I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 ,   p p .   515 ~ 523   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 1 . p p 5 1 5 - 5 2 3          515       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Air quality   predic tion usin g  boo stin g - ba sed ma chine l ea rning   mo dels for sus tai na ble enviro nme nt       Ahma d   F a uz i 1 ,   M a h a rin a 2 ,   J a m a lud in   I nd r a 1 ,   A y u R a t n a   J u wi t a 1 ,   A g us t i a   H a n a n t o 2 ,   E uis   N ur l a el a s a ri 1   1 I n f o r mat i c s E n g i n e e r i n g   P r o g r a m,   F a c u l t y   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e U n i v e r si t a s B u a n a   P e r j u a n g a n   K a r a w a n g ,   K a r a w a n g ,   I n d o n e s i a   2 I n f o r mat i o n   S y st e ms Pr o g r a m ,   F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e U n i v e r s i t a B u a n a   P e r j u a n g a n   K a r a w a n g ,   K a r a w a n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  2 ,   2 0 2 4   R ev is ed   No v   1 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Dec   1 5 ,   2 0 2 5       Hig h   le v e ls  o a ir   p o ll u ti o n   a r e   e x trem e ly   h a rm fu t o   h u m a n a n d   t h e   e n v iro n m e n t.   Th e y   i n c re a se   th e   risk   o f   re sp irat o ry   in fe c ti o n s   a n d   lu n g   c a n c e r,   e sp e c ially   a m o n g   v u l n e ra b le  p o p u lati o n s.  T h e re fo re ,   d e v e lo p i n g   e ffe c ti v e   p o ll u ti o n   c o n tro m e a su re is  c ru c ial  fo m it ig a ti n g   th e se   n e g a ti v e   imp a c ts.  We  n e e d   to   imp lem e n t   e ffe c ti v e   m e th o d t o   p re d ict  a n d   m a n a g e   a ir  q u a li t y   f o r   th e   sa k e   o p u b li c   h e a lt h   a n d   a   h e a lt h ier  e n v ir o n m e n t .   In   re c e n y e a rs,  m a c h in e   lea rn in g   (M L)  m e th o d h a v e   b e e n   i n c re a sin g ly   u ti li z e d   in   a ir  q u a li t y   p re d icti o n   d u e   to   t h e ir   a b il it y   t o   a n a ly z e   d a tas e ts  a n d   id e n ti f y   c o m p lex   p a tt e rn s.  H o we v e r,   t h e   re li a b il it y   a n d   a c c u ra c y   o a ir  q u a li ty   p re d ictio n   m o d e ls  re m a in   a   c h a ll e n g e .   Th is  st u d y   p r o p o se a   b o o s ti n g - b a se d   M m o d e f o p re d ictin g   a ir  q u a li ty .   We  imp lem e n ted   th re e   sta g e in   th e   p ro p o se d   m e th o d .   I n   th e   first   st a g e ,   we   c o n d u c te d   d a ta  p re p r o c e ss in g   a n d   a n a ly sis  to   e li m in a te  n o ise ,   re m o v e   re d u n d a n d a ta,  a n d   e n c o d e   c a teg o rica fe a tu re s.  In   t h e   se c o n d   sta g e ,   we   p re d icte d   a ir  q u a li ty   c a teg o ries   b y   lev e ra g in g   2 5   M m o d e ls,  d iv id i n g   t h e m   in to   t h re e   d isti n c c a teg o ries .   Th e   re su lt sh o t h a th e   e x trem e   g r a d ien b o o st in g   (XG Bo o st),   li g h g ra d ien b o o st in g   m a c h i n e   (LG BM ),   a n d   a d a p ti v e   b o o sti n g   (Ad a Bo o st m o d e ls   o u t p e rfo rm   t h e   o th e rs  i n   a ir   q u a li ty   p re d icti o n ,   a c h iev i n g   a n   a c c u ra c y   o f   9 9 % .   F in a ll y ,   we   c o m p a re d   t h e se   th re e   m o d e ls  u si n g   1 0 - f o ld   c ro ss - v a li d a ti o n   t o   e n s u re   th e y   g e n e ra li z e   we ll   in   las sta g e .   K ey w o r d s :   Ad aBo o s t c lass if ier   Air   q u ality   p r e d ictio n   L GB clas s if ier   Ma ch in lear n in g   XGBo o s t   clas s if ier   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma h ar in a   I n f o r m atio n   Sy s tem s   Pro g r am ,   Facu lty   o f   C o m p u ter   Scien ce ,   Un iv er s itas   B u an Per ju an g a n   Kar awa n g   H. S.  R o n g g o walu y o   Stre et,   T e lu k   J am b e,   Kar awa n g ,   I n d o n e s ia   E m ail:  m ah ar in a@ u b p k ar awa n g . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   A i r   p o l l u ti o n   r e f e r s   t o   t h e   p r ese n c e   o f   h a r m f u l   s u b s t a n c es   i n   th e   a i r   t h a t a d v e r s el y   a f f e c t h e a lt h   [ 1 ] [ 3 ] T h ese  h ar m f u s u b s tan ce s   ca n   b f in p ar ticles,  to x ic  g ases ,   o r   o th er   ch em ical  co m p o u n d s   s u s p en d ed   in   th atm o s p h er e.   W h en   in h aled ,   th ese  s u b s tan ce s   ca n   ca u s v a r io u s   h ea lth   p r o b lem s ,   s u ch   as   ir r itatio n   o f   t h e y es   an d   th r o at  t o   c h r o n ic  r esp ir at o r y   d is ea s es.  Ad d itio n ally ,   ai r   p o llu tio n   c an   h av e   wid esp r ea d   en v ir o n m en tal  im p ac ts ,   in clu d in g   d am a g to   p lan ts ,   an im als,  an d   en tire   ec o s y s tem s   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Air   p o llu tio n ,   wh ich   h as  m an y   h ar m f u l   ef f ec ts   [ 6 ] ,   [ 7 ]   m u s b av o id ed ,   an d   th er ef o r e f f ec tiv m an ag em en m ea s u r e s   ar n ec ess ar y .   I n   s u p p o r tin g   s u s tain ab le  u r b an   d ev elo p m e n t,  ac cu r ate  air   q u a lity   m o n ito r in g   an d   p r ed ictio n   tech n o lo g ies  p lay   cr u cial  r o le   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h ese  t ec h n o lo g ies  p r o v id e   ess en tial  g u id a n ce   f o r   d ec is io n - m ak in g   r elate d   to   u r b an   en v ir o n m en tal  m an a g em en [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   Sev er al  s tu d ies  o n   air   q u ality   p r ed ictio n   u s in g   m ac h in e   lear n in g   ( ML )   h av b ee n   c o n d u cted   u s in g   v ar io u s   m eth o d s   ac r o s s   d if f er en lo ca tio n s   [ 1 2 ] [ 2 0 ] .   R esear ch   b y   I m am   et  a l.   [ 2 1 ]   in   R a b in d r a   an d   Victo r ia,   I n d ia,   em p lo y ed   s u p p o r v ec t o r   class if ier   ( SVC )   an d   r an d o m   f o r est  ( R F)  tech n iq u es.  T h is   s tu d y   f o cu s ed   o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 515 - 5 2 3   516   p o llu tan ts   s u ch   as  PM 2. 5 ,   PM 10 ,   NO 2 ,   C O,   SO 2 ,   an d   O 3 .   