I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   38 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 5 ,   p p .   1 840 ~ 1 8 5 0   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 38 .i 3 . pp 1 8 4 0 - 1 8 5 0           1840     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   C r o p p red i ct i o n u s i ng  an e nha n ced s ta c ked ensemb l e m a chi ne le a rn i ng   m o del       D .   M a dh S ud ha Reddy ,   N .   Ush a   Ra ni   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g S r i   V e n k a t e sw a r a   U n i v e r si t y   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   T i r u p a t i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   3 2 0 2 4   R ev is ed   No v   28 2 0 2 4   Acc ep ted   Feb   27 2 0 2 5       In   In d ia,   a g ricu lt u re   is   a   m a jo r   se c to th a t   fu l fil t h e   p o p u lati o n ' fo o d   re q u irem e n ts  a n d   sig n ifi c a n t ly   c o n tri b u tes   to   th e   g ro ss   d o m e sti c   p ro d u c t   (G DP) .   Th e   c a re fu se lec ti o n   o c ro p is  f u n d a m e n tal  to   m a x imiz in g   a g ricu lt u ra y ield ,   th e re b y   e lev a ti n g   t h e   e c o n o m ic  v it a li ty   o t h e   fa rm in g   c o m m u n it y .   P re c isio n   a g ricu lt u r e   (P A)  lev e ra g e we a th e a n d   s o il   d a ta  to   in fo rm   c ro p   se lec ti o n   stra teg ies .   Co n v e n ti o n a m a c h in e   lea rn in g   (M L)   m o d e ls  su c h   a d e c isio n   tree s   (DT) ,   su p p o rt  v e c to c las sifier,   K - n e a re st  n e ig h b o r (KN N) ,   a n d   e x trem e   g ra d ien b o o st   (XG Bo o st)   h a v e   b e e n   d e p lo y e d   to   p re d ict   th e   b e st  c r o p .   Ho we v e r,   t h e se   m o d e l' e ff icie n c y   is   su b o p ti m a i n   t h e   c u rre n c irc u m sta n c e s.  Th e   e n h a n c e d   sta c k e d   e n se m b le   ML   m o d e is   a   so p h ist ica ted   m e ta - m o d e th a t   a d d re ss e th e se   li m i tatio n s.   It   h a rn e ss e th e   p re d icti v e   p o we o in d i v id u a ML   m o d e ls,  stra ti fied   in   a   lay e re d   a rc h it e c tu re   to   imp r o v e   th e   p re d icti o n   a c c u ra c y .   T h is  a d v a n c e d   m o d e h a d e m o n stra ted   a   c o m m e n d a b le  a c c u ra c y   ra te  o 9 3 . 1 %   p re d ictio n   b y   tak i n g   i n p u o 1 2   s o il   p a ra m e ters   su c h   a Nitro g e n ,   P h o sp h o ru s,   P o tas siu m ,   a n d   we a th e p a ra m e ters   su c h   a tem p e ra tu re   a n d   ra in fa ll ,   su b sta n ti a ll y   o u t p e rfo rm in g   th e   a c c u ra c ies   a c h iev e d   b y   th e   in d i v id u a l   c o n tri b u ti n g   m o d e ls.  T h e   e ffica c y   o th e   p ro p o se d   m e ta - m o d e in   c ro p   se lec ti o n   b a se d   o n   a g ro n o m ic  p a ra m e ters   sig n ifi e a   s u b sta n ti a l   a d v a n c e m e n t,   fo r ti fy i n g   th e   e c o n o m ic res il ien c e   o In d ia' s a g ricu lt u re .   