Sistema de gemelo digital de gestión de plagas impulsado por fusión de datos y modelos
Autores: Dai, Min; Shen, Yutian; Li, Xiaoyin; Liu, Jingjing; Zhang, Shanwen; Miao, Hong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sistema de gemelo digital de gestión de plagas impulsado por fusión de datos y modelos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Cultivos
Plagas
Sistema gemelo digital
Manejo de plagas
Fusión de datos
Control de plagas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Proteger los cultivos de las plagas es un problema importante en el sistema actual de producción agrícola. El sistema gemelo digital agrícola, como un producto emergente del desarrollo agrícola moderno, puede lograr de manera efectiva el control inteligente de los sistemas de manejo de plagas. Frente a los problemas actuales del uso excesivo de pesticidas en el manejo de plagas y la excesiva dependencia de la experiencia personal de los gerentes con las plantas de pimiento, este documento propone un sistema gemelo digital que monitorea los cambios en las poblaciones de pulgones, lo que permite intervenciones oportunas y efectivas en el control de plagas. El sistema gemelo digital está desarrollado para el manejo de plagas impulsado por datos y fusión de modelos. Primero, se presenta un marco de trabajo de gemelos digitales para gestionar las plagas de insectos en todo el proceso de crecimiento de los cultivos. Luego, se establece un modelo de gemelos digitales para predecir el número de plagas basado en el algoritmo de bosques aleatorios optimizado por el algoritmo genético; se diseña una intervención de control de plagas basada en una estrategia de búsqueda de datos gemelos y se realiza la optimización de decisiones del manejo de plagas. Finalmente, se lleva a cabo un estudio de caso para verificar la viabilidad del sistema para el estado de crecimiento del pimiento y las plagas del pimiento. Los resultados experimentales muestran que se logra un feedback interactivo virtual y real del sistema de manejo de pulgones del pimiento. Se puede obtener una precisión de predicción del 88.01% con el conjunto de entrenamiento y una precisión de predicción del 85.73% con el conjunto de prueba. La aplicación del modelo de predicción a la función objetivo de toma de decisiones puede mejorar la eficiencia económica en más del 20%. Además, el enfoque propuesto es superior al método regulatorio manual en el manejo de plagas. Este sistema prioriza la detección de tendencias poblacionales sobre la identificación precisa de especies, proporcionando una herramienta práctica para el manejo integrado de plagas (MIP).
Descripción
Proteger los cultivos de las plagas es un problema importante en el sistema actual de producción agrícola. El sistema gemelo digital agrícola, como un producto emergente del desarrollo agrícola moderno, puede lograr de manera efectiva el control inteligente de los sistemas de manejo de plagas. Frente a los problemas actuales del uso excesivo de pesticidas en el manejo de plagas y la excesiva dependencia de la experiencia personal de los gerentes con las plantas de pimiento, este documento propone un sistema gemelo digital que monitorea los cambios en las poblaciones de pulgones, lo que permite intervenciones oportunas y efectivas en el control de plagas. El sistema gemelo digital está desarrollado para el manejo de plagas impulsado por datos y fusión de modelos. Primero, se presenta un marco de trabajo de gemelos digitales para gestionar las plagas de insectos en todo el proceso de crecimiento de los cultivos. Luego, se establece un modelo de gemelos digitales para predecir el número de plagas basado en el algoritmo de bosques aleatorios optimizado por el algoritmo genético; se diseña una intervención de control de plagas basada en una estrategia de búsqueda de datos gemelos y se realiza la optimización de decisiones del manejo de plagas. Finalmente, se lleva a cabo un estudio de caso para verificar la viabilidad del sistema para el estado de crecimiento del pimiento y las plagas del pimiento. Los resultados experimentales muestran que se logra un feedback interactivo virtual y real del sistema de manejo de pulgones del pimiento. Se puede obtener una precisión de predicción del 88.01% con el conjunto de entrenamiento y una precisión de predicción del 85.73% con el conjunto de prueba. La aplicación del modelo de predicción a la función objetivo de toma de decisiones puede mejorar la eficiencia económica en más del 20%. Además, el enfoque propuesto es superior al método regulatorio manual en el manejo de plagas. Este sistema prioriza la detección de tendencias poblacionales sobre la identificación precisa de especies, proporcionando una herramienta práctica para el manejo integrado de plagas (MIP).