Du r i n g   d ata  p r e p r o ce s s in g   s tag e,   7 0 o f   th d ata  was   allo ca ted   f o r   tr ain in g   an d   3 0 f o r   test in g .   T h e   ex p e r im en t al  r esu lts   r ep o r ted   ac c u r ac y   o f   9 7 . 9 8   a n d   9 3 . 2 9 f o r   R ab in d r an d   Victo r ia,   r e s p ec tiv ely .   Me an wh ile,   th r esear ch   in   [ 1 5 ] ,   [ 2 2 ]   u s ed   an   8 0 :2 0   s p lit  r atio   f o r   th eir   tr ain in g   an d   test   d atasets .   Kh ad o m   et  a l .   [ 2 2 ]   p r o p o s ed   th u s o f   m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( ML P)  an d   lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( L STM )   m o d els  to   p r ed ict   air   q u ality   i n   B ag h d ad ,   wh ile  J an ar t h an an   et  a l.   [ 1 5 ]   em p lo y e d   L STM   to   f o r ec ast air   q u ality   in   I n d ia.   R ec en s tu d y   in   air   q u ality   p r e d ictio n   was  co n d u cte d   b y   R esti   et  a l [ 2 3 ]   i n   Sh an g h ai,   C h in a,   u tili ze d   e n s em b le  n aïv B ay es   ( NB ) d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   an d   R m eth o d s ,   ac h ie v in g   e x ce p tio n ally   h ig h   ac c u r ac y   ( 9 9 . 8 9 %).   Similar ly ,   L iv in g s t o n   et  a l.   [ 2 4 ]   s tu d y   in   B eijin g   also   m an u ally   s p lit  th d ataset .   T h is   s tu d y   ap p lied   f u zz y   lo g ic  tech n iq u es  an d   in clu d ed   a   b r o ad er   r an g e   o f   v ar iab les,  s u ch   as  tem p er at u r e,   h u m id ity ,   a n d   win d   s p ee d .   Ho wev er ,   m o s o f   th air   q u ality   p r ed ictio n   s tu d ies  d id   n o t   im p lem en k - f o ld   v ali d atio n   tech n i q u es  as   s h o wn   in   T ab le  1 .   T h u s o f   m an u al  d ataset  s p litt in g   with o u k - f o l d   v alid atio n   c an   co m p r o m is th e   r eliab ilit y   o f   th r esu lts .   Alth o u g h   t h r ep o r ted   ac cu r ac ies  ar p r o m is in g ,   th lack   o f   co m p r eh en s iv e   v alid atio n   m ay   af f ec t th m o d el's ab ilit y   to   g en er alize .       T ab le  1 .   Pre v i o u s   r esear ch   o n   air   q u ality   p r ed ictio n   u s in g   M L   m eth o d s   R e se a r c h e r s   D a t a s e t s   M e t h o d s   F e a t u r e s   Ta sk s   D a t a   p r o c e s se d   S p l i t _ ma n u a l l y ?   k - f o l d _   v a l i d a t i o n   L i v i n g s t o n   e t   a l .   [ 2 4 ]   B e i j i n g ,   C h i n a   F u z z y   NO 2 ,   C O ,   O 3 ,   P M 2 . 5 ,   P M 10 SO 2 ,   T E M P ,   P R E S ,   D E W P ,   R A I N ,   W D ,   W S P M   R e g r e ssi o n   M a n u a l l y   No   K h a d o m   e t   a l .   [ 2 2 ]   B a g h d a d ,   I r a q   M LP  a n d   LSTM   PM 2 . 5   R e g r e ssi o n   8 0 : 2 0   No   J a n a r t h a n a n   e t   a l [ 1 5 ]   I n d i a   LSTM   C O ,   S O 2 ,   NO 2 ,   P M 2 . 5   R e g r e ssi o n   8 0 : 2 0   No   I mam  e t   a l .   [ 2 1 ]   V i c t o r i a ,   I n d i a   RF   PM 2. 5 ,   P M 10 ,   N O 2 ,   C O ,   SO 2 , O 3   C l a s si f i c a t i o n   7 0 : 3 0   No   I mam  e t   a l .   [ 2 1 ]   R a b i n d r a ,   I n d i a   S V C   PM 2. 5 ,   P M 10 ,   N O 2 ,   C O ,   SO 2 , O 3   C l a s si f i c a t i o n   7 0 : 3 0   No   R e st i   e t   a l [ 2 3 ]   S h a n g h a i ,   C h i n a   En se mb l e   N B ,   D T ,   RF   W e a t h e r   f a c t o r s   a n d   a t m o s p h e r i c   v a r i a b l e s   ( t e m p e r a t u r e ,   s u n   h o u r ,   h u m i d y ,   w i n d ,   t o t a l   s n o w ,   h e a t ,   m o o n   i l l u m i n a t i o n ,   c l o u d )   C l a s si f i c a t i o n   M a n u a l l y   No       T o   ad d r ess   th is s u e,   th is   s tu d y   p r o p o s es  b o o s tin g - b ase d   ML   m o d el   f o r   p r ed ictin g   a ir   q u ality .   B o o s tin g   alg o r ith m s ,   in cl u d in g   ad ap tiv e   b o o s tin g   ( Ad aBo o s t) ex tr em g r ad ien b o o s tin g   ( XGBo o s t) lig h t   g r ad ien b o o s tin g   m ac h i n ( L GB M) ,   h av s h o wn   p r o m is in g   r esu lts   in   v ar io u s   p r e d ictio n   task s   d u to   th eir   ab ilit y   to   h an d le  co m p lex   d at an d   th eir   r o b u s tn ess   ag ain s o v er f itti n g .   T h m ain   co n tr ib u tio n   o f   th is   p ap er   lies   in   th f ac th at  th e   p r o p o s ed   m o d el   n o o n ly   p er f o r m s   well  with   m an u al  d ata  s p litt in g   b u also   m ain tain s   its   h ig h   ac cu r ac y   wh en   cr o s s - v alid atio n   tech n i q u es a r ap p lied .   T h k ey   f i n d in g s   ca n   b s u m m ar ized   as:     W p r o p o s u s in g   b o o s tin g - b ased   ML   m o d els  ( XGBo o s t,  L GB M,   an d   Ad aBo o s t )   to   ac c u r ately   p r e d ict   air   q u ality .     Am o n g   2 5   ML   m o d els,  p er f o r m an ce   o f   XGBo o s t   o u t p er f o r m s   th o th er s .     T h is   m eth o d   was d em o n s tr ated   u s in g   f l o o d   d ataset  f r o m   J a k ar ta,   I n d o n esia.     W u tili ze   th p r o p o s ed   b o o s tin g   m eth o d s   ( XGBo o s t,  L GB M,   an d   Ad aBo o s t )   with   1 0 - f o l d   c r o s s - v alid atio n   to   m i n im ize  b ias an d   en s u r th at  t h m o d el' s   p er f o r m an ce   is   g en er alize d .       2.   M AT E R I AL   A ND  M E T H O D   T h m eth o d o lo g y   o f   th is   s tu d y   co n s is ts   o f   s ev er al  k ey   s tep s   as  s h o wn   in   Fig u r 1 .   T h i n itial  s tag in v o lv es d ata  p r e p r o ce s s in g   a n d   an aly s is ,   wh ich   in clu d es h a n d lin g   m is s in g   v alu es,  ad d r ess in g   r ed u n d an t d ata,   en co d in g   ca teg o r ical  f ea tu r es,  an d   s p litt in g   th d ataset  in to   tr ain in g   an d   test in g   s u b s e ts .   T h is   p r o ce s s   is   cr u cial  f o r   en s u r in g   th at  th d ata  is   clea n   an d   r ea d y   f o r   an aly s is ,   u ltima tely   en h an cin g   th q u ality   an d   r eliab ilit y   o f   th s u b s eq u en ML   ap p licatio n s .   Fo llo win g   t h is ,   d iv er s ar r ay   o f   ML   alg o r ith m s   is   ap p lied   to   th p r ep r o ce s s ed   d ata.   