K ey w o r d s :   C r o p   p r ed ictio n   Dec is io n   tr ee     Ma ch in lear n in g     Mu lti - lay er   p er ce p tr o n   R an d o m   f o r est   Stack ed   en s em b le    XGBo o s t   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 :   D Ma d h u   S u d h an   R ed d y   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Sri  Ven k ateswar Un iv er s ity   C o lleg o f   E n g i n ee r in g   T ir u p ati,   An d h r Pra d esh ,   I n d i a   E m ail: m ad h u . d ag ad a@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h ag r icu ltu r is   lead in g   s ec to r   o f   I n d ia  as 6 0 % o f   th p o p u latio n   is   d ir ec tly   an d   in d ir ec tly   in v o lv ed   in   th d ev elo p m e n b y   co n tr ib u tin g   co n s id er a b ly   to   th n ati o n ' s   g r o s s   d o m esti p r o d u ct  ( GDP) ,   em p lo y m en t,   an d   f o o d   s ec u r ity .   Ag r icu ltu r h as  b ee n   lead in g   a r ea   o f   t h I n d ian   ec o n o m y   f o r   ce n tu r ies,  s u p p o r tin g   th e   liv elih o o d s   o f   th v ast  p o p u latio n   o f   ap p r o x im ately   1 . 4 2   b illi o n .   I n   ter m s   o f   ec o n o m ic  im p o r tan ce ,   ag r icu ltu r c o n tr ib u tes  ar o u n d   1 6 - 1 7 to   I n d ia' s   GDP  [ 1 ] .   Far m in g   is   s tep - by - s tep   p r o ce s s   th at   s tar ts   f r o m   p r ep ar atio n   o f   s o il,   s elec tio n   o f   c r o p ,   s o win g ,   ad d i n g   m an u r e   an d   f er tili ze r s ,   ir r ig at io n ,   h ar v esti n g ,   an d   s to r ag e.   Far m er s   u s u ally   f o llo tr ad itio n al  m eth o d s   to   s elec cr o p s   b ased   o n   p r ev io u s   ex p er ien ce   an d   s im ilar   cr o p s   o f   s u r r o u n d in g   f ar m e r s .   T h ese  m eth o d s   ar u n ab le  t o   p r o d u ce   b etter   r esu lts   ev er y   tim e.     Ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   en ab led   f ar m   cu ltiv atio n ,   wh ich   h elp s   f ar m er s   to   m ak p e r f ec t   d ec is io n s   ab o u cr o p   s elec tio n ,   d is ea s p r ed ictio n ,   an d   p est  d etec tio n   [ 2 ] .   R ec en tly ,   f a r m er s - in i tiated   d ata - d r iv e n   s tr ateg ies  s u ch   as   p r ec is io n   ag r icu ltu r ( PA) ,   wh ich   u s es  AI - d r iv en   m eth o d s   to   in cr e ase  cr o p   y ield s   b y   s elec tin g   s u itab le  cr o p s   an d   s u p p o r tin g   th n atio n ' s   ec o lo g ical  f ar m in g   g r o wth .   Ma c h in lear n in g   ( ML )   is   s u b - ar ea   o f   AI .   T h u n d e r l y i n g   ap p licatio n   o f   ML   [ 3 ]   in   th p r esen s tu d y   is   th p r ed ictio n   o f   th m o s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C r o p   p r ed ictio n   u s in g   a n   en h a n ce d   s ta ck ed   e n s emb le  ma ch in lea r n in g   mo d el   ( D.   Ma d h u   S u d h a n   R e d d y )   1841   s u itab le  cr o p s   f o r   cu ltiv atio n .   T h co r co n ce p t o f   ML   is ,   to   d ev elo p   m o d el  in   s u ch   way   th at  it lea r n s   f r o m   ex p er ien ce s   a n d   im p r o v es  p er f o r m an ce .   