I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  1 4 ,   No .   1 A p r il   20 2 5 ,   p p .   1 64 ~ 173   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v 1 4 i 1 . pp 164 - 1 7 3           164       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Predic tion o in te rna tiona l rice  p ro duction us ing  lon g  sho rt - term  me mo ry  and ma chine l ea rni ng  mo dels       Su ra j   Ary a 1 ,   A nju 1 ,   No Azua na   Ra m li 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   I n f o r ma t i o n   T e c h n o l o g y ,   C e n t r a l   U n i v e r s i t y   o f   H a r y a n a ,   M a h e n d e r g a r h ,   I n d i a   2 C e n t e r   f o r   M a t h e m a t i c a l   S c i e n c e s,   U n i v e r s i t i   M a l a y si a   P a h a n g   A I - S u l t a n   A b d u l l a h ,   K u a n t a n ,   M a l a y s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct  9 ,   2024   Acc ep ted   No v   1 9 ,   2 0 2 4       Rice ,   a   sta p le  fo o d   so u rc e   g lo b a ll y ,   is  in   h i g h   d e m a n d   a n d   p r o d u c ti o n   a c ro ss   th e   wo rld .   I ts  c o n su m p ti o n   v a ri e in   d iffere n c o u n tri e s,  with   e a c h   n a ti o n   h a v in g   it u n iq u e   wa y   o f   i n c o rp o ra ti n g   rice   in t o   it d iet.   Re c o g n izin g   t h e   g lo b a n a tu re   o rice ,   it p r o d u c ti o n   is  a   c ru c ial   a sp e c o f   e n su rin g   it s   a v a il a b il it y ,   a g ric u lt u re   f o re c a stin g ,   e c o n o m ic  sta b il it y ,   a n d   fo o d   se c u rit y .   By   p re d ictin g   it p ro d u c ti o n ,   we   c a n   d e v e lo p   a   g lo b a p lan   f o it p ro d u c ti o n   a n d   st o c k ,   th e re b y   p re v e n ti n g   issu e li k e   fa m in e .   Th is  p a p e p r o p o se m a c h in e   lea rn in g   ( M L)  a n d   d e e p   lea rn i n g   (DL)   m o d e ls  li k e   li n e a r   re g re ss io n ,   rid g e   re g re ss io n ,   r a n d o m   fo re st   (RF ) a d a p t iv e   b o o sti n g   ( Ad a Bo o st ) c a teg o rica b o o stin g   ( Ca tBo o st ) e x trem e   g ra d ie n t   b o o sti n g   ( XG Bo o st ) ,   g ra d ien b o o st in g ,   d e c isio n   tree ,   a n d   lo n g   s h o rt - term   m e m o ry   (LS TM )   to   p re d ict  i n tern a ti o n a l   r ice   p ro d u c ti o n .   to tal   o f   n in e   M a n d   o n e   DL  m o d e ls are   train e d   a n d   tes ted   o n   th e   i n tern a ti o n a d a tas e t,   wh ic h   c o n tai n th e   rice   p ro d u c ti o n   d e tails  o 1 9 2   c o u n tri e o v e t h e   las 6 2   y e a rs.  No tab ly ,   li n e a re g re ss io n   a n d   t h e   LS T M   a lg o rit h m   p re d ict  rice   p ro d u c ti o n   with   th e   h ig h e st  p e rc e n tag e   o R - s q u a re d   (R 2 ) ,   9 8 . 4 0 %   a n d   9 8 . 1 9 % ,   re s p e c ti v e ly .   Th e se   p re d icti o n s a n d   t h e   d e v e l o p e d   m o d e ls ca n   p lay   a   v it a r o le i n   re so lv in g   c ro p - re late d   i n tern a ti o n a l   p r o b lem s,  u n it i n g   th e   g l o b a l   a g ricu lt u ra c o m m u n it y   in   a   c o m m o n   c a u se .   K ey w o r d s :   Fo o d   s ec u r ity   Ma ch in lear n in g   Pre d ictio n   R eg r ess io n   R ice  p r o d u ctio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   No r   Azu an R am li   C en ter   f o r   Ma th em atica l Scie n ce s ,   Un iv er s it i   Ma lay s ia  Pah an g   AI - Su ltan   Ab d u llah   2 6 3 0 0 ,   Ku an ta n ,   Pah an g ,   Ma l ay s ia   E m ail: a zu an a@ u m p s a. ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   late  2 0 2 3 ,   n o tab le  p r ice  s u r g an d   g l o b al  r ice  s h o r ta g s u r p r is ed   m an y .   Ho wev er ,   ec o n o m ic   an aly s ts   h ad   p r ed icted   th is   s itu atio n   to   o cc u r   as  ea r ly   as  J u ly   2 0 2 3 ,   wh en   all  n o n - B asm ati  r ice  in   I n d ia  wo u l d   b s u b jecte d   to   ex p o r r estrictio n s .   Giv en   th at   I n d ia  p r o d u ce s   n ea r ly   4 0 %   o f   th e   wo r ld s   r i ce ,   co m b in ed   with   th p r o lo n g ed   ef f ec ts   o f   clim ate  ch an g e,   T h ailan d s   s ec o n d - l ar g est  r ice  ex p o r ter   also   s tr u g g led   to   ad d r ess   th is   s h o r tag e.   B ef o r t h f u ll  im p lem en tatio n   o f   th ex p o r b an   in   J u ly   2 0 2 3 ,   t h m ar k et  h a d   alr ea d y   d is p lay ed   s ig n s   o f   r ice  s h o r ta g e,   ev i d e n t th r o u g h   m u ltip le  p r ice  in c r e ases .   I is   n o ea s y   to   u n d er s tan d   r i ce   p r o d u ctio n   s i n ce   m an y   f ac t o r s   in f lu en ce   it,  s u ch   as  clim a te  ch an g e,   p o liti ca in s tab ilit y ,   p est  attac k s ,   cr o p   d is ea s es,  ch an g es  in   f ar m in g   p r ac tices,  an d   tech n o lo g y .   Acc o r d in g   to   th r esear ch   b y   [ 1 ] ,   tem p er at u r an d   r ain f all  f lu ctu atio n s   ca n   s ig n if ican tly   im p ac cr o p   y ield s   in   So u th ea s Asi a.   Po liti ca lly   u n s tab le  s itu atio n s   o f ten   h in d er   r ice  cu ltiv atio n ,   in   ad d itio n   to   i n co n s is ten cy   in   r u les  ap p licab le  o r   war s   o r   tr ad e m b ar g o es  u n d e r   s u ch   s itu atio n s ,   wh ich   ca n   lead   to   s ig n if i ca n in ter r u p tio n   o f   ag r icu ltu r al   ac tiv ities .   An o th er   ex am p le   is   th e   o n g o in g   c o n f li ct  in   M y an m ar   th at   h as  ca u s ed   m ajo r   d is r u p tio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6         P r ed ictio n   o f in tern a tio n a l rice  p r o d u ctio n   u s in g   lo n g   s h o r t - term me mo r …  ( S u r a j A r ya )   165   to   r ice   p r o d u ctio n   a n d   ex p o r ts ,   r esu ltin g   in   g lo b al   s u p p l y   f lu c tu atio n s   an d   m a r k et  p r ice  c h a n g es,  af f ir m in g   th e   in d u s tr y s   s u s ce p tib ilit y   to   g e o p o liti ca l f ac to r s .   Acc u r a te  p o licy - m ak in g   m a tter s   to   th ag r icu ltu r in d u s tr y ,   f o r   f ar m e r s ,   s tak eh o l d er s ,   an d   p o licy m ak er s .   Hen ce ,   h av in g   an   ac cu r ate   p r e d ictio n   m o d el   will  h elp   c o r r ec f o o d   s u p p l y   ch o ices,   r eso u r ce   allo ca tio n ,   an d   m ar k et  s tr ateg ies.  E n s u r in g   g lo b al  f o o d   s ec u r ity   a n d   ac h iev in g   s u s tain ab le  d ev elo p m e n g o al   ( SDG)   2 ze r o   h u n g er ,   h ea v il y   r elies  o n   ac c u r ate  r ice  p r o d u ctio n   f o r ec asts   b ec a u s r ic is   s tap le  t o   th e   m ajo r ity   o f   p eo p le  ac r o s s   th g lo b e.   T h e   im p o r ta n ce   o f   p r ec is p r ed ictio n s   o n   g lo b al  f o o d   s af ety   ca n n o b e   o v er em p h asized .   Ho wev e r ,   t r ad itio n al  cr o p   y ield   p r e d ictio n   m eth o d s   b ased   o n   s tatis tical  m o d els  an d   h is to r ical  d ata  m ay   n o co n s id er   s o m o f   th co m p lex ities   in h er en in   co m p lex   ag r ic u ltu r al  s y s tem s   af f ec ted   b y   clim ate  ch an g e,   s o il c o n d itio n s ,   p est in v asio n ,   a n d   tech n o l o g ical  ad v a n ce m en t.   Ag r icu ltu r al  p r ed ictio n   h as  r ec en tly   b ee n   h ig h ly   im p r o v e d   b y   m ac h i n lear n i n g   ( ML )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   tech n i q u es  th a h av in cr ea s ed   th ac cu r ac y   o f   t h p r e d ictio n   th r o u g h   t r ain in g   with   lar g d atasets   o n   co m p lex   p atter n s .   So m o f   th ese  ad v an ce d   m eth o d s   in clu d lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L STM ) ,   a   r ec u r r en t   n eu r al  n etwo r k   ( R NN)   ty p e.   T h ese  h av e   s u cc ess f u lly   p r e d icted   tim e - s er ies  d ata  b ec au s t h ey   ca n   ca p tu r d e p en d e n ce   o v er   tim an d   l o n g - r an g e   co r r elatio n   am o n g   th v a r iab les.   