Araştırma Makalesi

Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms

Cilt: 11 Sayı: 1 28 Mart 2025
PDF İndir
EN TR

Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms

Öz

This study aims to compare Random Forest Regression and LightGBM algorithms for the prediction of pH value, which is an important parameter in water quality assessment. The performance of both algorithms is evaluated with metrics such as RMSE, R-squared and AUC (Area Under Curve). The results show that the LightGBM algorithm outperforms Random Forest (0.84) with an AUC value of 0.86 and provides better prediction accuracy, especially on large and complex datasets. These findings demonstrate the applicability of machine learning techniques in environmental monitoring processes and their potential for effective management of water quality. The results highlight the superiority of the LightGBM algorithm in solving environmental problems such as pH prediction, but also provide suggestions for more comprehensive approaches. The application of hybrid modeling techniques, generalizable analyses with datasets from different water sources, and the development of real-time monitoring systems are suggested to extend the findings of the study. This study contributes to the literature by demonstrating the importance of machine learning algorithms in environmental monitoring and water quality management.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Breiman, L. (2001). Random forests. Machine Learning, 45(1), 5–32. https://doi.org/10.1023/A:1010933404324
  2. Elsenety, M. M., Mohamed, M. B. I., Sultan, M. E., & Elsayed, B. A. (2022). Facile and highly precise pH-value estimation using common pH paper based on machine learning techniques and supported mobile devices. Scientific Reports, 12(22584). https://doi.org/10.1038/s41598-022-27054-5
  3. Ganapa, J. R., Choudari, S., & Rao, M. K. (2024). Gold price prediction using random forest regression. Educational Administration: Theory and Practice, 30(1), 1052–1055. https://doi.org/10.53555/kuey.v30i1.5928
  4. Gao, B., & Balyan, V. (2022). Construction of a financial default risk prediction model based on the LightGBM algorithm. Journal of Intelligent Systems, 31(767–779). https://doi.org/10.1515/jisys-2022-0036
  5. Iyer, S., Kaushik, S., & Nandal, P. (2023). Water quality prediction using machine learning. Manav Rachna International Journal of Engineering and Technology, 10(1), 59-68. https://doi.org/10.58864/mrijet.2023.10.1.8
  6. Kaggle, https://www.kaggle.com/datasets/somasreemajumder/waterdataset , (30.12.2024).
  7. Karaatlı, M., Helvacıoğlu, Ö. C., Ömürbek, N., & Tokgöz, G. (2012). Yapay sinir ağlari yöntemi ile otomobil satiş tahmini. Uluslararası Yönetim İktisat ve İşletme Dergisi, 8(17), 87-100.
  8. Koranga, M., et al. (2022). Machine learning algorithms for water quality prediction for Nanital Lake, Uttarakhand. International Journal of Advanced Research, 10(2), 103-114.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Ekoloji (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

28 Mart 2025

Gönderilme Tarihi

29 Ocak 2025

Kabul Tarihi

24 Mart 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 11 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Budak, İ. (2025). Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms. MEMBA Su Bilimleri Dergisi, 11(1), 42-49. https://doi.org/10.58626/memba.1667338
AMA
1.Budak İ. Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms. MEMBA Su Bilimleri Dergisi. 2025;11(1):42-49. doi:10.58626/memba.1667338
Chicago
Budak, İbrahim. 2025. “Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms”. MEMBA Su Bilimleri Dergisi 11 (1): 42-49. https://doi.org/10.58626/memba.1667338.
EndNote
Budak İ (01 Mart 2025) Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms. MEMBA Su Bilimleri Dergisi 11 1 42–49.
IEEE
[1]İ. Budak, “Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms”, MEMBA Su Bilimleri Dergisi, c. 11, sy 1, ss. 42–49, Mar. 2025, doi: 10.58626/memba.1667338.
ISNAD
Budak, İbrahim. “Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms”. MEMBA Su Bilimleri Dergisi 11/1 (01 Mart 2025): 42-49. https://doi.org/10.58626/memba.1667338.
JAMA
1.Budak İ. Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms. MEMBA Su Bilimleri Dergisi. 2025;11:42–49.
MLA
Budak, İbrahim. “Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms”. MEMBA Su Bilimleri Dergisi, c. 11, sy 1, Mart 2025, ss. 42-49, doi:10.58626/memba.1667338.
Vancouver
1.İbrahim Budak. Prediction of Water Quality’s pH value using Random Forest and LightGBM Algorithms. MEMBA Su Bilimleri Dergisi. 01 Mart 2025;11(1):42-9. doi:10.58626/memba.1667338

Cited By

"Menba Kastamonu Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Dergisi" olarak 2013'te kurulan dergimiz,
"MEMBA Su Bilimleri Dergisi" olarak yayın hayatına devam etmektedir.
-----------
MEMBA Su Bilimleri Dergisi, Kastamonu Üniversitesi tarafından yayımlanan, uluslararası, hakemli ve açık erişimli bilimsel bir dergidir. Dergi, sucul bilimler ve su kaynaklarına ilişkin temel ve uygulamalı bilimsel araştırmaların yayımlanmasını teşvik etmeyi, disiplinler arası bilimsel iletişimi güçlendirmeyi ve bu alandaki bilgi birikimini artırmayı amaçlamaktadır. Dergi 2026 yılından itibaren sürekli yayın modelinde yayıncılık yapmaya başlamış olup, sadece İngilizce orjinal makaleler, kısa notlar, teknik notlar, raporlar ve derlemelere yer verir.

MEMBA Su Bilimleri Dergisi
TRDizin, SOBIAD, ASCI, CAB Direct, Google Scholar, Paperity, Asosindex, Academic Journal Index, CNKI Scholar
dizinlerinde taranmaktadır.
----------
Dergimize makale yükleme sırasında intihal benzerlik raporu yüklemek zorunlu ve bu raporun intihal benzerlik oranının % 30'un altında olması gerekmektedir. Bu raporu yazarlar makale yükleme sırasında göndermelidir.
Dergimize yüklenen makalelerde Türkçe ve İngilizce özetlerin bulunması zorunludur.