T h d ataset  u s ed   in   th is   s tu d y   c o n tain s   d ata   o n   th e   air   p o llu tio n   s tan d ar d   in d e x   c o llected   f r o m     f iv air   q u ality   m o n ito r i n g   s tatio n s   lo ca ted   ac r o s s   th Pro v i n ce   o f   DKI   J ak ar ta,   I n d o n esia.  T h d ata  s p an s   th e   p er io d   f r o m   J an u ar y   2 0 2 1   to   Dec em b er   2 0 2 1 .   T h air   q u ality   ca teg o r ies  in   th is   d ata s e ar clas s if ied   in to   th r ee   lev els:   " g o o d ",   "m o d er ate" ,   an d   "u n h ea lth y ".   T h ese  f ea tu r es  ar s u m m ar ized   in   T ab le s   2   an d   3 ,     wh ich   p r o v id es  f u r t h er   d etails   o n   th s tr u ct u r o f   th d atase t.  I n   th is   s tu d y ,   ca te g o r ical  f e atu r es  en co d in g   is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A ir   q u a lity p r ed ictio n   u s in g   b o o s tin g - b a s ed   ma ch in le a r n in g   mo d els fo r   s u s ta in a b le    ( A h ma d   F a u z i )   517   ap p lied   t o   p r ep ar e   th e   d ata s et  f o r   u s in   ML   alg o r ith m s .   T o   ac h iev e   th is ,   th e   s cik it - lear n   p ac k ag e   ( h ttp s ://s cik it - lear n . o r g /)   is   u ti lized   [ 1 6 ] .   T h en   th d ataset  is   s p lit in to   8 0 % f o r   tr ain in g   a n d   2 0 % f o r   test in g .           Fig u r 1 .   W o r k f lo o f   th p r o p o s ed   r esear ch   m eth o d       T ab le  2 .   Su m m a r y   o f   f ea tu r es in   th air   q u ality   d ataset   No   F e a t u r e s   D e scri p t i o n s   D a t a   t y p e   1   D a t e   A i r   q u a l i t y   me a su r e me n t   d a t e   O b j e c t   2   PM 10   P a r t i c u l a t e a r e   o n e   o f   t h e   p a r a m e t e r mea s u r e d   I n t e g e r   3   PM 2 . 5   P a r t i c u l a t e a r e   o n e   o f   t h e   p a r a m e t e r mea s u r e d   F l o a t i n g   p o i n t   4   SO 2   S u l f i d e   ( i n   t h e   f o r m   o f   S O 2 )   i o n e   o f   t h e   p a r a m e t e r s me a su r e d   I n t e g e r   5   CO   C a r b o n   m o n o x i d e   i s   o n e   o f   t h e   p a r a m e t e r mea s u r e d   I n t e g e r   6   O 3   O z o n e   i o n e   o f   t h e   p a r a m e t e r s me a s u r e d   I n t e g e r   7   NO 2   N i t r o g e n   d i o x i d e   i s   o n e   o f   t h e   p a r a me t e r s m e a s u r e d   I n t e g e r   8   M a x   Th e   h i g h e st   mea s u r e d   v a l u e   o f   a l l   p a r a met e r s m e a s u r e d   a t   t h e   sa me  t i m e   I n t e g e r   9   C r i t i c a l   Th e   p a r a m e t e r   w i t h   t h e   h i g h e s t   me a s u r e men t   r e s u l t s   S t r i n g   10   C a t e g o r y     C a t e g o r y   o f   r e s u l t o f   a i r   p o l l u t i o n   s t a n d a r d   i n d e x   c a l c u l a t i o n   S t r i n g   11   Lo c a t i o n s   M e a su r e me n t   l o c a t i o n   a t   t h e   s t a t i o n   S t r i n g       T ab le  3 .   T h d etailed   o f   d atas et   No   D a t e   PM 10   PM 2 . 5   SO 2   CO   O 3   NO 2   M a x   C r i t i c a l   C a t e g o r y   Lo c a t i o n   1   1 0 / 6 / 2 0 2 1   66   1 0 3 . 0   66   10   58   35   1 0 3   PM 2. 5   U n h e a l t h y   D K I 4   2   3 / 5 / 2 0 2 1   65   8 1 . 0   54   16   59   30   81   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 2   3   6 / 2 4 / 2 0 2 1   80   1 1 9 . 0   54   19   42   52   1 1 9   PM 2. 5   U n h e a l t h y   D K I 4   4   9 / 2 1 / 2 0 2 1   61   9 9 . 0   52   11   58   36   99   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 4   5   1 0 / 2 1 / 2 0 2 1   53   7 4 . 0   61   11   57   32   74   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 3   6   1 2 / 4 / 2 0 2 1   50   6 5 . 0   45   13   43   16   65   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 3   7   1 1 / 2 7 / 2 0 2 1   37   5 6 . 0   41   10   45   22   56   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 4   8   1 2 / 2 / 2 0 2 1   35   5 6 . 0   42   7   40   14   56   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 4   9   9 / 1 8 / 2 0 2 1   57   1 0 1 . 0   53   9   51   22   1 0 1   PM 2. 5   U n h e a l t h y   D K I 4                           3 4 6   1 2 / 1 3 / 2 0 2 1   53   6 8 . 0   44   11   34   23   68   PM 2. 5   M o d e r a t e   D K I 3       2 . 1 .     Da t a   pre - pro ce s s ing   Pre p r o ce s s in g   m eth o d s   p lay   a   cr u cial  r o le  in   d ev elo p in g   ac cu r ate  ML   m o d els  [ 2 1 ] ,   [ 2 5 ] .   T h in itial  s tag o f   th an aly s is   in v o lv es   d ata  p r ep r o ce s s in g ,   wh ich   is   in clu d es  h an d lin g   m is s in g   v a lu es  an d   r em o v in g   r ed u n d an d ata.   I n   a d d r ess in g   m is s in g   v alu es,  r o ws  co n tain in g   n o n u m b er   ( NaN )   v alu es  in   th PM 2. v ar iab le  ar r em o v ed   to   en s u r th in teg r ity   o f   th d ataset.   Su ch   m is s in g   v alu es  ca n   lead   to   m is in ter p r etatio n   an d   in ac cu r ate  p r ed ictio n s ,   as  th m o d el  lack s   th co m p lete  in f o r m atio n   n ec ess ar y   f o r   m a k in g   p r e d ictio n .   A   v is u aliza tio n   o f   th e   m is s in g   v alu es  in   th PM 2. f ea tu r is   p r esen ted   in   Fig u r e   2 .   Fu r t h er m o r e,   r e d u n d an d ata,   ar elim in ated   to   p r ev en b ias in   th an aly s is .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 515 - 5 2 3   518       Fig u r 2 .   Gr a p h   o f   th tim s e r ies f o r   th PM 2. 5   f ea t u r s h o w in g   m is s in g   v alu es       T h p r esen ted   co r r elatio n   m at r ix   as  s h o wn   in   Fig u r 3   o f f er s   an   an aly s is   o f   th r elatio n s h ip s   am o n g   v ar io u s   air   q u ality   p ar am eter s   with in   th is   s tu d y .   T h h ea tm ap   d em o n s tr ate   th e   co r r ela tio n   o f   air   q u ality   f ea tu r es,  with   y ello in d icatin g   p o s itiv co r r elatio n   a n d   d ar k   b lu r e p r esen tin g   n e g ativ co r r elatio n .   L ig h ter   s h ad es in d icate   s tr o n g er   co r r elatio n   b etwe en   t h f e atu r es.           Fig u r 3 .   C o r r elatio n   h ea tm a p   o f   th air   q u ality   d ataset       2 . 2 .     