0.18 (± 0.15)

0.17 (± 0.15)

0.04 (± 0.04)

0.49 (± 0.28)

0.16 (± 0.17)

0.37 (± 0.35)

0.21 (± 0.17)

0.22 (± 0.18)

0.05 (± 0.05)

0.59 (± 0.27)

Station 4

0.1 (± 0.07)

0.25 (± 0.16)

0.17 (± 0.09)

0.16 (± 0.1)

0.05 (± 0.05)

0.31 (± 0.26)

0.12 (± 0.09)

0.29 (± 0.17)

0.21 (± 0.1)

0.18 (± 0.12)

0.06 (± 0.08)

0.38 (± 0.27)

Station 5

0.09 (± 0.08)

0.22 (± 0.14)

0.21 (± 0.14)

0.13 (± 0.09)

0.05 (± 0.05)

0.28 (± 0.14)

0.11 (± 0.11)

0.27 (± 0.18)

0.26 (± 0.16)

0.16 (± 0.13)

0.06 (± 0.06)

0.35 (± 0.15)

Station 6

0.11 (± 0.08)

0.19 (± 0.22)

0.16 (± 0.04)

0.17 (± 0.12)

0.04 (± 0.03)

0.54 (± 0.24)

0.14 (± 0.09)

0.24 (± 0.25)

0.2 (± 0.05)

0.21 (± 0.13)

0.05 (± 0.04)

0.66 (± 0.26)

Station 7

0.08 (± 0.05)

0.23 (± 0.08)

0.12 (± 0.04)

0.11 (± 0.07)

0.03 (± 0.02)

0.48 (± 0.18)

0.1 (± 0.07)

0.28 (± 0.09)

0.14 (± 0.05)

0.15 (± 0.09)

0.04 (± 0.03)

0.55 (± 0.17)

Station 8

0.08 (± 0.1)

0.14 (± 0.13)

0.16 (± 0.06)

0.11 (± 0.07)

0.04 (± 0.04)

0.37 (± 0.17)

0.1 (± 0.12)

0.16 (± 0.15)

0.2 (± 0.06)

0.14 (± 0.1)

0.04 (± 0.05)

0.48 (± 0.18)

Station 9

0.13 (± 0.1)

0.24 (± 0.17)

0.19 (± 0.12)

0.21 (± 0.19)

0.04 (± 0.04)

0.32 (± 0.18)

0.16 (± 0.14)

0.3 (± 0.21)

0.25 (± 0.16)

0.25 (± 0.22)

0.05 (± 0.06)

0.44 (± 0.22)

Station 10

0.18 (± 0.16)

0.26 (± 0.17)

0.19 (± 0.07)

0.21 (± 0.12)

0.07 (± 0.07)

0.63 (± 0.43)

0.23 (± 0.22)

0.31 (± 0.21)

0.23 (± 0.09)

0.27 (± 0.16)

0.09 (± 0.09)

0.76 (± 0.42)

Station 11

0.12 (± 0.08)

0.18 (± 0.16)

0.21 (± 0.05)

0.21 (± 0.11)

0.04 (± 0.02)

0.36 (± 0.15)

0.15 (± 0.1)

0.23 (± 0.2)

0.25 (± 0.06)

0.26 (± 0.13)

0.04 (± 0.03)

0.51 (± 0.16)

Station 12

0.07 (± 0.03)

0.17 (± 0.1)

0.13 (± 0.03)

0.08 (± 0.04)

0.02 (± 0.01)

0.56 (± 0.25)

0.09 (± 0.05)

0.2 (± 0.11)

0.15 (± 0.04)

0.1 (± 0.05)

0.03 (± 0.01)

0.67 (± 0.27)

Station 14

0.09 (± 0.06)

0.24 (± 0.21)

0.18 (± 0.11)

0.14 (± 0.11)

0.03 (± 0.02)

0.49 (± 0.27)

0.1 (± 0.07)

0.29 (± 0.25)

0.21 (± 0.13)

0.17 (± 0.13)

0.03 (± 0.02)

0.59 (± 0.26)

Station 15

0.07 (± 0.06)

0.2 (± 0.15)

0.14 (± 0.05)

0.11 (± 0.08)

0.02 (± 0.01)

0.61 (± 0.22)

0.09 (± 0.07)

0.24 (± 0.18)

0.17 (± 0.06)

0.14 (± 0.11)

0.03 (± 0.01)

0.7 (± 0.21)

Station 16

0.11 (± 0.06)

0.24 (± 0.15)

0.18 (± 0.07)

0.16 (± 0.09)

0.04 (± 0.01)

0.39 (± 0.27)

0.14 (± 0.08)

0.28 (± 0.17)

0.22 (± 0.08)

0.2 (± 0.11)

0.05 (± 0.02)

0.5 (± 0.28)