Var io u s   ML   a p p lic atio n s   h av e   b ee n   in tr o d u ce d ,   en co m p ass in g   a u to - i r r i g a t i o n   s y s t e m s   f o r   a g r i - f a r m s   [ 4 ] ,   d r o n e s   t o   a n a l y z e   a g r ic u l t u r a l   l a n d   [ 5 ] ,   m o n i t o r i n g   s y s t e m s   f o r   c r o p s   [ 6 ] ,   PA  [ 7 ] ,   an d   an im al  id e n tific atio n ,   am o n g   o th er s .   C o n s eq u en t ly ,   th is   ap p r o ac h   p r o v es h ig h l y   ad v a n tag eo u s   f o ag r icu ltu r al  p r ac titi o n er s .       f r am ewo r k   f o r   cr o p   r ec o m m en d atio n s   [ 8 ]   was  cr ea ted   u s in g   th e   en s em b le  m eth o d   o f   ML .   T h e   o p tim al  cr o p   is   r ec o m m en d e d   b y   th e   en s em b le   tech n iq u b ased   o n   th e   p r o p er ties   an d   n at u r o f   t h s o il  with   an   ac cu r ac y   o f   9 9 %.   T h e   en s e m b le  m o d el  u s es  r an d o m   f o r est  ( R F),   Naïv B ay es  ( NB ) ,   an d   l in ea r   s u p p o r v ec to r   m ac h in es  ( SVM )   as  b ase  class if ier s ,   wh ich   ar c o n v en tio n al  ML   tech n iq u es.  T h d ataset  co n tai n ed   s am p les  o f   s u r f ac e   tem p er at u r an d   an n u al  r ai n f all  as  well  as  ch em ical  an d   p h y s ical  ch ar ac ter is tics   o f   th e   s o il.  T h b est  alg o r ith m s   f o r   cr o p   ca teg o r izatio n   wer f o u n d   b y   e v a lu atin g   a n d   c o m p ar in g   th e   o u tp u o f   s ev er al  class if icatio n   alg o r ith m s   [ 9 ] .   A d d itio n ally ,   th ey   e x am in ed   th e   im p ac o f   s u ch   a lg o r ith m s   o n   cr o p   p r ed ictio n   a n d   o f f er ed   im p r o v ed   cr o p - r elate d   tactics.  L astl y ,   th ey   r ec o m m en d e d   en h a n cin g   th esti m atio n   an d   r esp o n s tim o f   th e   ex is tin g   m eth o d s .   Desp ite  o f   h ig h   ac cu r ac y   o f   t h s y s tem ,   v er y   f ew  m o d els  wer e   co n s id er ed   f o r   th e   en s em b le  a p p r o ac h .   m ajo r ity   v o tin g   p r o ce d u r f o llo wed   b y   an   en s em b le  ap p r o ac h ,   NB ,   K - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN) an d   RF   as  b ase  lear n er s ,   was  s u g g ested   b y   a   r ec o m m e n d ed   s y s tem   [ 1 0 ]   to   c r o p   f o r   s ite - s p e cif ic  p ar am eter s   to   r ec o m m en d   cr o p   with   h ig h   ef f icien cy .   T h r ec o m m en d e d   cr o p   is   b ased   o n   th cr o p   y iel d   esti m atio n   m o d el  [ 1 1 ] ,   wh ich   ass ess ed   th ANN - GW ( ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s   with   g r ey   wo lf   o p tim i ze r ) ' s   ef f icien cy   f o r   cr o p   y ield   with   r o o m ea n   s q u ar er r o r   ( R MSE )   o f   3 . 1 9 ,   an d   m ea n   ab s o lu te  er r o r   ( M AE )   o f   2 6 . 6 5 .   T h is   r esear ch ' s   m ain   o b jectiv was  to   d ev el o p   m o d u le  th at  w o u ld   h el p   f ar m er s   ch o o s th e   b est  cr o p   f o r   t h eir   r eg io n .   H o wev er ,   it  i s   co m p lex   m eth o d   f o r   f ar m e r s   to   u s e   f o r   cr o p   r ec o m m e n d atio n .   T h ese  m eth o d s   wer r ec o m m en d ed   b ased   o n   y ield   p r ed ictio n   o f   in d iv id u al  cr o p s .   