Pre d icti n g   cr o p   y ield   is   an   ex am p le  o f   h o L STM   m o d e ls   h av p r o v ed   v er y   e f f ec tiv b ec au s th ey   ar e   s o   g o o d   at  c ap tu r in g   s eq u en tial   p atter n s   an d   tem p o r al  d e p en d e n cies in h er en t in   a g r icu ltu r al  d ata.   I n   th last   f ew  y ea r s ,   n u m b er   o f   s tu d ies  h av s h o wn   th g r ea p o ten tial  o f   ML   a n d   DL   m o d els  in   ag r icu ltu r y ield   p r ed ictio n .   s tu d y   d o n b y   [ 2 ]   wh er i n co r p o r ated   co n v o l u tio n al  L STM ,   co n v o l u tio n al   n eu r al  n etwo r k   ( C NN) ,   an d   h y b r id izatio n   o f   C NN  an d   L S T ( C NN - L STN)   f o r   p r ed ictin g   th an n u al  r ice   y ield   at  th co u n t y   s ca le  in   Hu b ei  Pro v in ce ,   C h in a .   T h is   r e s ea r ch   co m b in e d   m u ltip le  s o u r ce s   o f   in f o r m atio n   s u ch   as  g r o s s   p r im ar y   p r o d u c tiv ity   ( GPP),   E R A5   tem p er atu r ( AT ) ,   s o il - ad a p ted   v e g eta tio n   in d ex   ( SAVI ) ,   an d   MO DI r em o te  s en s in g ,   wh ich   in clu d es  en h an ce d   v eg etatio n   i n d ex   ( E VI ) ,   d u m m y   s p atial  h eter o g en eit y   v ar iab le.   T h ese  m o d els  h av im p r o v ed   th ei r   p r ed ictio n   ac cu r ac y   as  s o o n   as  th is   d u m m y   v ar iab le  is   in tr o d u ce d .   I was  f o u n d   th at  in co r p o r atin g   s p atial  h ete r o g en eity   in to   m o d els  s ig n i f ican tly   im p r o v ed   p r ed ictio n   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   r em o te  s en s in g   d ata  alo n e .   I n   ad d itio n ,   t h C o n v L STM   an d   C NN  m o d els   o u tp er f o r m ed   th C NN - L STM   m o d el.   Ad v an ce d   m o d els,  s u ch   as  C NN - L STM - Atten tio n   m o d els,  h av co m b in ed   DL   ar ch it ec tu r es  an d   h av b ee n   s atis f ac to r y   in   h an d lin g   th n o n lin ea r   r elat io n s h ip s   with in   ag r icu ltu r al  d ata,   ac co r d in g   to   [ 3 ] .   T h ese   m o d els  ca n   h an d le  m ass iv e,   c o m p lex   d atasets ,   ca p tu r i n g   t h m o s im p o r tan t   s p atial  an d   t em p o r al   v ar iab ilit y   an d   g i v in g   ac cu r ate  p r ed ictio n s .   T h eir   r esu lts   s h o wed   th at   ad v an ce d   DL   m o d els  co n s id er ab ly   o u tp er f o r m   tr ad itio n al  m o d els,  lik r an d o m   f o r est  ( RF )   an d   ex tr em e   g r ad ien b o o s tin g   ( XGBo o s t) ,   wh ich   im p lies   in teg r atin g   th ese  m eth o d s   o f   e f f ec tiv m u lti - s o u r ce   d ata  i n to   cr o p   y ield   p r ed ictio n   in   th e   f u tu r e.   T h e   r esu lt  o f   th is   s tu d y   ca n   b en ef it  p o licy m ak er s   an d   p r o f ess io n als  wo r k in g   in   th ag r icu ltu r s ec to r   b y   m ak in g   s cien tific ally   b ased   p o licies to   g u id a g r icu ltu r al  p r o d u ctio n   f o r   s af a n d   s u s tain ab le  f o o d   s u p p ly .   T h is   p ap er   ex p l o r es  th e   wo r k   o n   r ice  p r o d u ctio n   at  an   in t er n atio n al  lev el   u s in g   L STM   an d   o th er   m ac h in e - lear n i n g   m o d els.  T h e r ef o r e,   t h p r in ci p al  f o cu s   o f   t h is   r esear ch   will  b to   estab lis h   th ef f ec tiv e n ess   o f   th ese  m o d els  in   m ak in g   p r ed ictio n s   th at  ar ac cu r ate  an d   r eliab le  f o r   u s in   s tr ateg ic   p lan n in g   an d   r is k   m an ag em en t   in   a g r icu l tu r e.   I n d ee d ,   th ese  a d v an ce d   ML   an d   DL   m o d els  th at  lev er a g h ete r o g en e o u s   d atasets   will  lead   to   h ig h   ac cu r ac y ,   o u t p er f o r m in g   tr ad itio n al  m eth o d s   to   p r o v id n ew  in s ig h ts   an d   to o ls   f o r   en h a n ce d   g lo b al  f o o d   s ec u r ity .   T h co n t en ts   o f   th is   p ap er   ar o u tlin ed   as   f o llo ws.  Sectio n   2   r ev iews r elate d   liter atu r o n   co tto n   cr o p   y ield   p r ed ictio n   u s in g   ML   a n d   DL   tech n iq u e s .   Sectio n   3   d escr ib es  th m eth o d o lo g y   w h ich   in v o lv es  d ata  c o llectio n ,   d eter m in atio n   o f   v ar ia b les,  d ata  p r ep o s s ess in g ,   m o d el  d esig n ,   m o d el  v alid atio n ,   a nd  v er if icatio n .   Sectio n   4   p r esen ts   th f in d in g s   an d   r esu lts   o f   th ex p er im en o u tp u t,  g iv in g   o u s o m an aly s is   with   r eg ar d   to   c h ec k in g   th m o d els.  Fin ally ,   s ec tio n   5   wil d is cu s s   th f in d in g s   an d   s u g g esti o n s   f o r   f u r th e r   r esear ch .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   R ice,   th m o s wid ely   co n s u m ed   ce r ea g r ai n   g l o b ally ,   s er v es  as  s tap le  f o o d   f o r   b illi o n s ,   p ar ticu lar ly   in   Asi [ 4 ] .   I ts   p r o d u ctio n   is   cr u cial  f o r   g lo b al  f o o d   s ec u r ity   an d   th liv elih o o d   o f   m an y   f ar m er s .   Acc u r ate  p r ed ictio n   o f   r ice  p r o d u ctio n   is   n o ju s v ital ,   b u p r ac tical  n ec ess ity   f o r   ef f e ctiv p lan n in g   a n d   d ec is io n - m ak in g   in   th ag r icu l tu r al  s ec to r   [ 5 ] .   T h p o ten tial o f   ML   an d   DL   in   p r ed ictin g   cr o p   y ield ,   in clu d in g   r ice,   is   p r o m is in g   a r ea   o f   r esear ch   th at  h as sh o wn   s ig n if ica n t r esu lts   in   r ec en t y ea r s   [ 6] .   s tu d y   co n d u cted   b y   [ 7 ]   h a s   s ig n if ican tly   co n tr ib u te d   to   th f ield   b y   u s in g   C NNs  to   p r ed ict  r ice   y ield .   T h ey   u tili ze d   u n m an n e d   ae r ial   v eh icle  ( UAV)   m u ltis p ec tr al  im ag es  an d   in c o r p o r a ted   wea th er   d ata  at   th h ea d in g   s tag e.   T h is   in n o v ativ ap p r o ac h   co n s i d er s   wea th er   d ata  in   its   an aly s is   an d   ad d s   v alu ab le   k n o wled g e   to   t h ag r icu ltu r al  tech n o lo g y   an d   r e m o te  s en s in g   d o m ain .   T h s tu d y ' s   r esu lts   d em o n s tr ate  th at   a   s im p le  C NN  f ea tu r ex tr ac to r   f o r   UAV - b ased   m u ltis p ec tr al  im ag in p u d ata  ca n   ac cu r ately   p r ed ict  cr o p   y ield s .   T h m o d els  tr ain ed   with   wee k ly   wea th er   d ata  p er f o r m ed   th b est.  Ho wev er ,   alth o u g h   th p r e d ictio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 4 ,   No .   1 A p r il   20 2 5 :   164 - 1 7 3   166   ac cu r ac y   was  n ea r ly   th e   s am e,   th s p atial  p atter n s   o f   th e   p r e d icted   y ield   m ap s   v ar ie d   ac r o s s   d if f er en m o d els.   T h s tu d y   s u g g ests   th at  th r o b u s tn ess   o f   with in - f ield   p r ed ictio n s   s h o u ld   b ev alu ated   al o n g s id p r ed ictio n   ac cu r ac y .   An o th er   s tu d y   i n tr o d u ce d   h y b r id   m o d el,   R aNN ,   wh ich   c o m b in es  f ea tu r s am p lin g   an d   m ajo r ity   v o tin g   tech n iq u es  f r o m   RF   an d   m u ltil ay er   Feed f o r war d   n eu r al  n etwo r k s   to   p r ed ict  c r o p   y ield   [ 8 ] .   T h s tu d y   was  co n d u cted   in   Pu n ja b ,   I n d ia,   th lar g est  r ice  p r o d u ce r   in   th co u n tr y .   T h d ataset  u s ed   in   th is   s tu d y   is   r o b u s t,  in co r p o r atin g   ag r icu lt u r an d   wea th er   d atasets   o b tain ed   f r o m   t h I n d ia n   Me teo r o lo g ical  Dep ar tm en t   Pu n an d   Pu n jab   E n v ir o n m e n I n f o r m atio n   Sy s tem   ( E NVI S)  C en ter ,   Go v er n m en o f   I n d i a.   R esu lts   f r o m   th is   s tu d y   r ev ea led   th at  R aNN   p r o d u ce d   a n   ac cu r ate  m o d el  with   m in im al  er r o r ,   s u r p ass in g   RF ,   m u ltip le  lin ea r   r eg r ess io n ,   s u p p o r v ec to r   m a ch in r e g r ess io n ,   d ec is io n   tr e e,   ar tifi cial  n eu r al  n etwo r k ,   b o o s tin g   r e g r ess io n ,   an d   en s em b le  lear n er .   