Sunflower is an important oilseed source for our country, distinguished from other agricultural plants by its large and unique inflorescence. Accurately detecting sunflower inflorescence is crucial for yield estimation and sustainable production planning. The main goal of this study is to evaluate the performance of the deep learning-based Mask R-CNN model in detecting sunflower inflorescences from RGB and multispectral UAV orthomosaics. For this purpose, UAV aerial photos were captured over the study area in Arifiye district of Sakarya, and high-resolution orthomosaics were produced. The Mask R-CNN model with a ResNet-50 backbone was trained and tested on manually labeled datasets from RGB and multispectral UAV orthomosaics. The results indicate that the model achieved higher accuracy with multispectral data, reaching an F1 Score of 96.73% and an Average Precision of 94.74% at a 0.50 intersection over union threshold, which measures the overlap between predicted and actual detections. With RGB data, the model performed best at a 0.75 threshold, obtaining an F1 Score of 78.19% and an Average Precision of 63.50%. These findings suggest that multispectral UAV data are more effective in detecting sunflower inflorescences, while RGB UAV data provide better localization accuracy.
Deep learning Instance segmentation Mask R-CNN Unmanned aerial vehicle (UAV) Precision agriculture Sunflower
Ayçiçeği, ülkemiz için önemli bir yağlı tohum kaynağı olup, büyük ve kendine özgü çiçek tablasıyla diğer tarımsal bitkilerden ayrılır. Ayçiçeği tablasının doğru bir şekilde tespit edilmesi, verim tahmini ve sürdürülebilir üretim planlaması açısından çok önemlidir. Bu çalışmanın temel amacı, derin öğrenme tabanlı Mask R-CNN modelinin RGB ve multispektral İHA ortomozaiklerinden ayçiçeği çiçek tablasını tespit etme performansının değerlendirilmesidir. Bu amaçla, Sakarya'nın Arifiye ilçesindeki çalışma alanı üzerinde İHA hava fotoğrafları toplanmış ve yüksek çözünürlüklü ortomozaikler üretilmiştir. ResNet-50 omurgalı Maske R-CNN modeli, RGB ve multispektral İHA ortomozaiklerinden manuel olarak etiketlenmiş veri kümeleri üzerinde eğitilmiş ve test edilmiştir. Sonuçlar, modelin multispektral verilerle daha yüksek doğruluk elde ettiğini, tahmin edilen ve gerçek tespitler arasındaki örtüşmeyi ölçen 0,50 birleşim üzerinde kesişim eşiğinde %94,74 Ortalama Hassasiyete ve %96,73 F1 Skoruna ulaştığını göstermektedir. RGB verileriyle, model en iyi performansı 0,75 eşiğinde göstererek %78,19 F1 Skoru ve %63,50 Ortalama Hassasiyet elde etmiştir. Bu bulgular, multispektral İHA verilerinin ayçiçeği çiçek tablalarının tespit edilmesinde daha etkili olduğunu, RGB İHA verilerinin ise daha iyi lokalizasyon doğruluğu sağladığını göstermektedir.
Derin öğrenme Örnek segmentasyonu Mask R-CNN İnsansız hava aracı (İHA) Hassas tarım Ayçiçeği
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Derin Öğrenme, Fotogrametri ve Uzaktan Algılama |
Bölüm | Araştırma Makaleleri |
Yazarlar | |
Erken Görünüm Tarihi | 25 Mart 2025 |
Yayımlanma Tarihi | 26 Mart 2025 |
Gönderilme Tarihi | 16 Aralık 2024 |
Kabul Tarihi | 13 Şubat 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 6 Sayı: 1 |
Turkish Journal of Remote Sensing and GIS (Türk Uzaktan Algılama ve CBS Dergisi), Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License ile lisanlanmıştır.