An   au to m ated   c r o p   r ec o m m en d atio n   we b s ite  [ 1 2 ]   wa s   cr ea ted ,   u tili zin g   d atasets   th at  o f f er   co m p r eh e n s iv r ec o r d s   o f   v ar io u s   ar ea   ch ar ac ter is tics ,   d ev elo p m e n s p ec if ics,  an d   s o il  p ar am eter s .   Dep en d in g   o n   th e   p ar a m eter s   in   t h d ataset,   t h eir   s y s tem   m ig h s u g g est  cr o p s .   C r o p   p r o jectio n s   co v er e d   ev er y   t y p e   o f   cr o p   g r o wn   in   t h US  an d   wer n o t r estricte d   t o   an y   o n c r o p   s p ec i es.  T h e   d ataset  in clu d ed   d ata  o n   all  cr o p s   in   e v er y   p r o v in ce   at  th d is tr ict  lev el,   to talin g   o v er   2 . 5   lak h   d o c u m en ts .   T h e   r e s u lts   d em o n s tr ated   th ef f ec tiv en ess   o f   ML   tech n iq u es.  W ith   an   ac cu r ac y   o f   9 3 . 2 %,  RF   o u tp er f o r m ed   th o th er   class if ier s .   T h e   cr o p   is   s u g g ested   b y   s im p le   an d   b etter   m o b ile  a p p licatio n   with   g r ap h ic  u s er   in ter f ac ( GUI )   in te g r ated   with   th m o d el,   wh ich   h elp s   to   s u g g est  cr o p s   [ 1 3 ]   b ased   o n   in p u p ar am eter s   o f   wea th er   a n d   s o il  d ata.   I also   to o k   in to   ac co u n t c r o p   cu ltiv at io n   ex p e n s es a n d   th lo ca tio n ,   tim e,   an d   s o u r ce   o f   i r r ig atio n .   Sev er al  ML   m eth o d s   [ 1 4 ]   u s s o il  d ata  ab o u th ar ea   to   f o r ec ast  s u itab le  c r o p   f o r   a   r ec o m m en d atio n .   Sev e r al  M L   ap p r o ac h es  ar u s ed   f o r   s o il  class if icatio n ,   s u ch   as  b ag g ed   tr ee s ,   weig h ted   KNN,   an d   SVM  m o d el s   wit h   g au s s ian   k er n el  ass is tan ce .   Acc u r ac y   ca n   b in cr ea s ed   s in ce   th cr o p   was   ch o s en   b y   an aly zi n g   th e   q u a n titi es  o f   s o il  r ath er   th a n   s o il  t y p es.  Per f o r m an ce   m et r ics  s u ch   as  ac cu r ac y   an d   F1 - s co r es  o f   f ew  ML   alg o r ith m s   [ 1 5 ] ,   in clu d in g   d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   SVM,   NB RF ,   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   an d   ex tr em e   g r ad ie n b o o s tin g   ( XGBo o s t )   ev alu ate d ,   wh ich   u s s o il  d ata  to   p r o p o s cr o p s ,   XGBo o s p er f o r m ed   b etter   th an   th e   o th e r   m o d els.   Far m er s   ca n   ch o o s cr o p s   b y   tak in g   in to   co n s id er atio n   s ev e r al  f ac to r s   s u ch   as  g eo g r ap h ic   lo ca tio n ,   s o il  ty p e,   an d   p lan tin g   s ea s o n   b y   u s in g   cr o p - s u g g ested   s y s tem   [ 1 6 ] .   I n   ad d itio n ,   m o d els  lik L R ,   NB ,   KN N   with   cr o s s - v alid atio n ,   KNN,   DT ,   a n d   n eu r al  n etwo r k   ( NN)   ar ta k en   in to   co n s id er atio n   in   PA,  wh ich   co n ce n tr ates  o n   s ite - s p ec if ic  c r o p   m a n ag em en t .   At  8 9 . 8 8 %,  th NN  h ad   p r o v id e d   m o r ac cu r ate  r esu lt.   Nev er th eless ,   NN  im p lem en tatio n   is   ch allen g in g   p r o ce s s .   