ارائه مدلی داده‌رانه برای پیش‌بینی عملکرد شکر استحصالی از نیشکر

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 23 تیر 1400  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2021.69805.1034

نویسندگان

فاطمه نادرنژاد¹؛ دین محمد ایمانی ²؛ محمد رضا رسولی³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد. دانشکده مهندسی صنایع. دانشگاه علم و صنعت ایران

²دانشگاه علم و صنعت ایران

³دانشکده مهندسی صنایع. دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

پیش‌بینی عملکرد محصول یکی از مسائل مهم در حوزه‌ی کشاورزی می‌باشد و به عوامل مختلفی از جمله شرایط آب‌وهوایی، ویژگی‌های خاک، ویژگی‌های محصول و برنامه‌های مدیریتی وابسته می‌باشد. پیش‌بینی دقیق عملکرد محصول می‌تواند در تصمیم‌گیری‌ها و بهینه‌سازی فرآیندها به کشاورزان و صنایع وابسته به کشاورزی کمک نماید و در نهایت منجر به افزایش تولید شود. نیشکر یکی از مهم‌ترین محصولات استراتژیک کشاورزی و منبع تأمین شکر در جهان می‌باشد. هدف پژوهش حاضر پیش‌بینی و بررسی عوامل مؤثر بر میزان شکر استحصالی از نیشکر در مزارع شرکت کشت‌وصنعت نیشکر امیرکبیر با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌باشد. داده‌های جمع‌آوری شده برای این پژوهش مربوط به بازه زمانی سال‌های 1396-1389 شامل 3223 نمونه می‌باشد که شامل چهار مجموعه داده آب‌وهوایی، محصول، خاک و مدیرت مزرعه می‌باشد. برای مدل‌سازی پژوهش از الگوریتم‌های جنگل تصادفی، آدابوست، تقویت گرادیان حداکثری و ماشین بردار پشتیبان استفاده شده و در محیط ژوپیترنوت‌بوک پایتون پیاده‌سازی شده‌اند. مدل جنگل تصادفی با صحت 2/92% برای پیش‌بینی شکر استحصالی در بین مدل‌های ارائه شده بهترین عملکرد را دارد.

کلیدواژه‌ها

طبقه‌بندی؛ کشاورزی دقیق؛ مدل‌سازی؛ یادگیری ماشین