Sev er al  s tu d ies  in   a g r icu ltu r a r esear ch   f o cu s   n o o n ly   o n   m eth o d o l o g y   b u t   also   o n   th e   v ar iab les   in f lu en cin g   m o d el  p r ed ictio n   ac cu r ac y   [9 ] - [ 1 2 ] .   Fo r   in s tan ce ,   [ 1 0 ]   h ig h lig h ted   th e   s ig n i f ican ce   o f   wea th er   d ata  an d   v eg etatio n   co v e r   in f o r m atio n   in   ev alu atin g   in - s ea s o n   r ice  y ield   esti m atio n .   T h ey   u tili ze d   th m o b ile   ap p   C an o p eo   an d   th co n v e n tio n al  Gr ee n Seek er   h an d h el d   d ev ice  to   m ea s u r th n o r m alize d   d if f er en c e   v eg etatio n   i n d ex   ( NDVI )   d u r in g   o n - fa r m   f ield   ex p er im e n ts   in   r ice - g r o win g   r eg i o n s   in   2 0 1 8   a n d   2 0 1 9 .   Ad d itio n ally ,   th ey   d ev elo p e d   g en er alize d   ad d itiv m o d el  ( GAM )   u s in g   lo g - tr an s f o r m ed   d ata  f o r   g r ai n   y ield ,   in clu d in g   ca n o p y   co v er   an d   wea th er   d ata  d u r i n g   s p ec if ic   g r o wth   s tag es.  H o wev er ,   th s tu d y s   r esu lts   wer e   n o as  p r o m is in g   as  an ticip ate d ,   p r o m p tin g   th au t h o r s   to   e m p h asize  th n ee d   f o r   m o r f ield   ex p er im e n ts   to   en h an ce   th m o d el s   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess .   I n   d if f er e n t stu d y ,   [ 9 ]   co llected   r ea l - tim m eteo r o lo g ical  d ata   an d   an aly s ed   th d ay - to - d ay   im p ac o f   wea th er   p ar am eter s   o n   p ad d y   cu ltiv atio n .   T h ey   p r o p o s ed   r o b u s t   o p tim ized   ar tific ial  n e u r al  n e two r k   ( R OANN )   alg o r ith m   with   g en etic  alg o r ith m   ( GA)   an d   m u lti - o b jectiv e   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   alg o r it h m   ( MO PS O)   to   p r ed i ct  f ac to r s   th at  co u ld   im p r o v p ad d y   y ield .   B y   o p tim izin g   in p u v ar ia b les  u s in g   GA  an d   f in e - tu n in g   th e   n e u r al  n etwo r k   p ar am eter s ,   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   ac h iev ed   m a x im u m   ac c u r ac y   an d   m in im u m   er r o r   r ate.   I s lam   et  a l.  [ 1 1 ]   tack led   th ch allen g es o f   d ata  q u ality ,   p r o ce s s in g ,   an d   s elec tin g   s u itab le  ML   m o d els  with   lim ited   tim e - s er ies  d at in   a   n o v el  way .   T h eir   ap p licatio n   o f   d ata   p r o ce s s in g   tech n iq u es  an d   a   cu s to m ized   ML   m o d el  s ig n if i ca n tly   im p r o v ed   cr o p   y ield   e s tim atio n   ac cu r ac y   at   th d is tr ict  lev el  in   Nep al.   T h eir   f in d in g   th at  u s in g   r e m o te  s en s in g - de r iv ed   NDVI   alo n was  in s u f f icien f o r   ac cu r ate  cr o p   y ield   esti m atio n ,   an d   t h at  s tack in g   m u ltip le  tr ee - b ased   r eg r ess io n   m o d els  to g eth er   y ield ed   b ette r   r esu lts ,   r ep r esen ts   s ig n if ican ad v a n ce m en i n   t h f ield .   Fin ally ,   B o wd en   et  a l.   [ 1 2 ]   id en tifie d   r elat io n s h i p   b etwe en   m o n s o o n   v ar iab ilit y   an d   r ice   p r o d u ctio n   in   I n d ia,   d em o n s tr atin g   th e   p o ten tial  o f   RF   m o d ellin g   t o   r e v ea co m p le x   n o n - lin ea r ities   an d   in ter ac tio n s   b et wee n   clim ate  an d   r ice  p r o d u ct io n   v ar iab ilit y .   W h ile  m o s p r ev io u s   s tu d ies  h av u s ed   ad v an ce d   tech n iq u es  to   p r ed ict  r ice  p r o d u ctio n ,   o u r   s tu d y   tak es  d if f e r en a p p r o ac h .   W f o cu s   o n   m o r e   s tr aig h tf o r w ar d   ML  a n d   DL   tech n i q u es,  n o o n ly   to   p r e v en t   o v er f itti n g   b u also   to   m ak it  ea s ier   f o r   d ec is io n - m ak er s   to   in co r p o r ate  th ese  m o d els  in to   th eir   s y s te m s .   Ou r   g lo b al  p er s p ec tiv e,   as  o p p o s ed   to   f o cu s   o n   p ar ticu lar   c o u n tr y ,   is   d elib er ate  ch o ice.   W aim   to   p r o v id e   n ew  in s ig h ts   an d   to o ls   th at  ca n   b ap p lied   o n   g lo b al  s ca le ,   with   th p o ten tial  to   s ig n if ican tly   en h an ce   f o o d   s ec u r ity   wo r ld wid e .   T h co n tr ib u tio n s   o f   th is   wo r k   in clu d e:   a Glo b al  d ata s et:  d ata   u tili ze d   to   f o r ec ast  th r ice  p r o d u ctio n   is   r elate d   to   a   s p e cif ic  co u n tr y   I n d ia,   Nep al.   Pr o p o s ed   m o d el   h as  th d etails  o f   1 9 2   co u n tr ies .   T h u s ,   its   r esu lts   h av th in ter n atio n al  r elev an ce .   b )   UAV   a n d   m u l t i s p e c t r a l   i m a g e s :     t o   p r e d i c t   t h e   r i c e   y i e l d   p r e v i o u s   s t u d i e s   c o m b i n i n g   t h e   w e a t h e r   d a t a   w i t h   m u l t i s p e c t r a l   i m a g e s   c a p t u r e d   t h r o u g h   U A V .   S o m e   p a p e r s   a r e   b a s e d   o n   s p a t i a l   p a t t e r n s   a n d   y i e l d   m a p s .   c)   Data s et  d u r atio n d ataset  u s ed   f o r   p r ed ictio n s   c o n tain s   th d etails  o f   6 5   y ea r s   o ld   r ice   p r o d u ctio n T h is   m ak es   in n o v ativ u s o f   h is to r ical   d ataset .   d )   Alg o r ith m s :   b ac k g r o u n d   Stu d ies  ar u s in g   th C NN,   h y b r id   m o d el,   GA ,   s war m   o p tim izatio n   alg o r ith m   an d   R aNN   m o d els  to   p r ed ict  th r ice  p r o d u ctio n .   Pro p o s ed   m o d els   ar th b ein g   an   o r ig i n al  co n tr ib u tio n   u s in g   tim s er ies  m o d el  AR I MA   an d   L STM   with   th h ig h er   ac cu r ate  r esu lts .   e )   I n ter n atio n al  ap p licab ilit y :   p r o p o s ed   s tu d y   en s u r es   av ailab ilit y   o f   r ice  at  th i n ter n at io n al  le v e l.        3.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h is   s ec tio n   d elv es  in to   th e   r ice  p r o d u ctio n   d ataset  an d   th m eth o d s   u s ed   f o r   p r ed i ctin g   r ice   p r o d u ctio n .   Py th o n ,   v er s atile   an d   p o wer f u p r o g r am m in g   to o l,  is   th co r n e r s to n o f   o u r   m o d el  d ev el o p m en t.   T h f o llo win g   p r o ce d u r es  a r ad o p ted   t o   p r ed ict  in ter n atio n al  r ice  p r o d u ctio n i)   d ata  co llectio n ,   ii)  I d en tific atio n   o f   v ar iab les,   ii i)   d ata  p r e - p r o ce s s in g ,   iv )   f e atu r s elec tio n ,   v )   d ata  p ar ti tio n in g ,   v i)   m o d el   tr ain in g ,   an d   v ii)  m o d el  p er f o r m an ce   ev alu atio n .   Var iab le   id en tific atio n ,   s u ch   as   wea th er   co n d itio n s ,   s o il   q u ality ,   an d   p r ev i o u s   y ea r s   p r o d u ctio n ,   d ata  c o llectio n ,   a n d   p r e - p r o ce s s in g   ar s o m o f   th m o s ess en tial   s tep s   in   tr ain in g   ML   m o d els.  T h m o d el’ s   e f f ec tiv en ess   d ep en d s   o n   t h d ata’ s   q u alit y ,   co n s is ten cy ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6         P r ed ictio n   o f in tern a tio n a l rice  p r o d u ctio n   u s in g   lo n g   s h o r t - term me mo r …  ( S u r a j A r ya )   167   co r r ec tn ess .   Fig u r e   1   d ep icts   th g en er al  f lo o f   th e   p r o ce s s .   T h p r o ce s s   b eg an   with   d at co llectio n   an d   s o   f o r th .   T h s u b s eq u e n t su b - s ec t io n s   will p r o v id a   d etailed   ex p lan atio n   o f   th p r o ce s s .     3 . 1 .     Da t a   c o llect io n   T h is   s tu d y   u s ed   th in ter n atio n al  d ata  s et,   wh ich   co n tain s   th d etails   o f   r ice  p r o d u cti o n   in   1 9 2   co u n tr ies.  T h is   d ataset  is   av a ilab le  o n   th o p en - ac ce s s   d ata  r ep o s ito r y   o u r wo r ld in d ata. o r g   [ 1 3 ] .   