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Enregistrement W3106303955

Multi-risk modeling for improved agriculture decision-support: predicting crop yield variability and gaps due to climate variability, extreme events, and disease

2020· dissertation· en· W3106303955 sur OpenAlexaboutno aff
Weixun Lu

Notice bibliographique

RevueUVic’s Research and Learning Repository (University of Victoria) · 2020
Typedissertation
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueClimate change impacts on agriculture
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésYield (engineering)AgricultureEnvironmental scienceCropDecision support systemClimate changeClimatologyAgronomyComputer scienceEcologyBiologyGeologyData miningMaterials science
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The agriculture sectors in Canada are highly vulnerable to a wide range of inter-related weather risks linked to seasonal climate variability (e.g., El Ni ̃no Southern Oscillation(ENSO)), short-term extreme weather events (e.g., heatwaves), and emergent disease(e.g., grape powdery mildew). All of these weather-related risks can cause severe crop losses to agricultural crop yield and crop quality as Canada grows a wide range of farm products, and the changing weather conditions mainly drive farming practices. This dissertation presents three machine learning-based statistical models to assess the weather risks on the Canadian agriculture regions and to provide reliable risk forecasting to improve the decision-making of Canadian agricultural producers in farming practices. The first study presents a multi-scale, cluster-based Principal Component Analysis(PCA) approach to assess the potential seasonal impacts of ENSO to spring wheat and barley on agricultural census regions across the Canada prairies areas. Model prediction skills for annual wheat and barley yield have examined in multi-scale from spatial cluster approaches. The ’best’ spatial models were used to define spatial patterns of ENSO forcing on wheat and barley yields. The model comparison of our spatial model to non-spatial models shows spatial clustering and ENSO forcing have increase model performance of prediction skills in forecasting future cereal crop production. The second study presents a copula-Bayesian network approach to assess the impact of extreme high-temperature events (heatwave events) on the developments of regional crops across the Canada agricultural regions at the eco-district-scale. Relevantweather variables and heatwave variables during heatwave periods have identified and used as input variables for model learning. Both a copula-Bayesian network and Gaussian-based network modeling approach is evaluated and inter-compared. The copula approach based on ’vine copulas’ generated the most accurate predictions of heatwave occurrence as a driver of crop heat stress. The last study presents a stochastic, hybrid-Bayesian machine-learning approach to explore the complex causal relationships between weather, pathogen, and host for grape powdery mildew in an experimental farm in Quebec, Canada. This study explores a high-performance network model for daily disease risk forecast by using estimated development factors of pathogen and host from recorded daily weather variables. A fungicide strategy for disease control has presented by using the model outputs and forecasted future weather variability. The dissertation findings are beneficial to Canada’s agricultural sector. The inter-related weather risks explored by the three separate studies in multi-scales provide a better understanding of the interactions between changing weather conditions, extreme weather, and crop production. The research showcases new insights, methods, and tools for minimizing risk in agricultural decision-making

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,277
Score d'incertitude au seuil0,552

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,045
Tête enseignante GPT0,277
Écart entre enseignants0,233 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
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