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Enregistrement W4388096351 · doi:10.1111/sum.12981

Estimating the spatial distribution of soil volumetric water content in an agricultural field employing remote sensing and other auxiliary data under different tillage management practices

2023· article· en· W4388096351 sur OpenAlexaff
David Kwesi Abebrese, James Kobina Mensah Biney, Recep Serdar Kara, Kamila Báťková, Jakub Houška, Svatopluk Matula, Nasem Badreldin, Lemma Adane Truneh

Notice bibliographique

RevueSoil Use and Management · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueSoil Geostatistics and Mapping
Établissements canadiensUniversity of Manitoba
Organismes subventionnairesNárodní Agentura pro Zemědělský VýzkumTechnology Agency of the Czech Republic
Mots-clésTillageEnvironmental scienceWater contentTerrainSoil waterRemote sensingSoil managementSoil scienceVegetation (pathology)Sampling (signal processing)Precision agricultureHydrology (agriculture)AgricultureComputer scienceGeographyCartographyAgronomyGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Knowledge of soil volumetric water content (VWC) on agricultural soils as influenced by different soil management practices is important, but the measurement outputs of frequently used traditional sampling techniques are restricted to point‐based measurements with limited spatial coverage. Remote sensing (RS) techniques are therefore being explored because of their greater spatial and temporal availability as well as their ability to cover large‐scale areas. But a general limitation for RS data is the presence of vegetation cover, cloud cover and the effect of topography. To minimize the effects of these factors during field sampling, the use of spectral indices and terrain attributes have proven successful in the estimation of several soil properties; however, the impact of these approaches for the estimation and mapping of soil VWC, an important factor in crop growth and development, especially where different soil management practices are employed, remains limited. To contribute to the knowledge base of RS under varying soil systems, this study explores the possibility of combining in‐situ measurements with remotely sensed (explanatory variables) data obtained under four different tillage practices to produce an estimated soil VWC that represents the entire study field. The tillage practices used include reduced till (RT), strategic till (ST), no‐till (NT) and conventional till (CT). From these tillage plots, three explanatory datasets, namely Sentinel‐2 (S2), spectral indices (SI) and terrain attributes (TA), were collected as predictors. In addition, each of the explanatory variables was structured into four groups, representing each of the four tillage methods. The eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) model was used, and the best results were selected based on the root mean squared error (RMSE), the coefficient of determination ( R 2 ) and the mean absolute error (MAE). Prior to soil VWC prediction, the Pearson correlation matrix was used to determine the linear relationship between each of the selected explanatory variables (S2 bands, SI and TA) and soil VWC. Furthermore, spatial distribution maps of soil VWC were constructed using the inverse distance weighting (IDW) interpolation technique. For soil VWC estimation, the TA outperformed the SI and S2 datasets ( R 2 = 0.84). Similarly, the spatial distribution maps obtained from the TA data show a study area with a large concentration of VWC compared with the other datasets. The study also identified CT as the tillage approach that most impacts soil VWC estimation because all predicted results were poor without the addition of data from the CT plot. According to our findings, using TA data collected from various tillage management systems to estimate soil VWC is very promising because they can be used as predictors to improve soil VWC estimation and mapping. This study demonstrates conclusively that remote sensing data collected from different tillage management systems can be used as predictors to enhance the estimation and mapping of soil VWC, complementing the basis for the development of reliable and consistent precision irrigation management systems.

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 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)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,873
Score d'incertitude au seuil0,994

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,079
Tête enseignante GPT0,281
Écart entre enseignants0,202 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeAutre devis
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

Citations6
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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