I co n tain s   10 , 1 2 8   r o ws an d   4   c o lu m n s .     3 . 2 .     I dentif ica t io n o f   v a ri a bles   Ou r   r esear ch   h as  m eticu lo u s l y   id en tifie d   t h v ar ia b les  cr u cial  f o r   p r ed ictin g   r ice  p r o d u ctio n .   T h e   en tity   u n d er   d is cu s s io n ,   a   s ig n if ican c o n tr ib u tin g   f ac to r   af f ec tin g   r ice   p r o d u ctio n ,   h as  b ee n   ca r ef u lly   co n s id er ed .   W h av e   also   id e n tifie d   th e   r eg i o n s   th at   p lay   a   k ey   r o le   in   th is   an aly s is .   Ou r   ap p r o ac h ,   wh ic h   in clu d es c o n s id er in g   g lo b al  en titi es,  in s til s   co n f id en ce   in   th e   ac cu r ac y   o f   o u r   p r ed ictio n s .     3 . 3 .     Da t a   pre - pro ce s s ing   Data   p r e - p r o ce s s in g   in v o l v es  p r ep ar in g   th d ata  f o r   th ML   m o d el.   T h is   in clu d es  tak in g   n ec ess ar y   ac tio n s   to   im p r o v its   u s ab ilit y   an d   e n s u r its   p r o p er   f o r m a an d   s tr u ctu r e,   s u ch   as  h an d li n g   m is s in g   v alu es,   d ata  in co n s is ten cies,  an d   co n f licts .   T h r ice  p r o d u ctio n   d ataset  in itially   co n tain s   to tal  o f   1 0 , 1 2 8   r o ws  an d   4   co lu m n s .   Af ter   r em o v in g   th e   co u n tr ies  with   d is co n tin u o u s   v alu es  f r o m   1 9 6 1   to   2 0 2 2 ,   t h d ataset  co n tain s   9 , 3 0 0   r o ws an d   4   co l u m n s .   T h to p   f iv r o ws o f   th e   r ice  p r o d u ctio n   d ataset  ar d is p lay ed   i n   T ab le  1 .     3 . 4 .     F e a t ure  s elec t io n   Featu r s elec tio n ,   th n ex cr u cial  s tep   in   th p ip elin e,   in v o lv es  id en tify in g   an d   r e d u cin g   th d ataset  to   th m o s s ig n if ican t   f ea tu r es.  T h is   p r o ce s s   also   in v o lv es  r em o v in g   f ea t u r es  th at  d o   n o af f ec th o u t p u t   v ar iab le.   I n   o u r   ca s e,   th c o d e’   f ea tu r i s   th s elec ted   f ea tu r e.     3 . 5 .     Da t a   pa rt i t io nin g   I n   th is   p h ase,   th d ataset  was d iv id ed   i n to   two   p ar ts tr ain in g   an d   test in g   f o r   th ML   an d   DL   m o d els.  T h is   s tu d y   s elec ted   co m m o n ly   u s ed   r atio   f o r   b alan cin g   tr ai n in g   an d   test in g ,   8 0 :2 0 .     3 . 6 .     M o del t ra ini n g   T r ain in g   d ata  is   p r o v id ed   as  in p u to   all  o f   th ML   an d   DL   m o d els.  T h is   p ap er   ap p lied   th f o llo win g   m o d els:   lin ea r   r eg r ess io n   ( L R ) ,   RF   r eg r ess o r   ( R FR ) ,   XGBo o s r eg r ess o r ,   d ec is io n   tr e r eg r ess o r   ( DT R ) ,   Ad aBo o s r eg r ess o r   ( AB R ) ,   g r ad ien b o o s tin g   r e g r ess o r   ( GB R ) ,   C a tB o o s r eg r ess o r ,   r id g r eg r ess o r   ( R R ) ,   an d   L STM .   T h e   ab o v e - m en ti o n ed   ML   an d   DL   m o d els  wer s elec ted   b ec au s e   th ese  m o d els  p r o v id e   th e   b est  R - s q u ar ed   (R 2 )   v alu es  b ased   o n   p r ev io u s   s tu d ies.  W h a v u tili ze d   v ar i o u s   r eg r ess io n   m o d els  f o r   m ak in g   p r e d ictio n s   s in ce   o u r   d ataset  d id   n o t e x h ib it a n y   tim s er ies p r o p er ties .     3. 6 . 1 .   L inea re g re s s io n   LR ,   ty p o f   s u p er v is ed   ML   r eg r ess o r   alg o r ith m ,   is   ch ar ac ter ized   b y   its   in ter p r etab ilit y .   I co m es  in   two   ty p es:  s im p le  lin ea r   r e g r ess io n   with   ju s o n e   in d e p en d en v a r iab le  a n d   m u ltip le  li n ea r   r e g r ess io n   with   m o r th an   o n i n d ep e n d en v a r iab le   [ 1 4 ] .   T h e   eq u atio n   f o r   s im p le  lin ea r   r e g r ess io n   is   as  ( 1 )     = 0 + 1   ( 1 )     wh er e   is   d e p en d e n v a r iab l e,   x   is   in d e p en d e n v a r iab le,   0   is   in ter ce p t,  an d   1   is   s lo p e.   M ea n wh ile,   th eq u atio n   f o r   m u ltip le  r eg r ess io n :     = 0 + 1 1 + 2 2 + . . + +   ( 2 )     wh er e,   f o r   i   n   o b s er v atio n s y i   is   d ep e n d en t   v ar iab le,   x 1 ,   x 2 ,..,   x n   a r th e   in d e p en d e n v ar ia b les,  0   is     y - in ter ce p t/co n s tan t,  a n d     is   s l o p co ef f icien ts   f o r   ea c h   in d e p en d en v ar iab le   [ 1 5 ] .     3 . 6 . 2 .   Ra nd o m   f o re s t   re g re s s o r   RF R   is   ty p o f   en s em b le  lea r n in g   th at  im p r o v es  ac cu r ac y   b y   co m b in in g   m u ltip le  d ec is io n   tr ee s   as   s h o wn   in   Fig u r 2 .   I is   u s e d   f o r   class if icatio n   an d   r eg r e s s io n   p r o b lem s I u s es  th e n s em b le’ s   b ag g in g ,   b o o s tin g ,   an d   s tack in g   m eth o d s   f o r   r an d o m   f ea tu r s elec tio n   [ 1 6 ] ,   [ 17] .   Dif f er en p ar a m eter s   wer u s ed   to   tu n th is   alg o r ith m .   So m o f   t h m o s wid ely   u s ed   a r e:   m ax _ d e p th i t in d icate s   th m a x im u m   d e p th   o f   ea ch   d ec is io n   tr ee   u s ed   in   th is   m o d el.   n _ esti m ato r s t h is   p ar am eter   i n d icate s   th n u m b er   o f   d ec is io n   tr ee s   th is   m o d el  will u s e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 4 ,   No .   1 A p r il   20 2 5 :   164 - 1 7 3   168   T ab le  1 .   Sam p le  o f   in ter n atio n al  r ice  p r o d u ctio n   d ataset   I n d e x   En t i t y   C o d e   Y e a r   R i c e   |   0 0 0 0 0 0 2 7   | |   p r o d u c t i o n   |   0 0 5 5 1 0   | |   t o n n e s   0   A f g h a n i st a n   A F G   1 9 6 1   3 1 9 0 0 0 . 0   1   A f g h a n i st a n   A F G   1 9 6 2   3 1 9 0 0 0 . 0   2   A f g h a n i st a n   A F G   1 9 6 3   3 1 9 0 0 0 . 0   3   A f g h a n i st a n   A F G   1 9 6 4   3 8 0 0 0 0 . 0   4   A f g h a n i st a n   A F G   1 9 6 5   3 8 0 0 0 0 . 0           Fig u r 1 .   Flo o f   t h p r o p o s ed   m eth o d o lo g y           Fig u r 2 R an d o m   f o r est       3 . 6 . 3 .   XG B o o s t   r eg re s s o r   T h is   r eg r ess o r   is   th ex ten s io n   o f   th GB R .   I is   u s ed   to   im p r o v e   th p er f o r m a n ce   o f   ML   m o d els  with   th h elp   o f   o b jectiv f u n ctio n s .   T h o b jectiv f u n ctio n   ad o p ted   b y   th XGB  r eg r ess o r   is   m ea n   s q u a r ed   er r o r   ( MSE ) ,   b u t   it  ca n   also   b o th er   f u n ctio n s   lik e   m ea n   ab s o lu te  er r o r   ( MA E )   o r   Hu b er   l o s s .   T h is   r eg r ess o r   u tili ze s   r eg u lar izatio n   tech n iq u es,  s u ch   as   L 1   ( l ass o   r eg u lar izatio n )   an d   L 2   ( r id g e   r eg u lar izatio n ) ,   to   p r ev en t   o v er f itti n g   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .     3 . 6 . 4 .   Ada B o o s t   r eg re s s o r   Ad aBo o s is   an   en s em b le  m eth o d   th at  u tili z es  th b o o s tin g   tech n iq u an d   d ec is io n   tr ee   as  b as e   m o d el.   I is   k n o wn   as  a d ap tiv b o o s tin g   b ec au s weig h ts   ar r ea s s ig n ed   to   ea ch   in s tan ce ,   an d   h ig h er   weig h ts   ar r ea s s ig n ed   to   in co r r ec tly   c lass if ied   in s tan ce s   [ 2 0 ] .   T h is   m o d el  u s es  th lear n in g   r ate  a n d   n u m b er   o f   b ase   m o d els  as  p ar am eter s .   Ad aBo o s h as  less   o f   p o s s ib ilit y   o f   o v er f itti n g   th an   t h o th e r   m o d els,  an d   it  ca n   b e   u s ed   to   in teg r ate  o th er   m o d els   to   im p r o v p e r f o r m an ce   [ 2 1 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6         P r ed ictio n   o f in tern a tio n a l rice  p r o d u ctio n   u s in g   lo n g   s h o r t - term me mo r …  ( S u r a j A r ya )   169   3 . 6 . 5 .   L o ng   s ho rt - t er m m e mo ry   T h L STM   is   a   well - k n o wn   al g o r ith m   f o r   esti m atin g   tim e - s er ies  an d   s eq u en tial  d atasets .   