P re dict io n   I n   s ec o n d   s tag e,   we  u tili ze   s ev er al  ML   in clu d in g   Ad aB o o s [ 1 4 ] ,   XGBo o s [ 2 6 ] ,   L GB [ 1 7 ]   R [ 2 6 ] ,   DT   [ 2 6 ] e x tr tr ee s ,   b ag g in g ,   s to ch asti g r ad ien t d escen ( SGD)   c lass if ier ,   lo g is tic  r eg r ess io n ,   lin ea r   d is cr im in an an aly s is ,   n ea r est  ce n tr o id ,   lab el  p r o p ag atio n ,   lab el  s p r ea d in g ,   p er ce p t r o n ,   lin ea r   SVC   [ 2 6 ] p ass iv ag g r ess iv class if ier ,   ca lib r ated   class if ier   cr o s s - v alid atio n   ( CV ) r id g class if ier   [ 2 6 ] r i d g class if ier   C [ 2 6 ] ,   SVC   [ 2 6 ] ,   B er n o u ll n aïv B ay es  ( B er n o u lliNB ) ,   q u ad r atic  d is cr im in an an al y s is G au s s ian   n aïv e   B ay es  ( Gau s s ian NB ) ,   k - n ea r e s n eig h b o r s   ( KNN )   [ 2 6 ] ,   an d   d u m m y   class if ier I n   t h ir d   s tag e ,   we  lev er ag e   th r ee   m o d els:   XGBo o s t,  L ig h tGB M,   an d   Ad aBo o s t.   T h es m o d els  ar s elec ted   to   ev alu ate  an d   co m p ar e   class if icatio n   p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t le ar n i n g   ap p r o ac h es.     2 . 3 .     Cro s s - v a lid a t io n t ec hn iqu e   I n   th th ir d   s tag e,   we  im p lem en ted   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n .   T h is   tech n iq u d iv id es  th d ataset  in to   1 0   s u b s ets  ( f o ld s ) ,   wh er e   ea ch   s u b s et  tak es  t u r n s   s er v i n g   as  t h test   s et  wh ile  t h r em ain in g   9   s u b s ets  ar u s ed   as  th tr ain in g   s et.   T h is   p r o ce s s   i s   r ep ea ted   1 0   tim es,  en s u r in g   th at  ea ch   s u b s et  ac ts   as   th test   s et  ex ac tly   o n ce .   T h p r im a r y   g o al  o f   th i s   m eth o d   is   to   r e d u ce   b ias  in   t h m o d el  an d   im p r o v th m o d el' s   g en er aliza tio n   to   n ew  d ata.     2 . 4 .     E v a lua t i o n m o del   I n   o r d er   to   ev alu ate   th e   p r o p o s ed   m eth o d   f o r   wate r   q u alit y   p r ed ictio n ,   we  u tili ze d   ac c u r ac y   an d     F1 - s co r m etr ics,  as  p r esen te d   in   T ab le  4 .   T r ef er   to   tr u p o s itiv e ,   FP   f o r   f alse  p o s itiv e ,   FN  f o r   f alse   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A ir   q u a lity p r ed ictio n   u s in g   b o o s tin g - b a s ed   ma ch in le a r n in g   mo d els fo r   s u s ta in a b le    ( A h ma d   F a u z i )   519   n eg ati ve ,   an d   T f o r   tr u n eg ativ e .   T h ese  m etr ics  p r o v id co m p r e h en s iv ass ess m en o f   th m o d el' s   p er f o r m an ce ,   allo win g   u s   to   d eter m in its   ef f ec tiv en ess   in   c o r r ec tly   p r ed ictin g   air   q u ality .       T ab le  4 .   E v alu atio n   m o d el  eq u atio n s   M e t r i c s   Eq u a t i o n s   A c c u r a c y   ( TP+TN ) / ( TP+TN + F P + F N )   F1 - sc o r e   2 TP/( 2 TP+F P + F N )       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T ab le  5   h i g h lig h ts   th p er f o r m an ce   o f   v ar io u s   ML   alg o r ith m s   f o r   air   q u ality   p r ed ictio n ,   f o cu s in g   o n   th eir   ac cu r ac y ,   F1 - s co r e,   an d   in f er en ce   tim e.   Ad aBo o s t,  XG B o o s t,  L GB M,   R F,  an d   DT   ac h iev ed   th h i g h est  p er f o r m an ce   with   ac cu r ac ies an d   F1 - s co r es o f   0 . 9 9   an d   0 . 9 8 ,   r esp ec tiv ely .   No tab ly ,   Ad aBo o s t,  XGBo o s t,  an d   L GB d eliv er ed   id e n tical  r esu lts   in   b o th   ac cu r ac y   a n d   F1 - s co r ( 0 . 9 9 )   as  s h o wn   in   Fig u r e   4 ,   wh ile  m ain tain in g   in f e r en ce   tim es u n d er   0 . 3 5   s ec o n d s .       T ab le  5 .   Per f o r m an ce   o f   air   q u ality   p r ed ictio n   u s in g   ML   alg o r ith m s   M o d e l s   A c c u r a c y   F1 - sc o r e   I n f e r e n c e   t i me   ( sec o n d s)   A d a B o o st   0 . 9 9   0 . 9 9   0 . 3 5   X G B o o st   0 . 9 9   0 . 9 9   0 . 3 0   LG B M   0 . 9 9   0 . 9 9   0 . 2 6   RF   0 . 9 8   0 . 9 8   0 . 4 1   DT   0 . 9 8   0 . 9 8   0 . 0 2   Ex t r a   t r e e s   0 . 9 7   0 . 9 7   0 . 3 2   B a g g i n g   c l a ssi f i e r   0 . 9 6   0 . 9 7   0 . 0 7   S G D   c l a ss i f i e r   0 . 9 5   0 . 9 6   0 . 0 3   Lo g i s t i c   r e g r e ssi o n   0 . 9 4   0 . 9 5   0 . 0 6   Li n e a r   d i scri m i n a n t   a n a l y s i s   0 . 9 3   0 . 9 4   0 . 0 3   N e a r e st   c e n t r o i d   0 . 8 4   0 . 8 7   0 . 0 6   La b e l   p r o p a g a t i o n   0 . 8 1   0 . 8 2   0 . 0 3   La b e l   sp r e a d i n g   0 . 8 1   0 . 8 2   0 . 0 3   P e r c e p t r o n   0 . 9 8   0 . 9 8   0 . 0 5   Li n e a r S V C   0 . 9 8   0 . 9 8   0 . 0 3   P a ssi v e   a g g r e ss i v e   c l a ssi f i e r   0 . 9 7   0 . 9 7   0 . 0 2   C a l i b r a t e d   c l a ss i f i e r   CV   0 . 9 7   0 . 9 7   0 . 1 0   R i d g e   c l a ss i f i e r   0 . 9 4   0 . 9 4   0 . 0 4   R i d g e   c l a ss i f i e r   CV   0 . 9 4   0 . 9 4   0 . 0 4   S V C   0 . 9 4   0 . 9 4   0 . 0 6   B e r n o u l l i N B   0 . 9 3   0 . 9 3   0 . 0 2   Q u a d r a t i c   d i scri mi n a n t   a n a l y s i s   0 . 9 2   0 . 9 2   0 . 0 4   G a u ss i a n N B   0 . 9 0   0 . 9 0   0 . 0 3   K N N   0 . 8 6   0 . 8 6   0 . 0 3   D u mm y   c l a ss i f i e r   0 . 6 3   0 . 4 9   0 . 0 2           Fig u r 4 .   F1 - s co r p er f o r m a n c o f   th m o d els   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 515 - 5 2 3   520   Fro m   th e   2 5   ML   ap p r o ac h e s   th at  wer co n d u cted ,   th r ee   o f   th e   b est  m o d els  wer e   s elec ted   f o r     f u r th er   e v alu atio n .   I n   th is   th ir d   s tag e,   Ad aBo o s t,  XGBo o s t,  an d   L GB m o d els  wer tr a in ed   u s in g   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   to   en s u r m o r s tab le  m o d el  p er f o r m an ce ,   a n d   ass ess   th g en er aliza tio n   o f   th m o d els  to   th e   d ataset.   T ab le  6   s h o th p er f o r m an ce   co m p ar is o n   o f   th th r ee   m o d els.  Am o n g   th e m ,   XGBo o s s tan d s   o u with   th h ig h est av er a g ac cu r ac y   o f   0 . 