T h r ee   s tep s   weig h ca lcu latio n ,   ca teg o r izatio n ,   an d   p r ed ict io n   m a k u p   th c r o p   s elec tio n   m et h o d   [ 1 7 ] ,   w h ich   was  d ev elo p e d .   T h e r wer 2 7   in p u c r iter ia  in   to tal,   wh ich   wer b r o k en   d o wn   in to   7   m ajo r   ca teg o r ies:   f ac ilit ies,  s o il  r is k ,   in p u t,  s ea s o n ,   wate r ,   an d   s u p p o r t.  T h in itial  s tag in v o lv e d   u tili zin g   th r o u g h   s et  m eth o d o lo g y   t o   ass ess   t h r elativ weig h ts   o f   ea ch   m ain   cr iter i o n ' s   s u b - cr iter ia,   an d   th en   ap p ly in g   Sh an n o n ' s   e n tr o p y   to   d ete r m in th r elativ weig h ts   o f   th m ain   cr iter ia  th em s elv es.  VI KOR   ( v is ek r iter iju m s k o p tim izac ija  k o m p r o m is n o   r esen je)   w as  u s ed   to   d eter m in e   th r an k in g   i n d ex   o f   th e   p r im ar y   c r iter ia  b ec au s i is   an   ef f ec tiv m eth o d   f o r   s o r tin g   th alter n ativ es  an d   m u lticr iter ia  o p tim izatio n   an d   co m p r o m is s o lu tio n .   Un d er s tan d in g   t h is   m o d el  will tak m o r e x p er tis d u e   to   its   co m p lex ity .   cr o p   is   r ec o m m e n d ed   b y   t h s u g g esti o n   s y s tem   [ 1 8 ]   u s es  p atter n   m atch i n g   tech n i q u es  to   en ab le  f ar m er s   to   ch o o s th b est  cr o p   f o r   th s o win g   a r ea   an d   s ea s o n .   Far m er s   g et  b en e f its   f r o m   it  as  r esu lt  s in ce   th eir   n et  p r o f it  will  in cr ea s e.   T h s y s tem   i s   ca p ab le  o f   r ec o m m en d i n g   v ar iety   o f   c r o p s   th at  ar m o s t   ad v an tag e o u s   to   p r o d u ce r s   in   t h eir   d ec is io n - m ak i n g   p r o ce s s .   T h is   is   ac co m p lis h ed   b y   an aly z in g   d ataset  th at  p r im ar ily   c o m p r is es  f iv e   cr iter ia:  r ain f all,   s o il  m o is tu r e,   tem p er atu r e,   s lo p e,   a n d   h u m id it y   d ata  v alu es  th at   ar e   ass o ciate d   with   h o r ticu ltu r e .   W h en   s o il  p ar am eter s   d if f er   f r o m   o n f a r m   to   an o t h er ,   t h en   t h p atter n - m atch in g   tech n iq u m a y   n o t b ap p r o p r i ate  to   co n s id er   in   th m o d el.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  38 ,   No .   3 ,   J u n e   20 25 :   1 8 4 0 - 1 8 5 0   1842   T h cr o p   s elec tio n   m eth o d   ( C SM)   [ 1 9 ]   p r o p o s ed   to   s o lv t h cr o p   s elec tio n   p r o b lem   to   m ax im ize   th y ield   o f   cr o p s   in   s ea s o n .   I led   t o   m a x im u m   ec o n o m ic   im p r o v em en f o r   th n atio n .   So il  ch ar ac ter is tics   ar ig n o r ed   b y   th m eth o d   in   th cr o p   s elec tio n   p r o ce s s ,   th o u g h   it  is   an   im p o r tan p ar am eter .   T o   p r ed ict  th e   b est  cr o p ( s )   f o r   th ar ea ,   c o m p ar ativ [ 2 0 ]   b ased   an aly s is   o f   s ev er al  wr ap p er   f ea tu r e   s elec tio n   m eth o d s   alo n g   with   ML   class if icatio n   t ec h n iq u es  was  c o n d u cted .   