L STM   ca n   h an d le  l o n g - ter m   d ep e n d en ci es  to   p r ed icate   th e   tar g et  v a r iab le.   Oth er   v a r ian ts   o f   L S T in clu d e   class ic  L STM ,   s tack ed   L STM ,   an d   b id ir ec tio n al  L STM .   L STM   u s es  m em o r y   ce ll   to   s to r i n f o r m atio n   f o r   lo n g   p er io d s .   I h as  th r ee   g ates:  in p u t,  f o r g et,   a n d   o u tp u t.  T h i n p u g ate  d eter m in es  wh at  in f o r m atio n   is   ad d ed   in   th ce ll  s tate,   th f o r g et   g ate  tells   u s   wh ich   ty p e   o f   in f o r m atio n   is   r em o v ed ,   an d   th o u t p u g ate   d eter m in es   th o u tp u t f r o m   th e   m em o r y   c ell   [ 2 2 ] .     3 . 7 .     M o del per f o rma nce  ev a lua t io n   All   ML   m o d els  an d   L STM   p e r f o r m a n ce   wer ev al u ated   b as ed   o n   t h f o llo win g   m etr ics.  T h m etr ics  ar e   g iv en   b elo w:     3 . 7 . 1 .   M ea n sq ua re d e rr o r   MSE   is   th av er ag o f   s q u a r ed   d if f e r en ce s   b etwe en   ac t u a an d   p r ed icted   v alu es.  I m e asu r es  th av er ag s q u a r ed   m a g n itu d o f   er r o r s   [ 2 3 ] .   T h f o r m u la  f o r   M SE  is   g iv en   as:     M SE = ( ) 2 = 1   ( 3 )     3 . 7 . 2 .   M ea n a bs o lute   er ro r   MA E   is   th av er ag o f   d if f er en ce s   b etwe en   ac tu al  an d   p r e d icted   v alu es.  I t   m ea s u r es  th av er ag e   m ag n itu d o f   er r o r s   [ 2 4 ] .   T h f o r m u la  f o r   MA E   is   g iv e n   as:     MAE = | | = 1   ( 4 )     3 . 7 . 3 .   Ro o t   m ea n sq ua re d e rr o r   R o o m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( R MSE )   is   th s q u ar r o o o f   M SE.   I m ea s u r es  th s tan d ar d   d ev iatio n   o f   r esid u als   [ 2 5 ] .   T h f o r m u la   f o r   R MSE   is   g iv en   as:     R M SE = ( ) 2 = 1     ( 5 )     3 . 7 . 4 .   R - s qu a re d   R 2 ,   also   k n o wn   as  co e f f ic ien o f   d eter m in atio n ,   is   s tatis tical  tech n iq u th at  m ea s u r es  th e   g o o d n ess   o f   f it o f   r eg r ess io n   m o d el.   T h v alu lies   b etwe e n   0   an d   1   [ 2 6 ] .     R s q ua r e d = 1 ( ̂ ) 2 ( ̅ ) 2     ( 6 )       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   B ef o r e   p r e - p r o ce s s in g   d ata,   i is   b est  to   an aly s its   s tatis tical  p r o p er ties   to   g ain   in s ig h ts .   T h is   in clu d es  ex am i n in g   s tatis tical  p r o p er ties   o f   th r ice  p r o d u cti o n   d ataset  as  tab u lated   in   T ab le  2 .   T h e   m ea n   an d   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   th r ice  p r o d u ctio n   d ataset  ar 2 2 8 0 0 6 4 8 . 6 1 6 4 2 6 8 8   an d   8 1 5 9 1 8 0 8 . 4 9 7 7 9 6 1 6 ,   r esp ec tiv ely .   T h m ea n   o f   th d ataset,   wh ich   r ep r esen ts   t h av er ag e   r ice  p r o d u ctio n ,   i s   k ey   s tatis tica l   p r o p er t y   to   c o n s id er .   On DL   an d   eig h ML   m o d el s   wer d ev elo p ed   to   p r e d ict  th r ice  p r o d u ctio n   o f   1 9 2   co u n tr ies.  Of   th ese,   4 2   co u n tr ies  h av d is c o n tin u o u s   an d   ze r o   r ice  p r o d u ctio n .   So ,   we  h av r em o v ed   th ese  co u n tr ies   an d   d id   n o co n s id er   th em   f o r   an aly s is .   T h is   d atase h as  f o llo win g   f ea tu r es   as  t ab u lated   in   T ab le  3 E n tity ,   C o d e’ ,   Yea r ,   r ice  |   0 0 0 0 0 0 2 7   | |   p r o d u ctio n   |   0 0 5 5 1 0   | |   to n n es’ .       T ab le  2 .   Statis tical  p r o p er ties   o f   r ice  d ataset   I n d e x   Y e a r   R i c e   |   0 0 0 0 0 0 2 7   | |   p r o d u c t i o n   |   0 0 5 5 1 0   | |   t o n n e s   C o u n t   9 3 0 0 . 0   9 3 0 0 . 0   M e a n   1 9 9 1 . 5   2 2 8 0 0 6 4 8 . 6 1 6 4 2 6 8 8   S t d   1 7 . 8 9 6 4 9 2 3 7 1 0 4 8 8 4   8 1 5 9 1 8 0 8 . 4 9 7 7 9 6 1 6   M i n   1 9 6 1 . 0   0 . 0   2 5 %   1 9 7 6 . 0   3 7 9 7 0 . 2 5   5 0 %   1 9 9 1 . 5   4 0 3 1 9 6 . 0   7 5 %   2 0 0 7 . 0   4 1 6 8 6 7 4 . 0   M a x   2 0 2 2 . 0   7 8 9 0 4 5 3 0 0 . 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 4 ,   No .   1 A p r il   20 2 5 :   164 - 1 7 3   170   T ab le  3 Sam p le  o f   in ter n atio n al  r ice  p r o d u ctio n   d ataset  af ter   p r e - p r o ce s s in g   I n d e x   En t i t y   C o d e   Y e a r   R i c e   |   0 0 0 0 0 0 2 7   | |   P r o d u c t i o n   |   0 0 5 5 1 0   | |   t o n n e s   9 2 9 5   Zi m b a b w e   ZWE   2 0 1 8   1 3 6 3 . 3 2   9 2 9 6   Zi m b a b w e   ZWE   2 0 1 9   1 1 3 4 . 0   9 2 9 7   Zi m b a b w e   ZWE   2 0 2 0   7 5 0 . 0   9 2 9 8   Zi m b a b w e   ZWE   2 0 2 1   2 9 0 8 . 0   9 2 9 9   Zi m b a b w e   ZWE   2 0 2 2   1 9 2 3 . 3 2       Fig u r 3   d is p lay s   a   b u b b le  p lo o f   t h to p   ten   en titi es’  av er a g p r o d u ctio n   ( m ea s u r ed   i n   1 0 0 0   to n n es)  f r o m   2 0 1 7   t o   2 0 2 2 .   T h ch ar in clu d es  th wo r ld ,   Asi a,   lo wer - m id d le - i n co m co u n tr ies,  u p p er - m id d le - in co m co u n t r ies,  So u th er n   A s ia  ( FAO) ,   E as ter n   Asi ( FA O) ,   C h in ( FAO) ,   I n d ia  ( FAO) ,   an d   So u th ea s ter n   Asi ( FAO) .   E ac h   en tity   is   r ep r esen ted   b y   b u b b le,   wit h   th s ize  co r r elatin g   to   th e   m ag n itu d o f   r ice  p r o d u ctio n .   L ar g er   b u b b les  in d icate   h ig h er   p r o d u ctio n   lev e ls .   Fro m   th p lo t,  it  ca n   b s ee n   th at  C h in an d   I n d ia  h av th lar g est  b u b b les ,   in d icatin g   th ey   ar th t o p   p r o d u ce r s .   Asi as  r eg io n   als o   s h o ws  s ig n if ican p r o d u ctio n ,   r ef lectin g   th co m b in ed   o u tp u o f   its   co u n tr ies.  I n   co n tr ast,  lo wer - m id d le - in c o m co u n tr ies  h av n o tab le  p r o d u ctio n   lev els,  h ig h lig h tin g   th eir   c o n tr ib u tio n   t o   g lo b al   r ice  p r o d u ctio n .   T h is   p lo co m p ar es  r ice   p r o d u ctio n   ef f ec tiv ely   ac r o s s   d if f er en t   r eg io n s   an d   in c o m g r o u p s ,   p r o v id in g   i n s ig h ts   in t o   ag r ic u ltu r al  tr e n d s ,   an d   ec o n o m ic  f ac to r s   r elate d   t o   r ice  cu ltiv atio n .   T ab le  4   d is p lay s   t h b u ild   an d   test   tim ta k en   b y   th e   alg o r ith m s .   T h e   RF   alg o r ith m   h as   th lo n g est   b u ild   tim co m p ar e d   to   th o t h er   m o d els.  On   th o th e r   h an d ,   L STM s   test in g   tim is   lo n g er   th an   th at  o f   t h e   o th er   al g o r ith m s R eu ß   et   a l.   [ 2 7 ]   i n d icate d   th at  wh ile   L STM   h as  s u p e r i o r   p er f o r m an ce ,   i n ec ess itates  h ig h er   co m p u tatio n al  e f f o r t,  r eq u ir in g   GPUs   o r   lo n g e r   co m p u tatio n   tim e.   T ab le  5   d e m o n s tr ates  er r o r   m ea s u r em en ts   an d   R 2 v alu es  o f   d if f e r en ML   an d   DL   tech n iq u es.  T h lin ea r   r eg r ess io n   alg o r ith m   h as  th s lig h tly   h ig h est  R 2 w ith   9 8 . 4 0 %,  am o n g   ML   an d   DL   m o d els.  T h is   h ig h est  R 2   s h o ws  th at  th m o d el  d at is   p er f ec tly   f it  f o r   r eg r ess io n .   T ab le  6   s h o ws  th p r ed icted   v alu o f   th to p   f iv r ice  p r o d u ctio n   en titi es  an d   f iv r an d o m ly   s elec ted   co u n tr ies  i n   to n n es   u s in g   lin ea r   r eg r ess io n .   V ar io u s   m o d els  wer e   d ev elo p ed   to   p r e d ict  r ice  p r o d u ctio n ,   b u o n ly   th lin ea r   r eg r ess io n   m o d el  a n d   L ST wer u s ed   to   p r ed ict  th r i ce   p r o d u ctio n   o f   f iv e   en titi es b ased   o n   th eir   p e r f o r m an ce .           Fig u r 3 .   Av e r ag r ice  p r o d u c tio n   f r o m   2 0 1 7   to   2 0 2 2       T ab le  4 B u ild   an d   test   tim f o r   all  m o d els   No   A l g o r i t h ms   B u i l d   t i m e   ( se c o n d s)   Te st   t i me  ( s e c o n d s)   1.   R a n d o f o r e s t   9 . 