Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12596
Title: The Age Dynamics of Para Rubber Plantations using Landsat TimeSeries (1991 - 2018) using Machine Learning Algorithms
Other Titles: พลวัตอายุยางพาราจากข้อมูลแลนด์แกหลายช่วงเวลาปี 2534 - 2561โดยใช้อัลกอริท7มคารเรียนรู้ของเครื่อง
Authors: Werapong Koedsin
Natthaphon Somching
Faculty of Technology and Environment
Keywords: Artificial satellites in agriculture;Artificial satellites in remote sensing;Rubber
Issue Date: 2019
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: The investigated the potential of using Landsat time series data and secondary land use and land cover (LULC) data to identify the ages of para rubber plantation in the lowland of Thalang district, Phuket province, southern Thailand. The LULC data, including high spatial resolution historical image from Google Earth ProTM, were used to identify rubber plantation and the event (year) of rubber planting (To). The inter-annual vegetation profiles of 2,168 rubber plantations were extracted from the distribution of sample NDVI values, which depend on the particular plot's size, for each summer period of 129 Landsat NDVI images (October 1991 to April 2018). The predictor variables were generated from difference and ratio of NDVI distribution values (minimum, Q1, median, Q3, and maximum) at different seasons (two years before and six years after To) for Recursive Partitioning (RP) supervised classification algorithm. Modeling data (outcome and predictors) from 336 plantations were divided into the training and testing datasets. The predicted RP model was learning on training data (30- time repeated) and we used testing data for cross-validation assessment to optimize an appropriated hyperparameter of the RP model. Then, the RP model with a complexity parameter as 0.01 was applied on both modeling data and predicting data (1,832 plots that unknowns To). The predicted To for each plantation was selected based on the maximum nominated in 100-time repeated prediction. Finally, the result validation of To prediction was carried out using 131 records of rubber farmers' registration from Rubber Authority of Thailand (RAOT). There are 15 plots (11.5%) that have a correct prediction, and 54 plots (41.2%) have one-year error prediction because many farmers start planting one or two years after approval from RAOT. The average error prediction is 3.62 years. We found that there is a possibility of using a 30-meter spatial resolution Landsat NDVI time series to identify rubber plantation ages with high accuracy, especially in the larger plots. The high precision of para rubber stands ages database will enable accurate yield prediction that, subsequently, resulting in better decision-making, planning, and development in the agricultural sector.
Abstract(Thai): การศึกษาถึงศักยภาพของการใช้ข้อมูลหลายช่วงเวลาจากดาวเทียม Landsat และ ข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินและสิ่งปกคลุมดิน (LULC) สําหรับใช้ในการระบุอายุของสวนยางพาราใน พื้นที่ราบของอําเภอถลาง จังหวัดภูเก็ต ภาคใต้ของประเทศไทย ข้อมูล LULC รวมไปถึงประวัติของ ภาพถ่ายดาวเทียมที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงจาก Google Earth Pro' ถูกนํามาใช้เพื่อระบุ ขอบเขตของแปลงและปีที่พบเหตุการณ์ของการปลูกยางพารา (To) การสร้างข้อมูลภาวะการณ์พืช พรรณประจําปีของสวนยางพาราจํานวน 2,168 แปลง ได้รับการดึงข้อมูลจากการกระจายของจุด ตัวอย่างค่า NDVI ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของแปลงในแต่ละช่วงฤดูร้อนที่มีข้อมูล NDVI จากภาพถ่าย ดาวเทียม Landsat จํานวน 129 ภาพ (เดือนตุลาคม พ.ศ. 2534 ถึงเดือนเมษายน พ.ศ. 2561) ตัว แปรสําหรับการทํานายชุดข้อมูลถูกสร้างขึ้นจากค่าความแตกต่างและอัตราส่วนของค่าการกระจาย NDVI (ค่าต่ําสุด, ค่าควอไทล์ที่ 1, ค่ามัธยฐาน, ค่าควอไทล์ที่ 3, และค่าสูงสุด) ในฤดูกาลที่แตกต่างกัน (สองปีก่อนและหกปีหลังจาก To) สําหรับอัลกอริทึมการจําแนกประเภทภายใต้การกํากับดูแลด้วยวิธี Recursive Partitioning (RP) ข้อมูลการสร้างแบบจําลอง (ผลลัพธ์และตัวทํานาย) จากสวนยาง จํานวน 336 แปลงถูกแบ่งออกเป็นชุดข้อมูลสําหรับใช้ในการฝึกอบรมและการทดสอบ แบบจําลอง RP ที่ทํานายไว้เป็นการเรียนรู้บนชุดข้อมูลการฝึกอบรม (การทําซ้ํา 30 ครั้ง) และใช้ข้อมูลการทดสอบ สําหรับการประเมินความถูกต้องด้วยวิธี Cross-validation เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของไฮเปอร์ พารามิเตอร์ให้เหมาะสมกับแบบจําลอง RP จากนั้นนําแบบจําลอง RP ที่มีพารามิเตอร์ที่ซับซ้อน เท่ากับ 0.01 ไปใช้กับข้อมูลการสร้างแบบจําลองและข้อมูลการทํานาย (1,832 แปลงที่ไม่รู้ To) การ ทํานายเหตุการณ์ To ของสวนยางแต่ละแปลงได้รับการคัดเลือกตามการเสนอเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ สูงสุดในการทํานายซ้ําจํานวน 100 ครั้ง สุดท้ายการตรวจสอบความถูกต้องของผลลัพธ์จากการ 1 ทํานาย To ด้วยข้อมูลการขึ้นทะเบียนของเกษตรกรชาวสวนยางจากการยางแห่งประเทศไทย (RAOT) 131 แปลง พบว่าจํานวน 15 แปลง (11.5%) มีการทํานายว่าถูกต้อง และจํานวน 54 แปลง (41.29%) มีการทํานายที่ผิดพลาดไปหนึ่งปี เพราะเกษตรกรจํานวนมากเริ่มปลูกยางในช่วงหนึ่งหรือสองปี หลังจากได้รับการอนุมัติจาก RAOT การคาดคะเนข้อผิดพลาดเฉลี่ยคือ 3.62 ปี เราพบความเป็นไปได้ ที่จะใช้ชุดข้อมูล NDVI หลายช่วงเวลาจากภาพถ่ายดาวเทียม Landsat ที่มีความละเอียดของภาพ 30 เมตร เพื่อระบุอายุของสวนยางพาราที่มีความแม่นยําสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแปลงที่มีขนาดใหญ่ ความแม่นยําสูงของฐานข้อมูลอายุยางพาราจะช่วยให้สามารถคาดการณ์ผลผลิตได้อย่างถูกต้อง ซึ่ง ส่งผลให้การตัดสินใจ การวางแผน และการพัฒนาในภาคเกษตรกรรมดีขึ้น
Description: Thesis (M.Sc., Technology and Environmental Management)--Prince of Songkla University, 2019
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12596
Appears in Collections:978 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
437551.pdf10.54 MBAdobe PDFView/Open


Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.