B ased   o n   th e   r esu lts   o f   th e   tr ial,   th r ec u r s iv e   f ea tu r e   elim in atio n   tech n iq u in   co n j u n ctio n   with   th a d ap tiv b a g g in g   class if ier   o u tp e r f o r m s   th o th er   a n aly tical  ap p r o ac h es.  T h ac cu r ac y   o f   th is   ap p r o ac h   ca n   b in cr ea s e d   b y   ad ju s tin g   th h y p er - p ar a m eter s   o f   th ML   m o d els.   T h d ee p   lear n in g   tech n iq u ( DL T )   b ased   cr o p - s p ec if ic  r e co m m en d e r   s y s tem   [ 2 1 ]   b y   c o n s id er in g   h is to r ical  cr o p   an d   clim ate  d ata.   AC O - I DC NN - L STM ,   h y b r id   tech n iq u co m b in in g   a n t c o lo n y   o p tim izatio n   ( AC O)   with   d ee p   co n v o lu tio n   n e u r al  n etwo r k s   ( DC NN)   an d   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L STM ) ,   h as  b ee n   p r o p o s ed   f o r   c r o p   p r e d ictio n   in   DL T ,   L STM ,   an d   DC C n etwo r k s .   Hig h   ac cu r ac y   le v e ls ,   ty p ically   9 5 . 1 %,   a r e   o f te n   a c h ie v ed   b y   D C NN s .   T h e r a r e   ad d i t io n a l   l ay e r s   an d   N N   o p e r a t io n s   i n v o lv e d   i n   t h i s   p r o ce s s .   I m p l em e n t in g   C N N   a n d   L S T M   i s   t h er e f o r h ig h ly   co m p le x .   A d d i t i o n a l l y ,   th e r i s   a   h ig h   A C c o n v e r g e n c e   r a t e .   s tu d y   m eth o d o lo g y   co m b i n in g   m ac h in lear n i n g   an d   d ata  b alan ce   was  p u t   o u [ 2 2 ]   f o r   cr o p   r ec o m m en d atio n .   1 4   ML   m o d els  ar test ed   u s in g   Kag g le   d ata,   an d   b o o s tin g   ( C b o o s t)   o b tain s   th h ig h est  ac cu r ac y   ( 9 9 . 1 5 %),   F - m ea s u r ( 0 . 9 9 1 6 ) ,   an d   p r ec is io n   ( 0 . 9 9 1 8 ) .   Gau s s ian   Naïv e   B ay es   ( GNB )   d o es  well  in   M atth ews  co r r elatio n   co ef f i cien t   ( MCC )   an d   r ec eiv er   o p er atin g   ch ar ac te r is tic   ( R OC )   ( 0 . 9 5 6 9 ) .   M o s class if ier s   to o k   in to   ac co u n s m all  n u m b er   o f   f ac to r s   w h en   s u g g esti n g   c r o p s .   cr o p   r ec o m m e n d atio n   s y s tem   ( C R S)  [ 2 3 ]   f o r   Ma h ar ash tr a   th at  im p r o v es  f ar m er   p r o d u ctio n   b y   u tili zin g   d ata  f r o m   2 0 0 1 2 0 2 2 .   B y   u s in g   DL   an d   ML ,   s u ch   as  RF   f o r   9 2 ac cu r ac y   an d   L STM   f o r   wea th er   f o r ec asti n g ,   th C R en h an ce s   ag r icu ltu r al  e f f icien cy   b y   r ec o m m en d in g   th e   b est  cr o p s   b ase d   o n   lo ca l   co n d itio n s .   T h is   m o d el  is   lim ited   t o   r elativ ely   s m all  n u m b er   o f   cr o p s .   B y   m ak in g   i n f o r m ed   ju d g em en ts   r eg a r d in g   i r r ig a tio n ,   p lan tin g ,   an d   h ar v esti n g ,   th ML   p r ed ictio n   m o d el  [ 2 4 ]   in   a g r icu ltu r e   im p r o v es c r o p   p r o d u ctio n .   T h m o d el  em p h asizes th p o ten tial  o f   in te g r atin g   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   d ata  an d   o n lin r eso u r ce s   to   en h a n ce   ac cu r ac y ,   attain in g   a   class if icatio n   ac cu r ac y   o f   u p   t o   9 9 . 