Multi-risk modeling for improved agriculture decision-support: predicting crop yield variability and gaps due to climate variability, extreme events, and disease
Notice bibliographique
Résumé
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 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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».