7 2 4   0 . 0 6 0   2.   A d a B o o st   0 . 2 8 1   0 . 0 0 3   3.   C a t B o o s t   4 . 4 3 9   0 . 0 1 3   4.   XGB o o st   0 . 2 5 0   0 . 0 0 5   5.   G r a d i e n t   b o o s t i n g   3 . 6 0 0   0 . 0 0 2   6.   D e c i s i o n   t r e e   0 . 1 5 1   0 . 0 0 1   7.   Li n e a r   r e g r e s si o n   0 . 0 1 2   0 . 0 0 1   8.   R i d g e   r e g r e ss i o n   0 . 0 0 5   0 . 0 0 1   9.   LSTM   2 . 5 8 4   0 . 2 7 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6         P r ed ictio n   o f in tern a tio n a l rice  p r o d u ctio n   u s in g   lo n g   s h o r t - term me mo r …  ( S u r a j A r ya )   171   T ab le  5 .   Per f o r m an ce   o f   ML   a n d   DL   m o d els   A l g o r i t h ms   M A E   M S E   R M S E   R - sq u a r e d   R a n d o f o r e s t   0 . 0 0 2 1   0 . 0 0 0 2   0 . 0 1 6 6   0 . 9 7 1 0   A d a B o o st   0 . 0 0 8 3   0 . 0 0 0 5   0 . 0 2 3 6   0 . 9 4 1 7   C a t B o o s t   0 . 0 0 2 4   0 . 0 0 0 4   0 . 0 2 0 5   0 . 9 5 6 1   X G B o o st   0 . 0 0 2 6   0 . 0 0 0 5   0 . 0 2 2 5   0 . 9 4 7 2   G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 0 0 2 1   0 . 0 0 0 1   0 . 0 1 3 5   0 . 9 8 3 1   D e c i s i o n   t r e e   0 . 0 0 2 1   0 . 0 0 0 2   0 . 0 1 5 4   0 . 9 7 5 2   Li n e a r   r e g r e s si o n   0 . 0 0 2 2   0 . 0 0 0 4   0 . 0 2 1 6   0 . 9 8 4 0   R i d g e   r e g r e ss i o n   0 . 0 0 2 5   0 . 0 0 0 4   0 . 0 2 1 9   0 . 9 5 0 2   LSTM   0 . 0 0 5 7   0 . 0 0 0 1   0 . 0 1 4 0   0 . 9 8 1 9       T ab le  6 .   Pre d icted   r ice  p r o d u c tio n   o f   to p   f iv e   co u n tr ies o f   M L   an d   DL   m o d els   P r e d i c t e d   r i c e   p r o d u c t i o n   l i n e a r   r e g r e s si o n   En t i t y   2 0 2 5   2 0 2 6   2 0 2 7   2 0 2 8   2 0 2 9   2 0 3 0   W o r l d   8 3 1 4 9 1 2 0 0   8 4 1 0 0 0 2 0 0   8 5 0 5 0 9 2 0 0   8 6 0 0 1 8 2 0 0   8 6 9 5 2 7 2 0 0   8 7 9 0 3 6 2 0 0   A si a   7 5 0 0 8 7 1 0 0   7 5 8 5 6 1 9 0 0   7 6 7 0 3 6 8 0 0   7 7 5 5 1 1 7 0 0   7 8 3 9 8 6 5 0 0   7 9 2 4 6 1 4 0 0   A si a   ( F A O )   7 5 0 0 8 7 1 0 0   7 5 8 5 6 1 9 0 0   7 6 7 0 3 6 8 0 0   7 7 5 5 1 1 7 0 0   7 8 3 9 8 6 5 0 0   7 9 2 4 6 1 4 0 0   U p p e r - mi d d l e - i n c o m e   c o u n t r i e s   3 7 6 1 7 3 6 0 0   3 8 0 0 5 7 7 0 0   3 8 3 9 4 1 7 0 0   3 8 7 8 2 5 8 0 0   3 9 1 7 0 9 9 0 0   3 9 5 5 9 3 9 0 0   Lo w e r - mi d d l e - i n c o me   c o u n t r i e s   4 0 6 5 7 0 9 0 0   4 1 1 9 9 1 9 0 0   4 1 7 4 1 2 9 0 0   4 2 2 8 3 3 9 0 0   4 2 8 2 5 4 9 0 0   4 3 3 6 7 5 9 0 0   P r e d i c t e d   r i c e   p r o d u c t i o n   u s i n g   LST M   W o r l d   8 2 5 3 7 4 4 0 0   8 3 6 4 4 4 8 0 0   8 4 7 9 1 0 9 7 6   8 5 9 8 3 2 4 4 8   8 7 1 8 7 7 6 3 2   8 8 5 7 2 6 0 8 0   A si a   7 5 1 0 6 9 4 4 0   7 6 2 5 1 7 2 4 8   7 7 5 1 5 7 5 0 4   7 8 8 3 8 9 1 8 4   8 0 2 0 9 9 7 1 2   8 1 8 5 2 5 7 6 0   A si a   ( F A O )   7 6 0 2 8 0 5 1 2   7 7 4 2 8 6 4 0 0   7 9 0 0 1 1 2 6 4   8 0 6 5 3 5 2 9 6   8 2 4 2 6 3 6 1 6   8 4 4 8 6 5 5 3 6   U p p e r - mi d d l e - i n c o m e   c o u n t r i e s   3 4 3 2 6 3 7 7 6   3 4 4 8 1 0 2 0 8   3 4 6 8 9 2 0 0 0   3 4 8 7 4 4 7 6 8   3 5 0 6 5 3 3 7 6   3 5 3 6 9 4 4 0 0   Lo w e r - mi d d l e - i n c o me   c o u n t r i e s   4 3 3 1 5 7 8 2 4   4 4 2 0 2 1 1 8 4   4 5 0 8 5 6 1 2 8   4 6 0 0 1 3 4 4 0   4 6 9 2 6 5 1 5 2   4 7 9 3 3 3 7 9 2   P r e d i c t e d   r i c e   p r o d u c t i o n   u s i n g   l i n e a r   r e g r e ss i o n   o f   r a n d o m   f i v e   c o u n t r i e s   F r a n c e   9 9 0 9 6 . 8 9   9 9 4 2 6 . 4 1   9 9 7 5 5 . 9 4   1 0 0 0 8 5 . 5   1 0 0 4 1 5   1 0 0 7 4 4 . 5   I n d i a   1 8 6 7 6 7 1 0 0   1 8 9 0 7 2 2 0 0   1 9 1 3 7 7 3 0 0   1 9 3 6 8 2 5 0 0   1 9 5 9 8 7 6 0 0   1 9 8 2 9 2 7 0 0   C h i n a   2 3 7 8 3 6 3 0 0   2 4 0 0 9 0 9 0 0   2 4 2 3 4 5 4 0 0   2 4 4 5 9 9 9 0 0   2 4 6 8 5 4 5 0 0   2 4 9 1 0 9 0 0 0   I r a n   2 7 3 0 7 2 6   2 7 5 7 4 4 6   2 7 8 4 1 6 6   2 8 1 0 8 8 7   2 8 3 7 6 0 7   2 8 6 4 3 2 7   A u st r a l i a   8 3 1 2 9 1 . 6   8 3 7 9 4 4 . 7   8 4 4 5 9 7 . 8   8 5 1 2 5 0 . 9   8 5 7 9 0 4   8 6 4 5 5 7 . 1       I n   2 0 2 5 ,   Asi will  p r o d u ce   7 5 0 , 087 , 1 0 0   to n n es  o f   r ice.   As  d if f er en m o d els  h a v d if f er en t   p r ed icted   v alu es,  th av er ag r ice  p r o d u ctio n   f o r   th y ea r   2 0 2 5   is   6 7 6 , 959 , 7 5 0   o f   th to p   f iv en titi es.  T h au th o r s   o f   th is   p ap er   p r o p o s all   th ese  as s u m p tio n s .   Similar ly ,   all  p r e d icted   v alu es  o f   t h to p   f iv en ti ties   ar d ep icted   in   T ab le  6 .   Fig u r e   4   d e m o n s tr ate s   th d if f er en ce   i n   r ice  p r o d u ctio n   f r o m   1 9 6 1   to   2 0 2 2 .   All f iv co u n tr ies h ad   th e   m ax im u m   d if f er en ce   in   r ice  p r o d u ctio n   f r o m   th s tar tin g   y ea r   ( 1 9 6 1 )   to   th e n d in g   y ea r   ( 2 0 2 2 ) .   J ap a n   s h o wed   th m o s t sig n if ican t c h an g e.   T h two   co u n t r ies  (   i.e . ,   6 9 , 2 1 0 . 0 0 ) ,   in   W ester n   E u r o p an d   Fra n ce ,   h a v th lo west  m ax im u m   ch an g in   r i ce  p r o d u ctio n .   T h p er ce n tag e   ch an g f r o m   th e   p r ed icted   v alu in   2 0 2 3   to   th e   p r ed icted   v alu i n   2 0 3 0   f o r   th u p p er - m id d le - in co m co u n tr y   is   0 . 1 4 %.  Similar ly ,   we  ca n   ca lcu late  th e   p e r ce n tag d if f er en c e   f o r   an y   o th e r   co u n tr y .           Fig u r 4 .   R ice  p r o d u ctio n   m ax   ch an g es c o u n tr ies   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 4 ,   No .   1 A p r il   20 2 5 :   164 - 1 7 3   172   5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r ed icts   th in ter n atio n al  r ice  p r o d u ctio n   o f   1 5 0   co u n tr ies  with   th h elp   o f   ML   an d   DL   m o d els,  s h o wca s in g   th p o te n tial  o f   th ese  in n o v ativ tech n o lo g ies  in   th e   f ield   o f   ag r ic u ltu r e.   Nin m o d els   wer d ev elo p ed ,   e ig h o f   wh i ch   ar ML ,   an d   o n ly   o n is   DL .   T h s tu d y   co n clu d es  th a th in ter n atio n al  av er ag r ice  p r o d u ctio n   will  b 3 4 , 527 , 7 5 5 . 2 7   to n n es  in   2 0 2 5 .   I n   th Asi co n tin en t,  t h p r o d u ctio n   o f   r ice   will  b 7 5 0 , 0 8 7 , 1 0 0   in   2 0 2 5 .   T r ain ed   ML   an d   DL   m o d els  c an   also   p r ed ict  t h v alu es   f o r   Asi ( FAO) ,   u p p e r - m id d le - in co m e ,   an d   l o wer - m i d d le - in co m co u n t r ies.  C o m p ar ed   to   th cu r r en r ice  p r o d u c tio n   p r ed icted   v alu e   o f   u p p e r - m id d le - in co m co u n tr ies  in   th f u tu r e,   0 . 1 4   will  in cr ea s in ter n atio n ally   f r o m   2 0 2 3   to   2 0 3 0 .   T h u s ,   u s in g   th ese  ML   an d   DL   m o d els,  we  ca n   p r ed ict  th e   f u tu r v alu o f   r ice  p r o d u cti o n   in   1 5 0   c o u n tr ies.  T h ac cu r ac y   le v el  o f   ML   an d   DL   m o d els  was  m ea s u r e d   u s in g   R 2 .   T h e   lin ea r   r eg r ess io n   m o d el   p r o v id es  th e   b est - p r ed icted   v alu o f   r ice  p r o d u ctio n   co m p ar ed   t o   th o th er   m o d els.  T h R 2   v alu e   o f   th i s   m o d el  is   s lig h tly   th h ig h est,  s h o win g   g o o d n ess   o f   f it.  T h u s ,   th is   p ap er   ca n   co n tr ib u te  to   d ev elo p in g   in ter n atio n al  ag r icu ltu r e   s tr ateg ies  b ased   o n   th e   o u tco m o f   t h is   s tu dy.   No n eth eless ,   f ew  lim itatio n s   co u ld   b e   ad d r ess ed   in   f u tu r e   r esear ch .   T h f ir s lim itatio n   is   th m eth o d o lo g y ,   wh er t h is   s tu d y   em p lo y s   n in m o d els,  b u o n l y   o n DL   m o d el  is   em p lo y ed .   b r o ad er   co m p ar is o n   in v o lv in g   d iv er s DL   ar ch itectu r es  co u ld   o f f er   m o r e   co m p r eh e n s iv p er f o r m a n ce   e v alu atio n .   A n o th er   lim itatio n   is   th ass u m p tio n   m a d d u r in g   th d ev elo p m en t   o f   th m o d els.  