Spectral signatures of wheat rust from hyperspectral data: the potential of machine learning methods

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.32523/2616-7034-2026-154-1-104-119
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The study presents an approach for detecting rust and differentiating lesions using hyperspectral imaging and machine learning methods. Analysis of the differences in the spectral characteristics of lesions on the wheat ear, leaf, and stem revealed patterns between light reflectance and the structure of plants and pathogens. Healthy areas have a high reflectance coefficient due to their normal cellular structure and chlorophyll content. Lower intensity was detected in desiccated areas, which is associated with moisture loss and disrupted plant structure. Areas affected by rust exhibit low reflectance coefficients, which are related to tissue degradation and the accumulation of dark pigments by the pathogens, contributing to their resistance to external stresses. This forms a distinct spectral profile, allowing for clear visual identification of the disease. As a result, with the aim of identifying the presence of lesions caused by Puccinia graminis and Puccinia triticina, a classification model based on the Random Forest algorithm was developed to recognise rust-affected zones, achieving an overall classification accuracy of 94%. The obtained values indicate the model's high potential for detecting rust lesions, confirming the promise of synergistic analysis of hyperspectral data combined with ensemble machine learning algorithms for the non-invasive detection of wheat rust diseases.