农业机械学报

作者：袁培森，曹益飞，马千里，王浩云，徐焕良

单位：南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,

关键词：水稻表型;随机森林;高光谱成像;细菌性条斑病;病害识别

基金：国家自然科学基金项目(61502236、61806097)和大学生创新创业训练专项计划项目(S20190025)

为了快速、准确、有效地识别发病早期的细菌性条斑病，提出基于随机森林(Random forest, RF)算法的水稻细菌性条斑病识别方法，利用光谱成像技术获取该病害的高光谱数据，通过多元散射校正减少和消除噪声及基线漂移对光谱数据的不利影响。利用随机森林特征重要性指标，选取逻辑回归（LR）、朴素贝叶斯（NB）、决策树（DT）、支持向量分类机（SVC）、k最近邻（KNN）和梯度提升决策树（Gradient boosting decision tree，GBDT）算法进行对比试验。同时筛选出12个位于450~664nm范围内对识别模型有重要影响的光谱波段，并与全波段进行分类结果比较。试验结果表明：RF算法的分类准确率为95.24%，与试验选取的其他算法相比，效果最优，比NB准确率提高了20.97个百分点；与全波段分类结果相比，利用RF算法基于12个波长的识别，波长数减少了98.05%，识别精确率为94.66%，召回率为99.55%，F1值为97.04%，准确率为94.32%。虽然精确率减少了2.97个百分点、准确率减少了0.85个百分点，但召回率增加了4.4个百分点、F1值增加了0.67个百分点，模型精度满足要求。

来源：2021年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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