T h s tu d y   ass u m es  th at  cu r r e n s o cio - ec o n o m ic  an d   p o licy   c o n d itio n s   will  r em ain   co n s tan t,   wh ich   m ay   n o b r ea lis tic  in   th r ea wo r ld .   C h an g es  in   ag r icu ltu r al  p o licies,  tr ad ag r ee m en ts ,   o r   ec o n o m ic  s h o ck s   co u ld   s ig n if ican tly   i m p ac p r o d u ctio n   tr en d s .   Fu tu r s tu d ies  s h o u ld   co n s id er   th ese  v ar iab les  to   d ev elo p   m o d els b etter   s u ited   t o   r ea l - wo r ld   ch an g es.       ACK NO WL E DG E M E NT S   Au th o r   t h an k s   R esear ch   an d   I n n o v atio n   De p ar tm en t,   Un iv er s iti  Ma lay s ia  Pah an g   Al - Su ltan   Ab d u llah   f o r   f u n d in g   th is   p ap er   u n d e r   I n te r n atio n al  Ma tch in g   Gr an t w ith   r eg is tr atio n   n u m b er   UI C 2 3 1 5 2 4 .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   B .   T.   Ta n ,   P .   S .   F a m ,   R .   B .   R .   F i r d a u s,  M .   L.   T a n ,   a n d   M .   S .   G u n a r a t n e ,   I mp a c t   o f   c l i m a t e   c h a n g e   o n   r i c e   y i e l d   i n   M a l a y si a :   p a n e l   d a t a   a n a l y si s ,   Ag ri c u l t u re ,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   p .   5 6 9 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 1 0 6 0 5 6 9 .   [ 2 ]   S .   Zh o u ,   L .   X u ,   a n d   N .   C h e n ,   R i c e   y i e l d   p r e d i c t i o n   i n   H u b e i   P r o v i n c e   b a se d   o n   d e e p   l e a r n i n g   a n d   t h e   e f f e c t   o f   s p a t i a l   h e t e r o g e n e i t y ,   Re m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 5 ,   n o .   5 ,   p .   1 3 6 1 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s 1 5 0 5 1 3 6 1 .   [ 3 ]   J.  L u   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   m u l t i - so u r c e   d a t a - d r i v e n   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n   i n   N o r t h e a st   C h i n a ,   A g ri c u l t u re ,   v o l .   1 4 ,   n o .   6 ,     p .   7 9 4 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 4 0 6 0 7 9 4 .   [ 4 ]   N .   A n n a ma l a i   a n d   A .   Jo h n so n ,   A n a l y s i a n d   f o r e c a s t i n g   o f   a r e a   u n d e r   c u l t i v a t i o n   o f   r i c e   i n   i n d i a :   u n i v a r i a t e   t i me  seri e s   a p p r o a c h ,   S N   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   4 ,   n o .   2 ,   p .   1 9 3 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 2 9 7 9 - 022 - 0 1 6 0 4 - 0.   [ 5 ]   N .   G a n d h i ,   L.   J.   A r mstr o n g ,   O .   P e t k a r ,   a n d   A .   K .   Tr i p a t h y ,   R i c e   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n   i n   I n d i a   u s i n g   su p p o r t   v e c t o r   m a c h i n e s ,     i n   2 0 1 6   1 3 t h   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e S c i e n c e   a n d   S o f t w a re  E n g i n e e r i n g   ( J C S S E) ,   Ju l .   2 0 1 6 ,   p p .   1 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J C S S E. 2 0 1 6 . 7 7 4 8 8 5 6 .   [ 6 ]   X .   H a n ,   F .   Li u ,   X .   H e ,   a n d   F .   L i n g ,   R e se a r c h   o n   r i c e   y i e l d   p r e d i c t i o n   m o d e l   b a se d   o n   d e e p   l e a r n i n g ,   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   N e u r o sc i e n c e ,   v o l .   2 0 2 2 ,   p p .   1 9 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 2 / 1 9 2 2 5 6 1 .   [ 7 ]   M .   S .   M i a   e t   a l . ,   M u l t i mo d a l   d e e p   l e a r n i n g   f o r   r i c e   y i e l d   p r e d i c t i o n   u s i n g   U A V - b a se d   mu l t i s p e c t r a l   i ma g e r y   a n d   w e a t h e r   d a t a ,   Re m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 0 ,   p .   2 5 1 1 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s1 5 1 0 2 5 1 1 .   [ 8 ]   S .   Li n g w a l ,   K .   K .   B h a t i a ,   a n d   M .   S i n g h ,   A   n o v e l   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   r i c e   y i e l d   e s t i m a t i o n ,   J o u rn a l   o f   Ex p e ri m e n t a l   & Th e o r e t i c a l   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   3 6 ,   n o .   3 ,   p p .   3 3 7 3 5 6 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 9 5 2 8 1 3 X . 2 0 2 2 . 2 0 6 2 4 5 8 .   [ 9 ]   S .   M u t h u k u m a r a n ,   P .   G e e t h a ,   a n d   E.   R a m a r a j ,   M u l t i - o b j e c t i v e   o p t i m i z a t i o n   w i t h   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   b a s e d   r o b u s t   p a d d y   y i e l d   p r e d i c t i o n   m o d e l ,   I n t e l l i g e n t   A u t o m a t i o n   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 ,   p p .   2 1 5 2 3 0 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / i a sc . 2 0 2 3 . 0 2 7 4 4 9 .   [ 1 0 ]   C .   B .   O n w u c h e k w a - H e n r y ,   F .   V .   O g t r o p ,   R .   R o c h e ,   a n d   D .   K .   Y .   Ta n ,   M o d e l   f o r   p r e d i c t i n g   r i c e   y i e l d   f r o m ref l e c t a n c e   i n d e x   a n d   w e a t h e r   v a r i a b l e i n   l o w l a n d   r i c e   f i e l d s,”   A g ri c u l t u re ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p .   1 3 0 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 2 0 2 0 1 3 0 .   [ 1 1 ]   M .   D .   I sl a e t   a l . ,   R a p i d   r i c e   y i e l d   e st i mat i o n   u s i n g   i n t e g r a t e d   r e mo t e   s e n si n g   a n d   me t e o r o l o g i c a l   d a t a   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   Re m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   p .   2 3 7 4 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s 1 5 0 9 2 3 7 4 .   [ 1 2 ]   C .   B o w d e n ,   T.   F o s t e r ,   a n d   B .   P a r k e s,   I d e n t i f y i n g   l i n k s   b e t w e e n   m o n s o o n   v a r i a b i l i t y   a n d   r i c e   p r o d u c t i o n   i n   I n d i a   t h r o u g h   mac h i n e   l e a r n i n g ,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p .   2 4 4 6 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 023 - 2 7 7 5 2 - 8.   [ 1 3 ]   G l o b a l   f o o d   e x p l o r e r , ”  O u W o r l d   i n   D a t a ,   2 0 2 2 .   h t t p s: / / o u r w o r l d i n d a t a . o r g / e x p l o r e r s/ g l o b a l - f o o d ? F o o d = R i c e & M e t r i c = P r o d u c t i o n &P e r + C a p i t a = f a l se   ( a c c e sse d   J u l .   0 5 ,   2 0 2 4 ) .   [ 1 4 ]   F .   R i o s - A v i l a   a n d   M .   L.   M a r o t o ,   M o v i n g   b e y o n d   l i n e a r   r e g r e ss i o n :   i m p l e me n t i n g   a n d   i n t e r p r e t i n g   q u a n t i l e   r e g r e ssi o n   m o d e l s   w i t h   f i x e d   e f f e c t s ,   S o c i o l o g i c a l   Me t h o d s   & R e se a rc h ,   v o l .   5 3 ,   n o .   2 ,   p p .   6 3 9 6 8 2 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 0 4 9 1 2 4 1 2 1 1 0 3 6 1 6 5 .   [ 1 5 ]   C .   Y .   Li m   e t   a l . ,   Li n e a r i t y   a ssessm e n t :   d e v i a t i o n   f r o m   l i n e a r i t y   a n d   r e si d u a l   o f   l i n e a r   r e g r e s si o n   a p p r o a c h e s,”   C l i n i c a l   C h e m i st r y   a n d   L a b o r a t o r y   M e d i c i n e   ( C C L M) ,   v o l .   6 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 9 1 8 1 9 2 7 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 5 1 5 / c c l m - 2 0 2 3 - 1 3 5 4 .   [ 1 6 ]   F .   Ö z e n ,   R a n d o f o r e st   r e g r e ss i o n   f o r   p r e d i c t i o n   o f   C o v i d - 1 9   d a i l y   c a ses  a n d   d e a t h s   i n   T u r k e y ,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   4 ,     p .   e 2 5 7 4 6 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 2 5 7 4 6 .   [ 1 7 ]   A .   H a r may a n t i ,   I .   P .   Ta ma ,   F .   G a p sar i ,   Z.   A k b a r ,   a n d   H .   