Comparison of Regression, Classification, Percentile Method and Dual-Range Averaging Method for Crop Canopy Height Estimation from UAV-Based LiDAR Point Cloud Data
Notice bibliographique
Résumé
Crop canopy height is a key structural indicator that is strongly associated with crop development, biomass accumulation, and crop health. To overcome the limitations of time-consuming and labor-intensive traditional field measurements, Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-based Light Detection and Ranging (LiDAR) offers an efficient alternative by capturing three-dimensional point cloud data (PCD). In this study, UAV-LiDAR data were acquired using a DJI Matrice 600 Pro equipped with a 16-channel LiDAR system. Three canopy height estimation methodological approaches were evaluated across three crop types: corn, soybean, and winter wheat. Specifically, this study assessed machine learning regression modeling, ground point classification techniques, percentile-based method and a newly proposed Dual-Range Averaging (DRA) method to identify the most effective method while ensuring practicality and reproducibility. The best-performing method for corn was Support Vector Regression (SVR) with a linear kernel (R2 = 0.95, RMSE = 0.137 m). For soybean, the DRA method yielded the highest accuracy (R2 = 0.93, RMSE = 0.032 m). For winter wheat, the PointCNN deep learning model demonstrated the best performance (R2 = 0.93, RMSE = 0.046 m). These results highlight the effectiveness of integrating UAV-LiDAR data with optimized processing methods for accurate and widely applicable crop height estimation in support of precision agriculture practices.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».