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Predição do conteúdo relativo de clorofila na copa da planta de chá usando algoritmo GRNN otimizado e imagens multiespectrais RPA

RESUMO

Para avaliar de forma rápida e precisa o crescimento de plantas de chá, este estudo visa encontrar uma nova maneira de prever o conteúdo de clorofila em dosséis de plantas de chá usando aprendizado de máquina. Utilizando aeronaves pilotadas remotamente equipadas com câmeras multiespectrais, imagens de áreas de plantações de chá são capturadas e a reflectância de quatro bandas espectrais é extraída, levando ao cálculo de índices de vegetação. Simultaneamente, o conteúdo relativo de clorofila nos dosséis das plantas de chá foi coletado no terreno usando um detector. Quatro modelos, nomeadamente Floresta Aleatória (RF), rede neural de retropropagação (BPNN), rede de função de base radial (RBFN) e Rede Neural de Regressão Geral (GRNN), foram construídos para prever o conteúdo relativo de clorofila nos dosséis das plantas de chá. Subsequentemente, variáveis importantes de sensoriamento remoto foram identificadas através de filtragem RF, seguidas por uma comparação do desempenho preditivo dos modelos de aprendizado de máquina sob diferentes condições de entrada. Por último, ao integrar o Algoritmo de Busca de Pardal (SSA) para otimizar o fator de suavização no GRNN, o estudo explora o impacto dos algoritmos de otimização no desempenho preditivo do modelo GRNN. Experimentos indicam que, dentro dos modelos de aprendizado de máquina estabelecidos, o GRNN demonstra a maior precisão preditiva. Ao classificar a importância das variáveis de sensoriamento remoto através de RF, 18 variáveis significativas de sensoriamento remoto foram selecionadas, o que melhorou a precisão preditiva dos modelos de aprendizado de máquina. A otimização do fator de suavização do GRNN através do algoritmo SSA pode melhorar significativamente a precisão preditiva do modelo GRNN. Com base em uma série de experimentos, o modelo de predição estabelecido RFSSA-GRNN demonstra um bom desempenho preditivo, com um alcançando 0,84.

Termos para indexação:
Parâmetros fisiológicos da folha; índice de vegetação; triagem de recursos; algoritmo de otimização inteligente.

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