J u l i a n o ,   C a r d i a c   b i o me t r i c a n d   p e r c e i v e d   w o r k l o a d   r e g r e ssi o n   a n a l y s i s   u si n g   r a n d o f o r e s t   r e g r e ss o r   i n   c o g n i t i v e   m a n u f a c t u r i n g   t a s k s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   M e c h a n i c a l   En g i n e e r i n g   T e c h n o l o g i e s   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 8 1 2 0 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 1 7 7 6 / M E C H TA . 2 0 2 4 . 0 0 5 . 0 1 . 1 1 .   [ 1 8 ]   P .   P a n c h a l   e t   a l . ,   X G B o o st   r e g r e ss i o n   a n a l y si s   o f   d i e l e c t r i c   p r o p e r t i e o f   e p o x y   r e s i n   w i t h   i n o r g a n i c   h y b r i d   n a n o f i l l e r s,   J o u r n a l   o f   M a c r o m o l e c u l a r   S c i e n c e ,   P a rt   B ,   p p .   1 1 7 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 0 2 2 2 3 4 8 . 2 0 2 4 . 2 3 4 7 7 4 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6         P r ed ictio n   o f in tern a tio n a l rice  p r o d u ctio n   u s in g   lo n g   s h o r t - term me mo r …  ( S u r a j A r ya )   173   [ 1 9 ]   H .   S h a r ma ,   H .   H a r s o r a ,   a n d   B .   O g u n l e y e ,   A n   o p t i ma l   h o u s e   p r i c e   p r e d i c t i o n   a l g o r i t h m:   X G B o o s t ,   An a l y t i c s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,     p p .   3 0 4 5 ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a n a l y t i c s 3 0 1 0 0 0 3 .   [ 2 0 ]   Y .   X v ,   Y .   S u n ,   a n d   Y .   Zh a n g ,   P r e d i c t i o n   m e t h o d   f o r   h i g h - s p e e d   l a ser  c l a d d i n g   c o a t i n g   q u a l i t y   b a se d   o n   r a n d o f o r e s t   a n d   A d a B o o st   r e g r e ssi o n   a n a l y si s ,   Ma t e r i a l s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   6 ,   p .   1 2 6 6 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / ma 1 7 0 6 1 2 6 6 .   [ 2 1 ]   S .   S .   H u ssa i n   a n d   S .   S .   H .   Z a i d i ,   A d a B o o st   e n sem b l e   a p p r o a c h   w i t h   w e a k   c l a ss i f i e r s fo r   g e a r   f a u l t   d i a g n o s i a n d   p r o g n o s i i n   D C   mo t o r s,   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   7 ,   p .   3 1 0 5 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 4 0 7 3 1 0 5 .   [ 2 2 ]   J.   W a n g ,   S .   H o n g ,   Y .   D o n g ,   Z.   L i ,   a n d   J.  H u ,   P r e d i c t i n g   s t o c k   m a r k e t   t r e n d u s i n g   LST M   n e t w o r k s :   o v e r c o mi n g   R N N   l i m i t a t i o n f o r   i m p r o v e d   f i n a n c i a l   f o r e c a s t i n g ,   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   S o f t w a re   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 2 8 1 / z e n o d o . 1 2 2 0 0 7 0 8 .   [ 2 3 ]   V .   A .   N g u y e n ,   S .   S h a f i e e z a d e h - A b a d e h ,   D .   K u h n ,   a n d   P .   M .   E sf a h a n i ,   B r i d g i n g   B a y e si a n   a n d   m i n i ma x   m e a n   sq u a r e   e r r o r   e st i mat i o n   v i a   w a ssers t e i n   d i st r i b u t i o n a l l y   r o b u st   o p t i m i z a t i o n ,   M a t h e m a t i c s   o f   O p e r a t i o n Re s e a r c h ,   v o l .   4 8 ,   n o .   1   p p .   1 3 7 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 2 8 7 / mo o r . 2 0 2 1 . 1 1 7 6 .   [ 2 4 ]   T.   O .   H o d s o n ,   R o o t - mea n - s q u a r e   e r r o r   ( R M S E)   o r   m e a n   a b s o l u t e   e r r o r   ( M A E) :   w h e n   t o   u se   t h e m   o r   n o t ,   G e o sc i e n t i f i c   M o d e l   D e v e l o p m e n t ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 4 ,   p p .   5 4 8 1 5 4 8 7 ,   Ju l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 5 1 9 4 / g m d - 15 - 5 481 - 2 0 2 2 .   [ 2 5 ]   D .   C h i c c o ,   M .   J .   W a r r e n s,  a n d   G .   Ju r man ,   Th e   c o e f f i c i e n t   o f   d e t e r mi n a t i o n   R - sq u a r e d   i s   m o r e   i n f o r ma t i v e   t h a n   S M A P E ,   M A E,   M A P E,   M S a n d   R M S i n   r e g r e ssi o n   a n a l y si e v a l u a t i o n ,   Pe e rJ   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   7 ,   p .   e 6 2 3 ,   J u l .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 7 7 1 7 / p e e r j - c s . 6 2 3 .   [ 2 6 ]   C .   O n y u t h a ,   F r o R - sq u a r e d   t o   c o e f f i c i e n t   o f   m o d e l   a c c u r a c y   f o r   a ssessi n g   g o o d n e ss - of - f i t s,’   G e o sci e n t i f i c   Mo d e l   D e v e l o p m e n t   D i sc u ss i o n s ,   p p .   1 2 5 ,   2 0 2 0 .   [ 2 7 ]   F .   R e u ß ,   I .   G r e i me i st e r - P f e i l ,   M .   V r e u g d e n h i l ,   a n d   W .   W a g n e r ,   C o m p a r i so n   o f   l o n g   s h o r t - t e r mem o r y   n e t w o r k a n d   r a n d o m   f o r e st   f o r   se n t i n e l - 1   t i me   ser i e s   b a se d   l a r g e   sc a l e   c r o p   c l a ss i f i c a t i o n ,   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 4 ,   p .   5 0 0 0 ,   D e c .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s 1 3 2 4 5 0 0 0 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Dr .   S u r a Ar y a           is  c u rre n tl y   wo rk i n g   a a ss istan p ro fe ss o i n   th e   De p a rtme n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   I n fo r m a ti o n   Tec h n o lo g y   a n d   De p u ty   Dire c to (Tr a in i n g   a n d   P lac e m e n t)  in   Ce n tral  Un iv e rsit y   o Ha ry a n a ,   I n d ia.  His  a c a d e m ic  q u a li fica ti o n a re   P h . D .   (Co m p u ter  S c ien c e ),   M . P h i l .   ( Co m p u ter  S c ien c e a n d   M .   Tec h   (Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g ) .   His  re se a rc h   in tere sts  fo c u o n   m a c h in e   lea rn in g   (M L),   in tern e o t h i n g (Io T) ,   d a ta  wa re h o u sin g   a n d   m in i n g ,   s y ste m   a u to m a ti o n   a n d   p a ten ts  w rit in g s .   He   h a g ra n ted   a n d   fil e m a n y   p a ten ts.   He   h a a lso   p u b li sh e d   m a n y   re se a rc h   a rti c l e in   in ter n a ti o n a jo u rn a ls,   b o o k   c h a p ters   a n d   c o n fe re n c e s.  H e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il su ra j a ry a @c u h . a c . in .       Anju           is  a   re se a rc h   sc h o lar  o Ce n tral  Un i v e rsity   o Ha ry a n a ,   I n d ia.  S h e   re c e iv e d   h e B. Tec h .   in   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g   fro m   M a h a rsh Da y a n a n d   Un iv e rsity   Ro h tak   a n d   M . Sc .   i n   C o m p u ter S c ien c e   fro m   Ch a u d h a ry   Ba n si L a Un iv e rsit y   Bh iwa n i .   S h e   is   c u rre n tl y   d o i n g   h e P h . D .   (Co m p u ter  S c ien c e fro m   Ce n tral  Un iv e rsity   o Ha ry a n a .   He r   re se a rc h   in tere sts: M L,   a n d   Io T.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il a n j u 2 4 s a n g a @g m a il . c o m .       No r   Az u a n a   Ra m li           is  a   se n io lec tu re in   th e   Ce n tre   fo r   M a t h e m a ti c a S c ien c e s,   Un iv e rsiti   M a lay sia   P a h a n g   Al - S u lt a n   Ab d u ll a h .   S h e   re c e iv e d   h e r   P h . D .   fro m   U n iv e rsiti   S a i n s   M a lay sia ,   M a ste i n   I n n o v a ti o n   a n d   E n g in e e rin g   De sig n   fr o m   U n iv e rsiti   P u tra  M a lay sia   a n d   B . Sc .   d e g re e   i n   I n d u strial  M a th e m a ti c fro m   Un iv e rsiti   Te k n o l o g i   M a lay sia .   He c u rre n t   re se a rc h   in v o l v e b ig   d a ta  a n a ly t ics ,   m a c h in e   lea rn in g ,   d e e p   lea rn in g ,   c o m p u ter   v isio n ,   d a ta   m in in g   a n d   a rti ficia in telli g e n c e .   S h e   h a p u b li sh e d   5 7   re se a rc h   a rti c les   in   re p u ted   S CI  a n d   S COPUS   in d e x e d   jo u rn a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   a z u a n a @u m p sa . e d u . m y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.