Automated Leaf Color Chart (LCC)-BasedNitrogen Fertilizer Recommendation UsingPaddy Leaf Image Color Classification
Rusanara Akhter · Md Zahidul Islam
用深度学习对水稻叶片颜色分级,并结合多模态大模型实时推荐氮肥用量。
Paddy Net 1.2万张增强叶片图像,训练Custom CNN、VGG16
Custom CNN分类准确率达97.55%,显著优于VGG16(78.89%)和Efficient
可探索轻量化模型部署到手机端,并结合多源农情数据提升跨品种、跨区域推荐泛化能力。
用深度学习与视觉语言模型实现水稻叶色分级与氮肥实时推荐,方法新颖、数据规模可观,但期刊影响力有限,属细分领域技术进展。
在精准农业中,对作物健康状况进行准确且及时评估的需求很高,以支持合理的养分管理。在这项工作中,我们提出了一种基于深度学习的智能解决方案,通过评估水稻叶片的颜色,实时提供与情境相关的氮肥添加建议,以实现水稻的可持续种植。为了实现水稻作物生产中的优化氮管理和可持续性,需要对水稻叶片颜色进行准确评估。在此,我们提出了一个基于深度学习的稻田叶片颜色分类框架,能够根据实时需求推荐适量的氮肥。在本研究中,包含12,000张增强水稻叶片图像的Paddy Net数据集将用于训练神经网络,该网络基于叶色卡(Leaf Color Chart, LCC)系统对水稻叶片颜色进行分类,LCC等级从2到5。此外,我们训练并测试了多种深度学习架构,特别是自定义CNN、VGG16、ResNet50和EfficientNetB7,以确定哪种架构在水稻叶片颜色分类中表现最佳。从实验结果可以得出结论,自定义CNN以97.55%的分类准确率显著优于迁移学习模型VGG16(78.89%)和EfficientNetB7(78.67%)。为提高实用性,系统还集成了多模态视觉语言模型LLaMA 3.2-11B Vision,使其能够基于视觉输入图像提供实时、基于情境的氮肥推荐。此外,所提出的框架还考虑了其他农艺因素,如作物生长阶段、土壤类型和施肥历史,从而提供更准确和相关的建议。该框架实现了精确、客观的氮管理,避免了农民通常采用的主观视觉评估方法。总体而言,所提出的施肥系统对精准农业的发展具有重要意义,因为它提高了决策过程的效率,优化了肥料使用,并促进了可持续水稻种植实践。