9 8 2 1 .       T a b l e   6 .   P e r f o r m a n c e   c o m p a r is o n   o f   a i r   q u a l i t y   p r e d i c t i o n   m o d e l s :   A d a B o o s t ,   XG B o o s t ,   a n d   L G B M   c l as s i f i e r   M o d e l s   M e a n   a c c u r a c y   S t a n d a r d   d e v i a t i o n   M i n   a c c u r a c y   M a x   a c c u r a c y   A d a B o o st   0. 9 7 0 2   0 . 0 3 2 7   0 . 9 0 9 1   1 . 0 0 0 0   X G B o o st   0 . 9 8 2 1   0 . 0 2 3 9   0 . 9 2 9 4   1 . 0 0 0 0   LG B M   0 . 9 7 9 1   0 . 0 2 7 2   0 . 9 0 9 1   1 . 0 0 0 0       Fig u r 5   s h o ws  th e   v is u aliza tio n   o f   air   q u ality   p r e d ictio n   r esu lts   f r o m   th r ee   m o d els  in   s tag 3   Fig u r 5 ( a)   illu s tr ates  th d is tr ib u tio n   o f   t h ese  s co r es,  h ig h li g h tin g   h o ea ch   m o d el  p er f o r m s   ac r o s s   d if f er en v alid atio n   f o ld s .   Me an wh ile,   Fig u r 5( b )   s h o co m p a r ativ v is u aliza tio n   o f   th p er f o r m a n ce   m etr ics  o b tain ed   f r o m   th th r ee   m o d e ls .   Fig u r 5( c )   illu s tr ates  th im p o r tan ce   o f   f ea tu r es  b ased   o n   th o u tp u f r o m   th r ee   ML   m o d els.  I is   ev id e n th at  th PM 2. 5   f ea tu r h o ld s   th h ig h est  im p o r tan ce   ac r o s s   all  th r ee   m o d els.   T h o s v is u aliza tio n   aid s   in   u n d er s tan d i n g   h o th m o d el  lear n s   f r o m   th d ataset  an d   m ak es  ac cu r at e   p r ed ictio n s   b y   h ig h lig h tin g   w h ich   f ea tu r es h a v th m o s t in f lu en ce   o n   th m o d el' s   d ec is io n - m ak in g   p r o ce s s .           ( a)   ( b )       ( c)     Fig u r 5 .   Vis u aliza tio n   o f   air   q u ality   p r e d ictio n   r esu lts   f r o m   th r ee   m o d els in   s tag 3   of   ( a)   1 0 - f o l d   cr o s s - v alid atio n   s co r d is tr ib u tio n ,   ( b )   p er f o r m a n ce   m etr ics co m p a r is o n ,   an d   ( c)   f ea t u r im p o r tan ce   b ased   o n   t h th r ee   ML   m o d els'   o u tp u ts       T ab le  7   s h o th at  o u r   p r o p o s ed   m eth o d ,   XGBo o s t,  o u tp er f o r m s   o th er   m eth o d s   in   ter m s   o f   t h   F1 - s co r e.   W h ile  R esti   et  a l.   [ 2 3 ]   ac h iev ed   s lig h tly   h ig h er   ac cu r ac y   o f   9 9 . 8 9 u s in g   en s em b le  m eth o d s     ( NB ,   DT ,   an d   R F),   th eir   F1 - s c o r was  s ig n if ican tly   lo wer   at  7 9 . 7 0 %.   I n   co n tr ast,  o u r   m et h o d   d em o n s tr ated   b alan ce d   p er f o r m a n ce ,   with   b o th   an   F1 - s co r an d   ac c u r ac y   o f   9 9 . 0 0 %,  in d icatin g   s u p er io r   p r e d ictiv e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A ir   q u a lity p r ed ictio n   u s in g   b o o s tin g - b a s ed   ma ch in le a r n in g   mo d els fo r   s u s ta in a b le    ( A h ma d   F a u z i )   521   ca p ab ilit y   an d   co n s is ten cy .   T h is   h ig h lig h ts   th ef f ec tiv en ess   o f   o u r   ap p r o ac h   in   ac h iev in g   b o th   h i g h   ac c u r ac y   an d   F1 - s co r e,   s u r p ass in g   th p er f o r m a n ce   o f   p r ev i o u s   s tu d ie s .       T ab le  7 .   C o m p a r is o n   o f   o u r   m eth o d   with   p r ev io u s   wo r k   A u t h o r s   D a t a s e t s   M e t h o d s   A c c u r a c y   F1 - sc o r e   R e st i   e t   a l .   [ 2 3 ]   S h a n g h a i ,   C h i n a   En se mb l e   N B ,   D T,   R F   9 9 . 8 9   7 9 . 7 0   I mam  e t   a l .   [ 2 1 ]   R a b i n d r a ,   I n d i a   S V C   9 7 . 9 8   9 6 . 0 0   I mam  e t   a l .   [ 2 1 ]   V i c t o r i a ,   I n d i a   RF   9 3 . 2 9   9 3 . 0 0   Th i s   w o r k   Jak a r t a ,   I n d o n e si a   X G B o o st   9 9 . 0 0   9 9 . 0 0       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r esen ts   m eth o d   f o r   ac cu r ately   p r ed ictin g   air   q u ality   u s in g   ML   tech n iq u es.  T o   ac h iev o p tim al  p er f o r m an ce ,   we  p r o p o s th r ee - s tag ap p r o ac h i )   d ata  p r ep r o ce s s in g   is   co n d u cted ii)  p r ed ictio n s   ar m ad u s in g   2 5   ML   m o d els  o n   th p r ep r o ce s s ed   d ata;  an d   iii)  th b est  class if ier s   ar f u r th er   ev al u ated   in   th th ir d   s tag u s in g   a   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   p r o ce s s .   T h is   s tep   en s u r es  t h at  th e   m o d els  g en er alize   t h eir   p er f o r m an ce   well  ac r o s s   th en tire   d ataset.   T h ex p er im e n ts   d em o n s tr ate  th at  XGBo o s h as  th m o s s tab le  p er f o r m an ce .   A d d itio n ally ,   th im p o r tan t   f ea tu r es  o f   th e   d a taset  th at  s ig n if ican tly   im p ac t   th m o d el' s   ab ilit y   to   p r ed ict  air   q u ality   ar v is u al ized .   B y   id en tify in g   th ese  k ey   f ea tu r es,  we  ca n   b etter   ap p r ec i ate  th u n d er ly in g   m ec h an is m s   o f   th m o d el.   Al th o u g h   th is   s tu d y   s h o ws  p r o m is in g   r esu lts ,   th er ar s o m lim itatio n s ,   o n o f   wh ich   is   th r elativ ely   s m all   d ataset  s ize  th at  f ails   to   ca p tu r th e   f u ll  r an g e   o f   r ea l - w o r ld   c o n d itio n s .   T o   ad d r ess   th is   is s u e,   f u tu r e   r ese ar ch   s h o u ld   f o cu s   o n   co llectin g   lar g er   d ataset  an d   i n co r p o r atin g   m o r d iv er s f ea tu r es  o r   v ar iab les.  T h is   ap p r o ac h   will  h elp   im p r o v t h m o d el' s   ac cu r ac y   an d   r el iab ilit y   in   m ak in g   p r ed ictio n s .   Ultim ately ,   ML   e n ab le  ac cu r ate  p r ed ictio n s   o f   air   q u ality ,   th er e b y   f ac ilit atin g   u r b an   p lan n in g   f o r   s u s tain ab le  d ev elo p m e n t.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   was su p p o r ted   b y   Un iv er s itas   B u an Per ju an g an   Kar awa n g ,   I n d o n esia.        AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ah m ad   Fau zi                               Ma h ar in a                               J am alu d in   I n d r a                               Ay u   R atn J u wita                               Ag u s tia  Han an to                               E u is   Nu r laela s ar i                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in ter est.        DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar av aila b le  f r o m   th c o r r esp o n d in g   au th o r ,   [ M ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   I .   M a n i sa l i d i s ,   E.   S t a v r o p o u l o u ,   A .   S t a v r o p o u l o s,   a n d   E.   B e z i r t z o g l o u ,   En v i r o n m e n t a l   a n d   h e a l t h   i mp a c t o f   a i r   p o l l u t i o n :   a   r e v i e w ,   Fr o n t i e rs  i n   P u b l i c   H e a l t h ,   v o l .   8 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p u b h . 2 0 2 0 . 0 0 0 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 515 - 5 2 3   522   [ 2 ]   M .   C a s t e l l i ,   F .   M .   C l e m e n t e ,   A .   P o p o v i č ,   S .   S i l v a ,   a n d   L.   V a n n e s c h i ,   A   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   t o   p r e d i c t   a i r   q u a l i t y   i n   C a l i f o r n i a ,   C o m p l e x i t y ,   v o l .   2 0 2 0 ,   p p .   1 2 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 0 / 8 0 4 9 5 0 4 .   [ 3 ]   M .   M e l e   a n d   C .   M a g a z z i n o ,   P o l l u t i o n ,   e c o n o m i c   g r o w t h ,   a n d   C O V I D - 1 9   d e a t h i n   I n d i a :   a   m a c h i n e   l e a r n i n g   e v i d e n c e ,   En v i r o n m e n t a l   S c i e n c e   a n d   P o l l u t i o n   Re se a rc h ,   v o l .   2 8 ,   n o .   3 ,   p p .   2 6 6 9 2 6 7 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 3 5 6 - 0 2 0 - 1 0 6 8 9 - 0.   [ 4 ]   Q .   Li a o ,   M .   Z h u ,   L.   W u ,   X .   P a n ,   X .   Ta n g ,   a n d   Z.   W a n g ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   a i r   q u a l i t y   f o r e c a st s :   a   r e v i e w ,   C u rre n t   P o l l u t i o n   Re p o r t s ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   3 9 9 4 0 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 0 7 2 6 - 0 2 0 - 0 0 1 5 9 - z.   [ 5 ]   X .   Li u ,   D .   Lu ,   A .   Z h a n g ,   Q .   L i u ,   a n d   G .   J i a n g ,   D a t a - d r i v e n   ma c h i n e   l e a r n i n g   i n   e n v i r o n me n t a l   p o l l u t i o n :   g a i n a n d   p r o b l e m s,”   En v i r o n m e n t a l   S c i e n c e   & T e c h n o l o g y ,   v o l .   5 6 ,   n o .   4 ,   p p .   2 1 2 4 2 1 3 3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 2 1 / a c s . e s t . 1 c 0 6 1 5 7 .   [ 6 ]   V .   V .   Tr a n ,   D .   P a r k ,   a n d   Y . - C .   L e e ,   I n d o o r   a i r   p o l l u t i o n ,   r e l a t e d   h u ma n   d i s e a s e s,  a n d   r e c e n t   t r e n d i n   t h e   c o n t r o l   a n d   i mp r o v e me n t   o f   i n d o o r   a i r   q u a l i t y ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n v i r o n m e n t a l   R e se a rc h   a n d   P u b l i c   H e a l t h ,   v o l .   1 7 ,   n o .   8 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i j e r p h 1 7 0 8 2 9 2 7 .   [ 7 ]   M .   C .   T u r n e r   e t   a l . ,   O u t d o o r   a i r   p o l l u t i o n   a n d   c a n c e r :   a n   o v e r v i e w   o f   t h e   c u r r e n t   e v i d e n c e   a n d   p u b l i c   h e a l t h   r e c o mm e n d a t i o n s,   C A:   A   C a n c e r   J o u r n a l   f o C l i n i c i a n s ,   v o l .   7 0 ,   n o .   6 ,   p p .   4 6 0 4 7 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 2 2 / c a a c . 2 1 6 3 2 .   [ 8 ]   L.   Z h a n g ,   P .   Li u ,   L.   Z h a o ,   G .   W a n g ,   W .   Z h a n g ,   a n d   J .   L i u ,   A i r   q u a l i t y   p r e d i c t i o n w i t h   a   sem i - su p e r v i s e d   b i d i r e c t i o n a l   LST M   n e u r a l   n e t w o r k ,   At m o sp h e r i c   P o l l u t i o n   Re s e a rc h ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   3 2 8 3 3 9 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a p r . 2 0 2 0 . 0 9 . 0 0 3 .   [ 9 ]   D .   S e n g ,   Q .   Zh a n g ,   X .   Z h a n g ,   G .   C h e n ,   a n d   X .   C h e n ,   S p a t i o t e mp o r a l   p r e d i c t i o n   o f   a i r   q u a l i t y   b a s e d   o n   LST M   n e u r a l   n e t w o r k ,   Al e x a n d ri a   E n g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   6 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 0 2 1 2 0 3 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 0 . 1 2 . 0 0 9 .   [ 1 0 ]   L.   F u ,   J.   Li ,   a n d   Y .   C h e n ,   A n   i n n o v a t i v e   d e c i si o n   ma k i n g   m e t h o d   f o r   a i r   q u a l i t y   mo n i t o r i n g   b a se d   o n   b i g   d a t a - a ssi s t e d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   t e c h n i q u e ,   J o u r n a l   o f   I n n o v a t i o n   K n o w l e d g e ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j i k . 2 0 2 2 . 1 0 0 2 9 4 .   [ 1 1 ]   A .   C .   O R e g a n   a n d   M .   M .   N y h a n ,   T o w a r d s   s u st a i n a b l e   a n d   n e t - z e r o   c i t i e s :   a   r e v i e w   o f   e n v i r o n me n t a l   m o d e l l i n g   a n d   m o n i t o r i n g   t o o l f o r   o p t i m i z i n g   e mi ss i o n r e d u c t i o n   st r a t e g i e f o r   i m p r o v e d   a i r   q u a l i t y   i n   u r b a n   a r e a s ,   E n v i r o n m e n t a l   R e sea r c h ,   v o l .   2 3 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n v r e s. 2 0 2 3 . 1 1 6 2 4 2 .   [ 1 2 ]   V .   G u g n a n i   a n d   R .   K .   S i n g h ,   A n a l y si o f   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e f o r   a i r   p o l l u t i o n   p r e d i c t i o n ,   Mu l t i m e d i a   T o o l s   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 1 ,   n o .   4 ,   p p .   6 0 3 1 6 0 4 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 0 2 1 - 1 1 7 3 4 - x.   [ 1 3 ]   M .   L e e   e t   a l . ,   F o r e c a st i n g   a i r   q u a l i t y   i n   Ta i w a n   b y   u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 020 - 6 1 1 5 1 - 7.   [ 1 4 ]   T.   Y .   D e o   a n d   A .   