Comparative analysis of the influence of temporal, seasonal and behavioral factors using XGBoost for predicting traveled distances

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Research Paper 19/10/2025
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Comparative analysis of the influence of temporal, seasonal and behavioral factors using XGBoost for predicting traveled distances

Y. F. Lankoande, A. K. Gandema, S. Ouedraogo-Kone, A. Kone, Y. Sawadogo, J. Moses
Int. J. Biosci. 27(4), 150-158, October 2025.
Copyright Statement: Copyright 2025; The Author(s).
License: CC BY-NC 4.0

Abstract

Cattle farming are essentially based on the exploitation of natural pastures. Determining the distances traveled by animals in extensive livestock farming remains a major challenge in the West African sub-region. The objective of this study was to develop a robust predictive model of the daily distance traveled by animals in pastoral systems, exploiting the capabilities of the XGBoost algorithm. This study evaluated pastoral cattle movements in two municipalities in different agroecological zones of Burkina Faso. Tracking carried out with mini-GPS devices made it possible to collect positioning data on the movement of grazing animals over three distinct seasons. The daily distance traveled was modeled with an XGBoost algorithm whose performance was validated by cross-validation. Post-modeling analyses then made it possible to interpret the model and identify factors influencing herd behavior. Performance was good, with a coefficient of determination R of 0.92 and an average error of only 245 meters. Variable importance analysis revealed a dominance of grazing time (69.4%) and travel speed (22.3%) in predicting distances traveled. The XGBoost method offers a robust alternative to traditional statistical models. This approach opens up concrete prospects for the development of decision-support tools that enable livestock farmers and managers to more effectively plan rangeland use, reduce environmental impact, and improve animal welfare.

Adedigba S, Diogo RVC, Dossa LH, Paul BK. 2023. Stratégies d’adaptation des élevages bovins sédentaires face à la territorialisation des parcours et aux insuffisances alimentaires au Nord Bénin. Revue d’élevage et de médecine vétérinaire des pays tropicaux 76, 1-11.

Bechir AB, Grimaud P, Kaboré-Zoungrana C. 2011. Effets saisonniers sur l’évolution du poids vif et de l’état corporel des zébus arabe en zone soudanienne du Tchad. La politique sectorielle du pastoralisme au Tchad Quelles orientation, 89.

Chebli Y, Chentouf M, Hornick JL, Cabaraux JF. 2019. Comportement au pâturage des chèvres dans les montagnes du rif marocain par l’utilisation de nouvelles techniques. In: López-Francos A, López Marco L, Eds. Innovation for sustainability in sheep and goats. Zaragoza : CIHEAM, 337-340.

Diop M. 2024. Estimation du yield gap et cartographie des niveaux d’intensification par télédétection et méthodes de Machine Learning. PhD Thesis, Université de Rennes 2, France.

Djohy GL, Sounon Bouko B, Cao Diogo RV, Afouda Yabi J. 2024. Comprendre le comportement alimentaire et spatial des troupeaux bovins en libre pâture pour une gestion durable des ressources pastorales : Étude de cas dans le bassin de l’Ouémé Supérieur au Bénin. Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement 28(4), 169-182.

Fillol E, Ham F, Orenstein A. 2020. Système d’information et de modélisation de la vulnérabilité pastorale pour la gestion et la prévention des crises au Sahel. Revue d’élevage et de médecine vétérinaire des pays tropicaux 73(3), 169-177.

Ibrahem Ahmed Osman AI, Najah Ahmed A, Chow MF, Feng Huang Y, El-Shafie A. 2021. Extreme gradient boosting (Xgboost) model to predict the groundwater levels in Selangor Malaysia. Ain Shams Engineering Journal 12(2), 1545-1556.

Ibrahim H, Mormont M, Stassart PM, Yamba B. 2018. Pastoralisme et politiques développementalistes : États de lieux sur les systèmes de tenure foncière pastorale en Afrique Subsaharienne. VertigO – la revue électronique en sciences de l’environnement 18(2).

