Eng—Advances in Engineering·10月18日 · 周日论文农业遥感与作物表型阅读 0

Rice Yield Prediction Using Multi-Modal Regression Learning with Optimized Ensemble Models

Nayana Venkatesh · Evangelin Geetha Devaraj

Eng—Advances in EngineeringDOI 10.3390/eng7100572开放获取 PDF ↗
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构建多模态回归学习框架,融合气候、遥感与作物因子,实现水稻产量连续预测。

方法

融合降雨、温度、NDVI、SAR后向散射等多源特征,用非负权重集成多个回归器。

发现

集成模型R²达0.9515,RMSE为0.6334吨/公顷,优于各单一回归模型。

机会点

可引入真实田间多时相遥感与深度时序模型,验证合成数据结论在真实产区的泛化性。

影响力18
信息增量22
专业深度18
信源权威12
时效性8

多模态回归集成方法在水稻估产上取得较高精度,方法新颖、数据规模明确,对农业信息化有参考价值,但属学术论文且数据集为模拟数据,产业影响有限。

原文摘要

准确的水稻产量估算对农业规划、资源配置和粮食安全评估具有重要意义,但产量取决于气候、植被、遥感、季节和作物生长等多种因素的相互作用。本研究提出了一种用于连续水稻产量预测的多模态回归学习(Multi-Modal Regression Learning,MMRL)框架。该框架整合了降雨量、温度、湿度、归一化植被指数(NDVI)、VH合成孔径雷达(SAR)后向散射、季节、水稻种植面积和叶片湿润信息。在模型开发之前评估预测变量的相关性,并使用共同特征集训练多个回归学习器。其验证预测结果通过约束为和等于1的非负集成权重进行组合,从而生成单一优化预测。实验在代表卡纳塔克邦条件的建模时空农业数据集上进行,使用10,000个观测值进行回归比较。所提出的MMRL集成模型实现了R²为0.9515、RMSE为0.6334吨/公顷、MAE为0.5075吨/公顷、MAPE为9.81%,优于所评估的各个回归模型。诊断图进一步表明,在大多数评估范围内,预测产量与参考产量高度一致。MMRL工作流程还在一个单独重建的合成数据集上进行了评估,该数据集使用完全指定的分布、采样规则、噪声项、产量生成方程和固定随机种子生成。

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