Predicción del rendimiento de cultivos agrícolas usando aprendizaje automático

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.35381/r.k.v5i2.1013

Palabras clave:

Agricultura, investigación agrícola, inteligencia artificial.

Resumen

Se aborda la predicción del rendimiento de los cultivos a través del aprendizaje automático. Se usaron dos variables predictoras: hectáreas cosechadas, y producción en toneladas. Para el primer caso, el mejor modelo fue una arquitectura de red neuronal densa (DNN), con un MSE de 0.0081, seguido de los Random Forest (RF) con un MSE de 0.0104, árboles de decisión (AD) con 0.0168, y finalmente las máquinas de soporte vectorial (SVM) con 0.0328. Cuando se predijo producción en toneladas, el mejor modelo fue el de los RF con un MSE de 0.0550, seguidos de AD con 0.1418, DNN con 0.1489, y finalmente SVM con 0.3420. El test estadístico de diferencia significativa mostró que no existe tal diferencia entre el rendimiento de los modelos cuando se predice la variable hectáreas cosechadas, pero si para el caso de producción en toneladas, donde la capacidad predictiva de RF fue de 95% aproximadamente.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Carrillo, J.M., Parraga-Alava, J. (2018). How Predicting The Academic Success of Students of the ESPAM MFL? A Preliminary Decision Trees Based Study. 2018 IEEE Third Ecuador Technical Chapters Meeting (ETCM), Cuenca, 2018, pp. 1-6. https://doi.org/10.1109/ETCM.2018.8580296

Crane-Droesch, A. (2018). Machine learning methods for crop yield prediction andclimate change impact assessment in agriculture. Environmental Research Letters, 13(11); 1-12. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aae159

Ferrero, R., Lima, M. & Gonzalez‐Andujar, J. (2018), Crop production structure and stability under climate change in South America. Ann Appl Biol, 172: 65-73. https://doi.org/10.1111/aab.12402

Food and Agriculture Organization, FAO. (2002). Agricultura mundial: hacia los años 2015/2030 [World agriculture: towards the years 2015/2030]. Technical Report 1. Recuperado de https://n9.cl/n29i7

Herrera-Díaz, C. A. (2016). Implementación de un módulo de análisis estadístico y predictivo para agricultura utilizando bigdata y machine learning, integrado al sistema Iotmach. [Implementation of a statistical and predictive analysis module for agriculture using bigdata and machine learning, integrated to the Iotmach system]. Trabajo de titulación. Carrera de ingeniería de sistemas. Universidad Técnica de Machala. Recuperado de https://n9.cl/abp1

Khaki, S. & Wang, L. (2019). Crop Yield Prediction Using Deep Neural Networks. Plant Sci. 10:621. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00621

Laurentin, H. (2020). Importancia de la predicción del rendimiento en caña de azúcar en un contexto de transformación digital. SofOS. Recuperado de https://n9.cl/fl2vh

Marengo JA, Chou SC, Torres RR, Giarolla A, Alves LM, Lyra A. (2014). Climate change in Central and South America: Recent trends, future projections, and impacts on regional agriculture. CCAFS Working Paper no. 73. Copenhagen, Denmark: CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS). https://hdl.handle.net/10568/41912

Parraga-Alava J., Alcivar-Cevallos R., Riascos J.A., Becerra M.A. (2020) Aphids Detection on Lemons Leaf Image Using Convolutional Neural Networks. In: Botto-Tobar M., Zamora W., Larrea Plúa J., Bazurto Roldan J., Santamaría Philco A. (eds) Systems and Information Sciences. ICCIS 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1273. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59194-6_2

Seo, S. N. & Mendelsohn, R. (2008). An analysis of crop choice: Adapting to climate change in South American farms. Ecological economics, 67(1):109–116. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2007.12.007

Van Klompenburg, T., Kassahun, A., & Catal, C. (2020). Crop yield prediction using machine learning: A systematic literature review. Computers and Electronics in Agriculture, 177. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105709

Descargas

Publicado

01-10-2020

Cómo citar

García-Arteaga, J. J., Zambrano-Zambrano, J. J., Alcivar-Cevallos, R., & Zambrano-Romero, W. D. (2020). Predicción del rendimiento de cultivos agrícolas usando aprendizaje automático. Revista Arbitrada Interdisciplinaria Koinonía, 5(2), 144–160. https://doi.org/10.35381/r.k.v5i2.1013