INSD-BURKINA. 2025. Evolution des effectifs du cheptel par espèce et par région—Burkina Faso Open Data. Knoema. https://burkinafaso.opendataforafrica.org//bnzfikb/evolution-des-effectifs-du-cheptel-par-espèce-et-par-région?regions=1000130-burkina-faso.

Kerveno Y, Eychenne C, Grosjean P. 2024. Pastoralisme d’aujourd’hui : Sous les clichés, l’alpage. Sésame 16, 36-39.

Kharrachi F, Hamrouni A, Sid M. 2024. MDF et PSO-XGBoost approche pour la prédiction de la capacité portante sismique des fondations filantes sur un sol en pente. Le 1ER Congrès National en Génie Civil (CNGC-24) : Innovation et Technologies émergentes*. (Manuscrit non publié).

Knockaert J, Unsain D, Burri S, Giguet-Covex C, Pike A, Isoardi D, Coulon M, Battentier J, Magniez P, Mocci F, Walsh K. 2024. Le pastoralisme dans tous ses états : Exploitation des ressources et gestion des troupeaux dans l’Arc alpin occidental et ses marges méditerranéennes du Néolithique au Moyen Âge (France, Suisse et Italie). XVe Colloque sur les Alpes dans l’Antiquité. Ecologie, économie, idéologie/L’animal et l’homme dans les Alpes, Écologie, économie, idéologie. (Manuscrit non publié).

Malzac A, Jouven M, Fabre P. 2024. La mobilité des troupeaux dans le sud de la France : Hier, aujourd’hui et demain. INRAE Productions Animales 37(1).

Millogo AMD, Neya O, Dimobe K, Naawa A, Folega F, Wala K, Tankoano B, Zerbo GC, Abalo A. 2024. Vulnerability to Climate Variability and Anthropogenic Actions in Burkina Faso: A Case Study of the Neighboring Communities of Dinderesso and Peni Classified Forest. International Journal of Environment and Climate Change 14(10), 601-619.

Mouhamed S. 2024. Pastoralisme et Agroécologie. Des outils d’évaluation adaptés au pastoralisme sénégalais. Université de Montpellier, France.

Ndiaye M, Boissy R, Faye M, Kouao NSR. 2025. Évaluation comparative des algorithmes d’apprentissage automatique pour la classification des types de sols à partir de caractéristiques physico-chimiques : Application de Random Forest, XGBoost, SVM et KNN. VertigO – la revue électronique en sciences de l’environnement.

Neya S, Sanon HO, Soro S, Yameogo VMCB. 2025. Effet des résidus de sorgho et niébé de variétés à double usage en complément au pâturage sur la production laitière des vaches zébu peulh en zone sahélienne au Burkina Faso : Complémentation des vaches zébu peulh allaitantes avec des résidus de cultures de sorgho et de niébé. Sciences Naturelles et Appliquées 44(1), 315-344.

Ouédraogo M, Dembélé Y, Somé L. 2010. Perceptions et stratégies d’adaptation aux changements des précipitations : Cas des paysans du Burkina Faso. Science et changements planétaires / Sécheresse 21(2), 87-96.

Ouoba/Ima SA. 2021. Stratégies d’exploitation des ressources pastorales par les éleveurs peuls de la vallée de la Nouhao au Burkina Faso et perceptions. Sciences Naturelles et Appliquées 34(37), 19-34.

Qiao Y, Kong H, Clark C, Lomax S, Su D, Eiffert S, Sukkarieh S. 2021. Intelligent perception for cattle monitoring: A review for cattle identification, body condition score evaluation, and weight estimation. Computers and Electronics in Agriculture 185, 106143.

Rangé C, Magnani S, Ancey V. 2020. Pastoralisme » et « insécurité » en Afrique de l’Ouest. Du narratif réifiant à la dépossession politique. Revue internationale des études du développement 243(3), 115-150.

Wen H, Liu B, Di M, Li J, Zhou X. 2024. A SHAP-enhanced XGBoost model for interpretable prediction of coseismic landslides. Advances in Space Research 74(8), 3826-3854.

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