Station 17

0.08 (± 0.04)

0.15 (± 0.15)

0.17 (± 0.06)

0.16 (± 0.09)

0.03 (± 0.01)

0.48 (± 0.29)

0.1 (± 0.06)

0.19 (± 0.19)

0.21 (± 0.08)

0.19 (± 0.11)

0.04 (± 0.01)

0.63 (± 0.29)

Station 18

0.11 (± 0.11)

0.17 (± 0.24)

0.18 (± 0.09)

0.17 (± 0.17)

0.04 (± 0.04)

0.45 (± 0.24)

0.14 (± 0.14)

0.21 (± 0.28)

0.21 (± 0.11)

0.21 (± 0.2)

0.05 (± 0.05)

0.56 (± 0.23)

Station 19

0.09 (± 0.08)

0.22 (± 0.13)

0.14 (± 0.03)

0.15 (± 0.09)

0.03 (± 0.01)

0.47 (± 0.26)

0.11 (± 0.09)

0.26 (± 0.16)

0.18 (± 0.04)

0.18 (± 0.1)

0.04 (± 0.02)

0.55 (± 0.26)

Station 20

0.11 (± 0.05)

0.28 (± 0.12)

0.16 (± 0.05)

0.15 (± 0.08)

0.03 (± 0.01)

0.39 (± 0.26)

0.13 (± 0.06)

0.34 (± 0.15)

0.19 (± 0.06)

0.19 (± 0.1)

0.04 (± 0.01)

0.47 (± 0.28)

Average

0.11 (±0.09)

0.22 (±0.17)

0.17 (±0.08)

0.16 (±0.11)

0.04 (±0.03)

0.47 (±0.26)

0.14 (±0.11)

0.27 (±0.20)

0.21 (±0.09)

0.20 (±0.13 )

0.05 (±0.04)

0.58 (±0.26)

 

R2

RMSE

Station 1

M0

M1

M2

M3

M4

M5

M0

M1

M2

M3

M4

M5

Station 2

0.38 (± 1.35)

0.56 (± 0.33)

0.65 (± 0.28)

0.35 (± 1.19)

0.98 (± 0.05)

−4.83 (± 9.38)

0.08 (± 0.13)

0.14 (± 0.17)

0.07 (± 0.04)

0.11 (± 0.12)

0.0 (± 0.01)

0.91 (± 1.06)

Station 3

0.9 (± 0.09)

0.71 (± 0.31)

0.79 (± 0.15)

0.82 (± 0.12)

0.99 (± 0.01)

−1.43 (± 1.82)

0.09 (± 0.18)

0.19 (± 0.25)

0.1 (± 0.12)

0.13 (± 0.19)

0.01 (± 0.01)

0.69 (± 0.32)

Station 4

0.92 (± 0.09)

0.54 (± 0.4)

0.84 (± 0.12)

0.85 (± 0.12)

0.99 (± 0.01)

−1.71 (± 3.32)

0.06 (± 0.1)

0.25 (± 0.4)

0.07 (± 0.11)

0.08 (± 0.12)

0.0 (± 0.01)

0.43 (± 0.32)

Station 5

0.93 (± 0.07)

0.55 (± 0.34)

0.79 (± 0.15)

0.85 (± 0.11)

0.98 (± 0.04)

−0.92 (± 4.43)

0.02 (± 0.03)

0.12 (± 0.13)

0.05 (± 0.06)

0.05 (± 0.06)

0.01 (± 0.03)

0.22 (± 0.34)

Station 6

0.92 (± 0.09)

0.52 (± 0.36)

0.51 (± 0.54)

0.87 (± 0.11)

0.97 (± 0.05)

−0.2 (± 1.39)

0.02 (± 0.05)

0.11 (± 0.17)

0.09 (± 0.11)

0.04 (± 0.07)

0.01 (± 0.01)

0.15 (± 0.1)

Station 7

0.95 (± 0.04)

0.85 (± 0.2)

0.9 (± 0.05)

0.9 (± 0.08)

1.0 (± 0.01)

−0.32 (± 1.04)

0.03 (± 0.04)

0.12 (± 0.26)

0.04 (± 0.02)

0.06 (± 0.08)

0.0 (± 0.01)

0.51 (± 0.32)

Station 8

0.9 (± 0.1)

0.22 (± 0.36)

0.79 (± 0.13)

0.79 (± 0.17)

0.98 (± 0.02)

−2.83 (± 3.58)

0.01 (± 0.02)

0.09 (± 0.05)

0.02 (± 0.02)

0.03 (± 0.03)

0.0 (± 0.0)

0.33 (± 0.19)

Station 9

0.96 (± 0.06)

0.85 (± 0.21)

0.82 (± 0.13)

0.92 (± 0.06)

0.99 (± 0.01)

−0.31 (± 1.43)

