Modified Red Blue Vegetation Index for Chlorophyll Estimation and Yield Prediction of Maize from Visible Images Captured by UAV
Notice bibliographique
Résumé
The vegetation index (VI) has been successfully used to monitor the growth and to predict the yield of agricultural crops. In this paper, a long-term observation was conducted for the yield prediction of maize using an unmanned aerial vehicle (UAV) and estimations of chlorophyll contents using SPAD-502. A new vegetation index termed as modified red blue VI (MRBVI) was developed to monitor the growth and to predict the yields of maize by establishing relationships between MRBVI- and SPAD-502-based chlorophyll contents. The coefficients of determination (R2s) were 0.462 and 0.570 in chlorophyll contents’ estimations and yield predictions using MRBVI, and the results were relatively better than the results from the seven other commonly used VI approaches. All VIs during the different growth stages of maize were calculated and compared with the measured values of chlorophyll contents directly, and the relative error (RE) of MRBVI is the lowest at 0.355. Further, machine learning (ML) methods such as the backpropagation neural network model (BP), support vector machine (SVM), random forest (RF), and extreme learning machine (ELM) were adopted for predicting the yields of maize. All VIs calculated for each image captured during important phenological stages of maize were set as independent variables and the corresponding yields of each plot were defined as dependent variables. The ML models used the leave one out method (LOO), where the root mean square errors (RMSEs) were 2.157, 1.099, 1.146, and 1.698 (g/hundred grain weight) for BP, SVM, RF, and ELM. The mean absolute errors (MAEs) were 1.739, 0.886, 0.925, and 1.356 (g/hundred grain weight) for BP, SVM, RF, and ELM, respectively. Thus, the SVM method performed better in predicting the yields of maize than the other ML methods. Therefore, it is strongly suggested that the MRBVI calculated from images acquired at different growth stages integrated with advanced ML methods should be used for agricultural- and ecological-related chlorophyll estimation and yield predictions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».