S a n j u ,   D a t a   i m p u t a t i o n   a n d   c o mp a r i s o n   o f   c u st o e n sem b l e   m o d e l w i t h   e x i st i n g   l i b r a r i e l i k e   X G B o o st ,   C A TB o o st ,   A d a B o o s t   a n d   S c i k i t   l e a r n   f o r   p r e d i c t i v e   e q u i p me n t   f a i l u r e ,   Ma t e r i a l T o d a y :   Pr o c e e d i n g s ,   v o l .   7 2 ,   p p .   1 5 9 6 1 6 0 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . ma t p r . 2 0 2 2 . 0 9 . 4 1 0 .   [ 1 5 ]   R .   Ja n a r t h a n a n ,   P .   P a r t h e e b a n ,   K .   S o masu n d a r a m ,   a n d   P .   N .   El a mp a r i t h i ,   A   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   p r e d i c t i o n   o f   a i r   q u a l i t y   i n d e x   i n   a   met r o p o l i t a n   c i t y ,   S u st a i n a b l e   C i t i e a n d   S o c i e t y ,   v o l .   6 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . scs. 2 0 2 1 . 1 0 2 7 2 0 .   [ 1 6 ]   X .   L u   e t   a l . ,   F e a t u r e   f u si o n   i m p r o v e s   p e r f o r m a n c e   a n d   i n t e r p r e t a b i l i t y   o f   m a c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l s i n   i d e n t i f y i n g   so i l   p o l l u t i o n   o f   p o t e n t i a l l y   c o n t a mi n a t e d   s i t e s,   E c o t o x i c o l o g y   a n d   E n v i ro n m e n t a l   S a f e t y ,   v o l .   2 5 9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c o e n v . 2 0 2 3 . 1 1 5 0 5 2 .   [ 1 7 ]   X .   G u o   e t   a l . ,   C r i t i c a l   r o l e   o f   c l i m a t e   f a c t o r s   f o r   g r o u n d w a t e r   p o t e n t i a l   map p i n g   i n   a r i d   r e g i o n s:   i n si g h t s   f r o r a n d o m   f o r e s t ,   X G B o o st ,   a n d   L i g h t G B M   a l g o r i t h ms,   J o u rn a l   o f   H y d r o l o g y ,   v o l .   6 2 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j h y d r o l . 2 0 2 3 . 1 2 9 5 9 9 .   [ 1 8 ]   K .   K .   M e e n a ,   D .   B a i r w a ,   a n d   A .   A g a r w a l ,   A   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   u n r a v e l i n g   t h e   i n f l u e n c e   o f   a i r   q u a l i t y   a w a r e n e ss   o n   t r a v e l   b e h a v i o r ,   D e c i si o n   A n a l y t i c s J o u r n a l ,   v o l .   1 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d a j o u r . 2 0 2 4 . 1 0 0 4 5 9 .   [ 1 9 ]   S .   K .   N a t a r a j a n ,   P .   S h a n m u r t h y ,   D .   A r o c k i a m,   B .   B a l u s a m y ,   a n d   S .   S e l v a r a j a n ,   O p t i m i z e d   ma c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   a i r   q u a l i t y   i n d e x   p r e d i c t i o n   i n   ma j o r   c i t i e s i n   I n d i a ,   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 024 - 5 4 8 0 7 - 1.   [ 2 0 ]   S .   A .   A r a m   e t   a l . ,   M a c h i n e   l e a r n i n g - b a s e d   p r e d i c t i o n   o f   a i r   q u a l i t y   i n d e x   a n d   a i r   q u a l i t y   g r a d e :   a   c o m p a r a t i v e   a n a l y s i s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n v i r o n m e n t a l   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 3 4 5 1 3 6 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 7 6 2 - 0 2 3 - 0 5 0 1 6 - 2.   [ 2 1 ]   M .   I mam,   S .   A d a m,   S .   D e v ,   a n d   N .   N e sa,   A i r   q u a l i t y   m o n i t o r i n g   u si n g   s t a t i st i c a l   l e a r n i n g   m o d e l f o r   su s t a i n a b l e   e n v i r o n me n t , ”  I n t e l l i g e n t   S y s t e m s   w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i sw a . 2 0 2 4 . 2 0 0 3 3 3 .   [ 2 2 ]   A .   A .   K h a d o m,   S .   A l b a w i ,   A .   J.   A b b o u d ,   H .   B .   M a h o o d ,   a n d   Q .   H a ssa n ,   P r e d i c t i n g   a i r   q u a l i t y   i n d e x   a n d   f i n e   p a r t i c u l a t e   m a t t e r   l e v e l i n   B a g d a d   c i t y   u s i n g   a d v a n c e d   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,”   J o u r n a l   o f   At m o s p h e r i c   a n d   S o l a r - T e rrest r i a l   Ph y si c s ,   v o l .   2 6 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j a s t p . 2 0 2 4 . 1 0 6 3 1 2 .   [ 2 3 ]   Y .   R e s t i   e t   a l . ,   En s e mb l e   o f   n a i v e   B a y e s,  d e c i si o n   t r e e ,   a n d   r a n d o f o r e s t   t o   p r e d i c t   a i r   q u a l i t y ,   I AE S   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   3 0 3 9 3 0 5 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a i . v 1 3 . i 3 . p p 3 0 3 9 - 3 0 5 1 .   [ 2 4 ]   S .   J.  Li v i n g st o n ,   S .   D .   K a n ma n i ,   A .   S .   Eb e n e z e r ,   D .   S a m ,   a n d   A .   Jo s h i ,   A n   e n se mb l e d   me t h o d   f o r   a i r   q u a l i t y   mo n i t o r i n g   a n d   c o n t r o l   u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   Me a su reme n t :   S e n s o rs ,   v o l .   3 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me a se n . 2 0 2 3 . 1 0 0 9 1 4 .   [ 2 5 ]   C .   Y u ,   J.  T a n ,   Y .   C h e n g ,   a n d   X .   M i ,   D a t a   a n a l y s i a n d   p r e p r o c e ss i n g   t e c h n i q u e f o r   a i r   q u a l i t y   p r e d i c t i o n :   a   s u r v e y ,   S t o c h a st i c   En v i r o n m e n t a l   R e se a rc h   a n d   Ri s k   A ss e ssm e n t ,   v o l .   3 8 ,   n o .   6 ,   p p .   2 0 9 5 2 1 1 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 4 7 7 - 0 2 4 - 0 2 6 9 3 - 4.   [ 2 6 ]   S .   M o n d a l ,   A .   S .   A d h i k a r y ,   A .   D u t t a ,   R .   B h a r d w a j ,   a n d   S .   D e y ,   U t i l i z i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   f o r   a i r   p o l l u t i o n   p r e d i c t i o n ,   c o m p r e h e n si v e   i m p a c t   a ss e ssm e n t ,   a n d   e f f e c t i v e   s o l u t i o n i n   K o l k a t a ,   I n d i a ,   Re s u l t i n   E a rt h   S c i e n c e s ,   v o l .   2 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e s. 2 0 2 4 . 1 0 0 0 3 0 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Dr .   