Generating Time-Series LAI Estimates of Maize Using Combined Methods Based on Multispectral UAV Observations and WOFOST Model
Notice bibliographique
Résumé
Green leaf area index (LAI) is an important variable related to crop growth. Accurate and timely information on LAI is essential for developing suitable field management strategies to mitigate risk and boost yield. Several remote sensing (RS) based methods have been recently developed to estimate LAI at the regional scale. However, the performance of these methods tends to be affected by the quality of RS data, especially when time-series LAI are required. For crop LAI estimation, supplementary growth information from crop model is helpful to address this issue. In this study, we focus on the regional-scale LAI estimations of spring maize for the entire growth season. Using time-series multispectral RS data acquired by an unmanned aerial vehicle (UAV) and the World Food Studies (WOFOST) crop model, three methods were applied at different crop growth stages: empirical method using vegetation index (VI), data assimilation method and hybrid method. The VI-based method and assimilation method were used to generate time-series LAI estimations for the whole crop growth season. Then, a hybrid method specially for the late-stage LAI retrieval was developed by integrating WOFOST model and data assimilation. Using field-collected LAI data in Hongxing Farm in 2014, the performances of these three methods were evaluated. At the early stage, the VI-based method (R2 = 0.63, RMSE = 0.16, n = 36) achieved higher accuracy than the assimilation method (R2 = 0.54, RMSE = 0.52, n = 36), whereas at the mid stage, the assimilation method (R2 = 0.63, RMSE = 0.46, n = 28) showed higher accuracy than the VI-based method (R2 = 0.41, RMSE = 0.51, n = 28). At the late stage, the hybrid method yielded the highest accuracy (R2 = 0.63, RMSE = 0.46, n = 29), compared with the VI-based method (R2 = 0.19, RMSE = 0.43, n = 28) and the assimilation method (R2 = 0.20, RMSE = 0.44, n = 29). Based on the results above, we considered a combination of the three methods, i.e., the VI-based method for the early stage, the assimilation method for the mid stage, and the hybrid method for the late stage, as an ideal strategy for spring-maize LAI estimation for the entire growth season of 2014 in Hongxing Farm, and the accuracy of the combined method over the whole growth season is higher than that of any single method.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».