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Enregistrement W3120192914 · doi:10.3389/fpls.2020.624273

Application of Machine Learning Algorithms in Plant Breeding: Predicting Yield From Hyperspectral Reflectance in Soybean

2021· article· en· W3120192914 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Plant Science · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueSpectroscopy and Chemometric Analyses
Établissements canadiensUniversity of Guelph
Organismes subventionnairesGrain Farmers of OntarioUniversity of Guelph
Mots-clésHyperspectral imagingRandom forestSupport vector machineReflectivityArtificial intelligenceDimensionality reductionMachine learningFeature selectionComputer scienceMultilayer perceptronRobustness (evolution)AlgorithmRemote sensingMathematicsPattern recognition (psychology)Artificial neural networkBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Recent substantial advances in high-throughput field phenotyping have provided plant breeders with affordable and efficient tools for evaluating a large number of genotypes for important agronomic traits at early growth stages. Nevertheless, the implementation of large datasets generated by high-throughput phenotyping tools such as hyperspectral reflectance in cultivar development programs is still challenging due to the essential need for intensive knowledge in computational and statistical analyses. In this study, the robustness of three common machine learning (ML) algorithms, multilayer perceptron (MLP), support vector machine (SVM), and random forest (RF), were evaluated for predicting soybean ( Glycine max ) seed yield using hyperspectral reflectance. For this aim, the hyperspectral reflectance data for the whole spectra ranged from 395 to 1005 nm, which were collected at the R4 and R5 growth stages on 250 soybean genotypes grown in four environments. The recursive feature elimination (RFE) approach was performed to reduce the dimensionality of the hyperspectral reflectance data and select variables with the largest importance values. The results indicated that R5 is more informative stage for measuring hyperspectral reflectance to predict seed yields. The 395 nm reflectance band was also identified as the high ranked band in predicting the soybean seed yield. By considering either full or selected variables as the input variables, the ML algorithms were evaluated individually and combined-version using the ensemble–stacking (E–S) method to predict the soybean yield. The RF algorithm had the highest performance with a value of 84% yield classification accuracy among all the individual tested algorithms. Therefore, by selecting RF as the metaClassifier for E–S method, the prediction accuracy increased to 0.93, using all variables, and 0.87, using selected variables showing the success of using E–S as one of the ensemble techniques. This study demonstrated that soybean breeders could implement E–S algorithm using either the full or selected spectra reflectance to select the high-yielding soybean genotypes, among a large number of genotypes, at early growth stages.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,625
Score d'incertitude au seuil0,576

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,003
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,257
Écart entre enseignants0,241 · 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