Classification of Some Biochemical Properties with J48 Classification Tree Algorithms in Hyperspectral Data

Authors : Sinan Demir, Levent Başayiğit

Pages : 20-28

View : 23 | Download : 8

Publication Date : 2022-12-25

Article Type : Research

Abstract :Hiperspektral algılama yöntemleri tarımda uzun yıllar bitkilerin abiyotik ve biyotik stres faktörlerine karşı fizyolojik olayların belirlenmesinde kullanılmaktadır. Sürdürülebilir tarımsal üretim modelleri altındaki bitkilerin görünür ve yakın kızılötesi bölgedeki hiperspektral verileri kullanılarak biyokimyasal özellikler ile ilişkili dalga boylarının belirlenmesi üzerine araştırmalar sınırlı sayıdadır. Bu araştırmada, sürdürülebilir üretim modellerinden organik tarım yapılan tıbbı ve aromatik bitkilerden coğrafi işaretli Isparta Yağ gülü abiyotik ve biyotik stres faktörlerinden kültürel uygulamalardan kaynaklı etkinin en az olması göz önüne alınarak kullanılmıştır. Organik tarım yapılan Isparta Yağ gülü yapraklarında hiperspektral ölçümler ve klorofil a (mg g-1), klorofil b (mg g-1), klorofil a+b (mg g-1), toplam flavonoid madde içeriği (mg catechin g-1), toplam fenolik madde içeriği (mg GAE g-1) ve toplam antioksidan kapasitesi (mg TEAC g-1) biyokimyasal özelliklerin J48 sınıflandırma ağacı algoritması kullanılarak öznitelik seçimi yapılmıştır. Sınıflandırma algoritmasında her bir biyokimyasal özellik için bağımsız değişken olarak farklı hiperspektral veriler (bantlar) kullanırken, bağımlı değişken her bir biyokimyasal özelliklerinin miktarlarının ortalamaya göre düşük ve yüksek olması ikili yanıt değişkeni (binary) şeklinde modele alınmıştır. Bağımsız değişken seçiminde ise çoklu doğrusal bağlantıya (multicollinearity) neden olmayan korelasyon tabanlı CfsSubsetEval algoritması kullanılmıştır. Klorofil a, klorofil b, klorofil a+b, toplam flavonoid madde içeriği, toplam fenolik madde içeriği ve toplam antioksidan kapasitesi özelliklerinin sınıflandırma performansları olan sınıflama doğrulukları, duyarlılık, özgüllük, alıcı işletim karakteristiği (ROC) eğrileri altında kalan alanlar sırasıyla, "%72.1, %73.3, %76.25, %69.6, %71.7, %67.5”, "0.353, 0.440, 0.553, 0.714, 0.771, 0.657”, "0.782, 0.811, 0.802, 0.653, 0.621, 0.682” ve "0.558, 0.643, 0.631, 0.638, 0.723, 0.625” olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonucunda organik tarım yapılan Isparta Yağ gülü yapraklarının biyokimyasal içeriklerinin görünür ve yakın kızılötesi hiperspektral veriler ile sınıflamasında klorofil a+b (mg g-1) içeriğinin J48 sınıflandırma ağacı algoritması ile en yüksek doğrulukta belirlendiği sonucuna varılmıştır.
Keywords : Hiperspektral algılama, biyokimyasal özellik, organik tarım, CfsSubsetEval, J48 karar ağacı algoritması, sınıflama