Aprendizaje Automático Aplicado a la Predicción del Rendimiento de Cultivos Arbóreos Utilizando Datos de Campo e Imágenes Satelitales: Un Estudio de Caso en un Huerto de Cítricos
Autores: Moussaid, Abdellatif; El Fkihi, Sanaa; Zennayi, Yahya; Lahlou, Ouiam; Kassou, Ismail; Bourzeix, François; El Mansouri, Loubna; Imani, Yasmina
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Aprendizaje Automático Aplicado a la Predicción del Rendimiento de Cultivos Arbóreos Utilizando Datos de Campo e Imágenes Satelitales: Un Estudio de Caso en un Huerto de Cítricos
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Sistema inteligente
Rendimiento de frutas cítricas
Algoritmo de aprendizaje automático
Datos históricos
Imágenes de satélite
Puntuaciones de predicción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo general de este estudio es definir un sistema inteligente para predecir el rendimiento de los cítricos antes del período de cosecha. Este sistema utiliza un algoritmo de aprendizaje automático entrenado con datos históricos de campo combinados con información espectral extraída de imágenes satelitales. Para ello, utilizamos 5 años de datos históricos de un huerto marroquí compuesto por 50 parcelas. Estos datos están relacionados con el clima, la cantidad de agua utilizada para el riego, los productos de fertilización por dosis, la dosis de tratamiento fitosanitario, el tamaño de la parcela y el tipo de portainjerto en cada parcela. Además, se extrajeron dos índices muy populares, el índice de vegetación de diferencia normalizada y el índice de agua de diferencia normalizada, de imágenes satelitales de Sentinel 2 y Landsat para mejorar las puntuaciones de predicción. Logramos construir un conjunto de datos total compuesto por 250 filas, que representan las 50 parcelas durante un período de 5 años etiquetadas con el rendimiento de cada parcela. Se probaron varios algoritmos de aprendizaje automático con la optimización de parámetros necesaria, mientras que el algoritmo de búsqueda automática ortonormal dio buenas puntuaciones de predicción de 0.2489 (MAE: Error Absoluto Medio) y 0.0843 (MSE: Error Cuadrático Medio). Finalmente, el enfoque seguido en este estudio muestra un excelente potencial para la predicción del rendimiento de frutas. De hecho, la prueba se realizó en un huerto de cítricos, pero el mismo enfoque se puede utilizar en otros cultivos leñosos para lograr el mismo objetivo.
Descripción
El objetivo general de este estudio es definir un sistema inteligente para predecir el rendimiento de los cítricos antes del período de cosecha. Este sistema utiliza un algoritmo de aprendizaje automático entrenado con datos históricos de campo combinados con información espectral extraída de imágenes satelitales. Para ello, utilizamos 5 años de datos históricos de un huerto marroquí compuesto por 50 parcelas. Estos datos están relacionados con el clima, la cantidad de agua utilizada para el riego, los productos de fertilización por dosis, la dosis de tratamiento fitosanitario, el tamaño de la parcela y el tipo de portainjerto en cada parcela. Además, se extrajeron dos índices muy populares, el índice de vegetación de diferencia normalizada y el índice de agua de diferencia normalizada, de imágenes satelitales de Sentinel 2 y Landsat para mejorar las puntuaciones de predicción. Logramos construir un conjunto de datos total compuesto por 250 filas, que representan las 50 parcelas durante un período de 5 años etiquetadas con el rendimiento de cada parcela. Se probaron varios algoritmos de aprendizaje automático con la optimización de parámetros necesaria, mientras que el algoritmo de búsqueda automática ortonormal dio buenas puntuaciones de predicción de 0.2489 (MAE: Error Absoluto Medio) y 0.0843 (MSE: Error Cuadrático Medio). Finalmente, el enfoque seguido en este estudio muestra un excelente potencial para la predicción del rendimiento de frutas. De hecho, la prueba se realizó en un huerto de cítricos, pero el mismo enfoque se puede utilizar en otros cultivos leñosos para lograr el mismo objetivo.