Applicability of machine learning techniques in predicting wheat yield based on remote sensing and climate data in Pakistan, South Asia

归一化差异植被指数 随机森林 增强植被指数 支持向量机 蒸散量 植被(病理学) 线性回归 统计 数学 产量(工程) 均方误差 背景(考古学) 索引(排版) Lasso(编程语言) 机器学习 叶面积指数 植被指数 计算机科学 地理 农学 生态学 病理 考古 万维网 生物 冶金 材料科学 医学
作者
Sana Arshad,Syed Jamil Hasan Kazmi,Muhammad Gohar Javed,Safwan Mohammed
出处
期刊:European Journal of Agronomy [Elsevier]
卷期号:147: 126837-126837 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.eja.2023.126837
摘要

Machine learning (ML) algorithms perform better than classical statistical approaches to explore hidden nonlinear relationships. In this context, the goal of this research is to predict wheat yield utilizing remote sensing and climatic data in southern part of Pakistan. Four remote sensing indices, viz.., Green Normalized Difference Vegetation Index (GNDVI), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Enhanced Vegetation Index (EVI), Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) are integrated with five climatic variables, i.e., Maximum Temperature (Tmax), Minimum Temperature (Tmin), Rainfall (R), Relative humidity (RH) and windspeed (WS) and one drought index, i.e., Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI). Eight model combinations are built within two scenarios of wheat season, i.e., Whole Seasonal mean (WSM) (SC1), and Peak of Seasonal Mean (POSM) (SC2). Two nonlinear ML algorithms, i.e., Random Forest (RF), and Support Vector Machines (SVM), and one linear model, i.e., LASSO is being employed for wheat yield prediction to find the best combination and ML algorithm in two scenarios. Results revealed that in SC1, RF regression for the model combination (GNDVI +Tmax+ Tmin + R + RH + WS) outperformed other models (R2 = 0.71, RMSE = 2.365). Similarly, in SC2 RF regression outperformed SVM with model combination (GNDVI + Tmax+ Tmin + R + RH + WS) performed highest with R2 = 0.78, and lowest RMSE = 2.07, followed by (GNDVI + SPEI + RH + WS; R2 = 0.75). Interestingly, linear LASSSO also performed equally with RF with R2 = 0.77–0.73 in both scenarios. However, the output of this research recommends using SC2 for yield prediction in ML models. Overall, this research reveals the significance and potential of ML techniques for timely prediction of crop yield in different stages of crop growth that provide a solid foundation for food security in the region.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
heihei完成签到,获得积分10
1秒前
调皮平蓝完成签到,获得积分10
1秒前
猪鼓励完成签到,获得积分10
4秒前
零食宝完成签到 ,获得积分10
4秒前
kuyi完成签到 ,获得积分10
4秒前
粉色娇嫩完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
GG爆完成签到,获得积分10
7秒前
坚强的磬完成签到,获得积分10
11秒前
klio完成签到 ,获得积分10
12秒前
mrconli完成签到,获得积分10
13秒前
EDTA完成签到,获得积分10
13秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
落寞的幻竹完成签到,获得积分10
14秒前
莫歌完成签到 ,获得积分10
14秒前
ldr888完成签到,获得积分10
15秒前
泽锦臻完成签到 ,获得积分10
17秒前
Hello应助chenjie采纳,获得10
19秒前
huco完成签到,获得积分10
19秒前
22秒前
maguodrgon完成签到,获得积分10
24秒前
Lotus完成签到,获得积分10
27秒前
矢思然发布了新的文献求助10
29秒前
Yanzhi完成签到,获得积分10
30秒前
deniroming完成签到,获得积分10
31秒前
楚寅完成签到 ,获得积分10
32秒前
ioio完成签到 ,获得积分10
33秒前
无限晓蓝完成签到 ,获得积分10
33秒前
积极的尔白完成签到 ,获得积分10
34秒前
杨洋完成签到 ,获得积分10
36秒前
仕子佳人完成签到,获得积分10
36秒前
37秒前
科研通AI6应助dearwang采纳,获得10
41秒前
舒适涵山完成签到,获得积分10
41秒前
小唐尼发布了新的文献求助30
42秒前
沉静凡松完成签到 ,获得积分20
48秒前
小唐尼完成签到,获得积分10
48秒前
微笑芒果完成签到 ,获得积分0
51秒前
55秒前
拼搏的亦玉完成签到,获得积分10
55秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5315200
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4457851
关于积分的说明 13868384
捐赠科研通 4347405
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2387759
邀请新用户注册赠送积分活动 1381862
关于科研通互助平台的介绍 1351115