Air pollution is a worldwide public health threat that can cause or exacerbate many illnesses, including respiratory disease, cardiovascular disease, and some cancers. However, epidemiological studies and public health decision-making are stymied by the inability to assess pollution exposure impacts in near real time. To address this, developing accurate digital twins of environmental pollutants will enable timely data-driven analytics - a crucial step in modernizing health policy and decision-making. Although other models predict and analyze fine particulate matter exposure, they often rely on modeled input data sources and data streams that are not regularly updated. Another challenge stems from current models relying on predefined grids. In contrast, our deep-learning approach interpolates surface level PM2.5 concentrations between sparsely distributed US EPA monitoring stations in a grid-free manner. By incorporating additional, readily available datasets - including topographic, meteorological, and land-use data - we improve its ability to predict pollutant concentrations with high spatial and temporal resolution. This enables model querying at any spatial location for rapid predictions without computing over the entire grid. To ensure robustness, we randomize spatial sampling during training to enable our model to perform well in both dense and sparse monitored regions. This model is well suited for near real-time deployment because its lightweight architecture allows for fast updates in response to streaming data. Moreover, model flexibility and scalability allow it to be adapted to various geographical contexts and scales, making it a practical tool for delivering accurate and timely air quality assessments. Its capacity to rapidly evaluate multiple scenarios can be especially valuable for decision-making during public health crises.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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