High-resolution UAV-based blueberry scorch virus mapping utilizing a deep vision transformer algorithm
Notice bibliographique
Résumé
• The first study to use UAV imagery for mapping blueberry scorch virus. • A new deep learning algorithm with superior classification performance. • The new algorithm illustrates superior spatial transferability. • This research helps to control the virus and thus generates high economic values. Blueberry scorch virus (BIScV), transmitted by aphids, causes a serious disease in highbush blueberries with a significant economic impact. Early detection and mapping of the distribution of BIScV infected plants in fields are critical to implementing effective disease management practices, such as the timely removal of infected bushes and control of aphid vectors. The conventional visual plant assessment for symptoms remains dominant in BIScV detections, though it is labor-intensive, time-consuming, and costly. In recent years, the use of remote sensing techniques has become popular for in-field assessments of crop diseases and insect pests incidence, and thus provides an effective approach for detecting and mapping BIScV infections. Convolutional Neural Networks (CNNs) are among the most widely employed algorithms in remote sensing image classification. However, CNNs have some limitations in their ability to obtain global information dependency due to the convolution’s constrained receptive field in each layer. To address this challenge, the self-attention mechanism utilized in Vision Transformers (ViTs) was suggested in previous studies for achieving flexible global information dependency through facilitating communication among arbitrary pixels in images. As such, we developed a CNN-ViT-based deep learning algorithm (named “Scorch Mapper”), a pixel-based classifier, that utilizes both the functionality and capabilities of CNNs in capturing local visual characteristics and ViTs for acquiring long-range information dependency for the mapping of BIScV. We also compared the developed Scorch Mapper to several other CNN– and ViT-based algorithms, including a 2D CNN, ResNet, HybridSN, Swin Transformer, Efficient Net, CMT, InFormer, and Efficient Former. Our results demonstrated the superiority of the Scorch Mapper compared to other CNN– and ViT-based algorithms. Research findings also show that the Scorch Mapper is effective and can be applied over a wide area to support BIScV mapping and monitoring. Furthermore, the developed model opens a new window for future automatic BIScV mapping utilizing cutting-edge remote sensing algorithms and technologies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».