Using Hybrid Artificial Intelligence and Evolutionary Optimization Algorithms for Estimating Soybean Yield and Fresh Biomass Using Hyperspectral Vegetation Indices
Notice bibliographique
Résumé
Recent advanced high-throughput field phenotyping combined with sophisticated big data analysis methods have provided plant breeders with unprecedented tools for a better prediction of important agronomic traits, such as yield and fresh biomass (FBIO), at early growth stages. This study aimed to demonstrate the potential use of 35 selected hyperspectral vegetation indices (HVI), collected at the R5 growth stage, for predicting soybean seed yield and FBIO. Two artificial intelligence algorithms, ensemble-bagging (EB) and deep neural network (DNN), were used to predict soybean seed yield and FBIO using HVI. Considering HVI as input variables, the coefficients of determination (R2) of 0.76 and 0.77 for yield and 0.91 and 0.89 for FBIO were obtained using DNN and EB, respectively. In this study, we also used hybrid DNN-SPEA2 to estimate the optimum HVI values in soybeans with maximized yield and FBIO productions. In addition, to identify the most informative HVI in predicting yield and FBIO, the feature recursive elimination wrapper method was used and the top ranking HVI were determined to be associated with red, 670 nm and near-infrared, 800 nm, regions. Overall, this study introduced hybrid DNN-SPEA2 as a robust mathematical tool for optimizing and using informative HVI for estimating soybean seed yield and FBIO at early growth stages, which can be employed by soybean breeders for discriminating superior genotypes in large breeding populations.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».