Ahm a d   Fa u z         h o l d a   b a c h e lo r' d e g re e   in   in f o rm a ti c (S . Ko m . fr o m   S TM IK  ROS M Ka ra wa n g   I n d o n e sia ,   a   m a ste r' d e g re e   in   i n fo rm a ti c (M . Ko m . )   fro m   S TT I   Be n a rif  In d o n e sia   Ja k a rta,  a n d   a   d o c to r   o f   I n fo rm a ti o n   Tec h n o lo g y   fro m   G u n a d a rm a   Un iv e rsity   Ja k a rta.  C u rre n tl y   a c ti v e   a a   lec tu re r   in   th e   u n d e rg ra d u a te  in f o rm a ti c p r o g ra m   a t   th e   Un i v e rsitas   Bu a n a   P e rju a n g a n   Ka ra wa n g .   His  r e se a rc h   in tere st  in   a rti ficia i n telli g e n c e ,   d ig it a ima g e   p ro c e ss in g ,   e x p e rt   sy ste m s,  a n d   d a ta  sc ien c e .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   a fa u z i@u b p k a ra wa n g . a c . id .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A ir   q u a lity p r ed ictio n   u s in g   b o o s tin g - b a s ed   ma ch in le a r n in g   mo d els fo r   s u s ta in a b le    ( A h ma d   F a u z i )   523     Ma h a r i n a           h o ld a   m a ste in fo rm a ti o n   sy ste m   d e g re e   fro m   t h e   S c h o o o In fo rm a ti c a n d   Co m p u ter  M a n a g e m e n LIKM I,   In d o n e sia   in   2 0 2 0 .   S h e   re c e iv e d   h e B. S c .   (Co m p u ter  S c ien c e fro m   S i n g a p e rb a n g sa   Ka ra wa n g   Un iv e rsity ,   In d o n e sia   in   2 0 1 3 .   S h e   is  a   re se a rc h e a n d   lec tu re in   th e   In f o rm a ti o n   S y ste m P ro g ra m   with i n   t h e   F a c u l ty   o f   Co m p u te r   S c ien c e   a Un iv e rsitas   Bu a n a   P e rju a n g a n   Ka ra wa n g ,   In d o n e sia .   H e re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   m a c h in e   lea rn in g ,   d e e p   lea rn in g ,   n a tu ra l   lan g u a g e   p r o c e ss in g ,   a n d   Ka n se e n g i n e e rin g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il m a h a rin a @u b p k a ra wa n g . a c . i d .         J a m a lu d in   In d r a           is  a   fa c u lt y   m e m b e a Un iv e rsitas   B u a n a   P e rju a n g a n   Ka ra wa n g ,   In d o n e sia ,   in   th e   I n fo rm a ti c En g in e e ri n g   P ro g ra m .   H o ld i n g   a   m a ste r’s  d e g re e   in   Co m p u ter   S c ien c e ,   he   sp e c ialize in   re se a rc h   a re a su c h   a c o m p u t e v isio n ,   in ter n e o t h in g s   (Io T),   d e e p   lea rn i n g ,   a n d   m a c h in e   lea rn in g .   Wi t h   a   str o n g   a c a d e m ic  b a c k g ro u n d ,   c o n tri b u ti o n s   h a v e   b e e n   m a d e   t o   t h e   a d v a n c e m e n o f   k n o wle d g e   i n   t h e se   fiel d th r o u g h   v a ri o u s   re se a rc h   p ro jec ts  a n d   p u b li c a ti o n s.  Th e   fo c u is  o n   b ri d g i n g   th e   g a p   b e twe e n   th e o re ti c a c o n c e p ts  a n d   p ra c ti c a a p p li c a ti o n s,   p a rti c u l a rly   i n   so lv i n g   re a l - wo rld   p ro b lem u si n g   a d v a n c e d   tec h n o l o g ies .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il jam a lu d in . in d ra @u b p k a ra wa n g . a c . id .         Ay u   Ra t n a   J u wit a           re c e iv e d   h e b a c h e lo r' d e g re e   fr o m   th e   F a c u lt y   o f   Co m p u ter  S c ien c e ,   S in g a p e r b a n g sa   Ka ra wa n g   Un i v e rsity   i n   2 0 1 5 ,   a n d   h e m a ste r' d e g re e   fro m   Bu d Lu h u r   U n iv e rsit y ,   Ja k a rta,   In d o n e sia ,   in   2 0 1 8 .   S h e   is   p u rsu i n g   h e d o c t o ra d e g re e   a B u d i   Lu h u Un i v e rsity ,   Ja k a rta,  In d o n e sia .   S h e   is  c u rre n tl y   a n   a c ti v e   le c tu re a Un iv e rsitas   Bu a n a   P e rju a n g a n   Ka ra wa n g ,   In d o n e sia .   In   a d d it io n   to   h e a c a d e m ic  a c ti v it ies ,   s h e   is  a ls o   a c ti v e   i n   re se a rc h   a n d   d e v e lo p m e n t   i n   t h e   field   o i n fo rm a ti o n   tec h n o lo g y ,   s p e c ifi c a ll y   f o c u sin g   o n   we b - b a se d   a p p li c a ti o n   d e v e lo p m e n t,   sy ste m   d e sig n ,   so ftwa re   e n g in e e rin g ,   ima g e   p ro c e ss in g ,   a n d   d a ta an a l y sis.  S h e   c a n   b e   c o n t a c ted   a e m a il a y u rj@u b p k a ra wa n g . a c . i d .         Ag u stia   H a n a n to           e a rn e d   h is   b a c h e lo r' d e g re e   a S o n y   S u g e m a   Co ll e g e   i n   2 0 1 6 .   He   re c e iv e d   h is  m a ste r ' d e g re e   in   Co m p u ter  S c ien c e   (M . Ko m in   2 0 2 1   a Bu d Lu h u r   Un iv e rsity ,   Ja k a rta.  I n   2 0 2 2 ,   h e   sta rted   h is  d o c t o ra st u d ies   a t   As ia  Un i v e rsity   u n ti l   n o w.   Cu rre n tl y ,   h e   is  a   lec tu re i n   th e   In f o rm a ti o n   S y ste m P r o g ra m   a t h e   F a c u lt y   o f   Co m p u ter   S c ien c e ,   Un iv e rsitas   Bu a n a   P e rju a n g a n   Ka ra wa n g ,   In d o n e sia .   His  re se a rc h   in c lu d e m a c h in e   lea rn in g ,   d a ta   m in in g ,   c o m p u ter  v isi o n ,   a n d   i n fo rm a ti o n   s y ste m s .   S o m e   o h is  p a p e rs  h a v e   b e e n   p u b li sh e d   in   i n tern a ti o n a j o u r n a ls  a n d   c o n fe re n c e s   f ro m   S e p tem b e 2 0 1 9   t o   De c e m b e 2 0 2 3 .   He   c a n   b e   c o n tac ted   at   e m a il a g u st ia.h a n a n to @ u b p k a ra wa n g . a c . id .         Eu is  Nurla e la s a r i           h o l d a   b a c h e lo o I a n d   a   m a ste d e g r e e   in   In f o rm a ti o n   S y ste m .   S h e   is  a   l e c tu re sp e c ia li z in g   in   i n fo rm a ti c e n g in e e rin g   a n d   tea c h e p r o g ra m m in g   lan g u a g e su c h   a P y th o n   a n d   Ja v a .   He e x p e rti se   in c lu d e p ro jec t   m a n a g e m e n t,   d a ta  m in in g ,   a n d   Ka n se e n g in e e rin g .   S h e   is   p a ss io n a te  a b o u t   g u id i n g   stu d e n ts  in   p r o jec m a n a g e m e n t     a n d   so ftwa re   d e v e lo p m e n t.   He re se a rc h   a re a o in tere st  f o c u o n   p ra c ti c a a p p li c a ti o n o f   d a ta  sc ien c e   a n d   tec h n o l o g y   m a n a g e m e n t.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   e u is.n u r lae las a ri@u b p k a ra wa n g . a c . id .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.