0.03 (± 0.06)

0.05 (± 0.08)

0.04 (± 0.03)

0.03 (± 0.05)

0.0 (± 0.01)

0.26 (± 0.17)

Station 10

0.95 (± 0.05)

0.72 (± 0.28)

0.84 (± 0.16)

0.86 (± 0.13)

0.99 (± 0.01)

0.34 (± 0.62)

0.05 (± 0.08)

0.14 (± 0.15)

0.09 (± 0.13)

0.11 (± 0.18)

0.01 (± 0.02)

0.24 (± 0.28)

Station 11

0.86 (± 0.17)

0.78 (± 0.15)

0.82 (± 0.19)

0.75 (± 0.37)

0.98 (± 0.03)

−2.59 (± 5.73)

0.1 (± 0.23)

0.14 (± 0.18)

0.06 (± 0.05)

0.1 (± 0.11)

0.01 (± 0.03)

0.74 (± 0.8)

Station 12

0.96 (± 0.05)

0.9 (± 0.13)

0.9 (± 0.06)

0.9 (± 0.07)

1.0 (± 0.0)

0.61 (± 0.23)

0.03 (± 0.04)

0.09 (± 0.12)

0.07 (± 0.03)

0.09 (± 0.07)

0.0 (± 0.0)

0.28 (± 0.18)

Station 13

0.96 (± 0.04)

0.79 (± 0.17)

0.88 (± 0.06)

0.95 (± 0.02)

0.99 (± 0.01)

−1.83 (± 2.23)

0.01 (± 0.01)

0.05 (± 0.05)

0.02 (± 0.01)

0.01 (± 0.01)

0.0 (± 0.0)

0.52 (± 0.3)

Station 14

0.94 (± 0.05)

0.62 (± 0.33)

0.78 (± 0.16)

0.86 (± 0.13)

0.99 (± 0.01)

−5.16 (± 13.18)

0.02 (± 0.02)

0.14 (± 0.22)

0.06 (± 0.08)

0.05 (± 0.07)

0.0 (± 0.0)

0.41 (± 0.3)

Station 15

0.95 (± 0.03)

0.64 (± 0.28)

0.79 (± 0.13)

0.86 (± 0.11)

0.99 (± 0.0)

−3.96 (± 4.17)

0.01 (± 0.02)

0.09 (± 0.11)

0.03 (± 0.02)

0.03 (± 0.04)

0.0 (± 0.0)

0.54 (± 0.29)

Station 16

0.93 (± 0.04)

0.66 (± 0.25)

0.81 (± 0.08)

0.86 (± 0.08)

0.99 (± 0.0)

−0.25 (± 1.33)

0.02 (± 0.03)

0.11 (± 0.11)

0.06 (± 0.05)

0.05 (± 0.05)

0.0 (± 0.0)

0.33 (± 0.3)

Station 17

0.97 (± 0.02)

0.87 (± 0.16)

0.86 (± 0.07)

0.9 (± 0.06)

0.99 (± 0.01)

−1.06 (± 2.93)

0.01 (± 0.02)

0.07 (± 0.1)

0.05 (± 0.04)

0.05 (± 0.05)

0.0 (± 0.0)

0.47 (± 0.38)

Station 18

0.95 (± 0.05)

0.86 (± 0.21)

0.88 (± 0.05)

0.89 (± 0.11)

0.99 (± 0.01)

−0.46 (± 1.8)

0.04 (± 0.09)

0.12 (± 0.29)

0.06 (± 0.08)

0.08 (± 0.17)

0.01 (± 0.01)

0.36 (± 0.28)

Station 19

0.96 (± 0.04)

0.68 (± 0.31)

0.87 (± 0.08)

0.88 (± 0.07)

0.99 (± 0.0)

−0.7 (± 1.91)

0.02 (± 0.04)

0.1 (± 0.1)

0.03 (± 0.01)

0.04 (± 0.05)

0.0 (± 0.0)

0.37 (± 0.29)

Station 20

0.92 (± 0.07)

0.46 (± 0.24)

0.83 (± 0.06)

0.84 (± 0.1)

0.99 (± 0.01)

−0.47 (± 1.29)

0.02 (± 0.02)

0.14 (± 0.11)

0.04 (± 0.02)

0.05 (± 0.04)

0.0 (± 0.0)

0.3 (± 0.33)

Average

0.91 (±0.13)

0.67 (±0.26)

0.81 (±0.14)

0.84 (±0.17)

0.99 (±0.02)

−1.48 (±3.25 )

0.04 (±0.06)

0.12 (±0.16)

0.06 (±0.05)

0.06 (±0.08)

0.00 (±0.01)

0.42 (±0.34)

  1. M0: InceptionTime; M1: LSTM; M2: MiniRocket, M3: ResNet, M4: TSTransformer and M5: XceptionTime