5 9 % u s in g   alg o r ith m s   s u ch   as B ay es Ne c lass if ier .     cr o p   r ec o m m en d atio n   s y s te m   [ 2 5 ]   was  p r o p o s ed   to   ass is p r o d u ce r s   in   m ak i n g   in f o r m e d   d ec is io n s   b y   u tili zin g   ML .   T h s y s tem   h as  th p o ten tial  to   i n cr ea s cr o p   o u tp u an d   r e d u ce   co s ts   in   th f ac o f   ch allen g es  s u ch   as  p o p u lati o n   g r o wth   b y   p r ed ictin g   ag r icu ltu r al  y ield s   an d   s u g g est in g   o p tim u m   c r o p   m an ag em en t   p r ac tices  in   th e   c o n tex t o f   al g o r ith m s   s u ch   as   DT NB ,   an d   RF .   T h e   ap p licat io n   o f   d ata  an al y tics   tech n iq u es,  s u ch   as  LR   w ith   NN ,   was  em p lo y ed   to   f o r ec ast  cr o p   p r ices  [ 2 6 ] ,   tak in g   in to   ac co u n f ac to r s   s u ch   as  th ar ea   h ar v ested   an d   p lan ted .   T h s tu d y   d eter m in ed   th a XGBo o s wa s   th m o s ef f ec tiv tech n iq u f o r   p r ice  p r e d ictio n .   Utilizin g   v a r iety   o f   v is u aliza tio n   to o ls ,   m o d el   [ 2 7 ]   i n co r p o r ated   m o b ile  ap p licatio n s   an d   ML   to   ass is f ar m er s   in   id en tify in g   t h m o s ef f ec tiv co n d itio n s   f o r   p lan tin g ,   h ar v esti n g ,   an d   f e r tili zin g   cr o p s .   T h is   m o d el  ca n   also   b m o d if ied   t o   p r o v id f er tili ze r   r ec o m m en d atio n s .   r eg r ess io n - b ased   ML   s y s tem   [ 2 8 ]   th at   em p lo y s   NB   class if ier s   to   f o r ec ast  f er tili ze r   u s ag an d   cr o p   y ield   f o r   cr o p s   in   My s o r b ased   o n   s o il  n u tr ie n ts   h as  d em o n s tr ated   h ig h   ac cu r a cy   f o r   w h ea t,  r ag i,  a n d   p ad d y .   T h ese  m o d el s   ca n   also   b im p r o v e d   to   cr ea te   u s er - f r ien d l y   ap p licatio n s   s p ec if ically   d esig n ed   to   m ee t th r eq u ir em en ts   o f   p r o d u ce r s .   E x is tin g   s o lu tio n s   ar e   d e v elo p ed   u s in g   s y n t h etic  d ata  t o   m o d el  d esig n   f o r   c r o p   r ec o m m en d atio n .   T h ese  m o d els  ar u n ab le  to   co n s id er   o th e r   s o il  p ar am eter s   lik C o p p er   an d   Su lp h u r .   Few  s o lu tio n s   u tili ze d   DL   m eth o d s   f o r   cr o p   r ec o m m en d atio n .   Par ticu lar ly   in   d e v elo p in g   n atio n s ,   it  is   im p er ativ to   cu s to m ize  r ec o m m en d atio n s   f o r   s m all - s c ale  an d   s u b s is ten ce   f ar m er s .   S ig n if ican co m p u tatio n al  r eso u r ce s   ar n ec ess ar y   f o r   n u m er o u s   s o p h is ticated   m o d els,  p ar ticu lar ly   th o s th at  i n v o lv d ee p   lear n in g .   R esear ch   co u ld   in v esti g ate  m eth o d s   to   d ec r ea s th e n e r g y   co n s u m p tio n   o f   th ese  m o d els,  p ar ticu lar ly   in   d ev elo p in g   co u n tr ies  with   r estricte d   ac ce s s   to   h ig h - p er f o r m an ce   co m p u tatio n .   C o n s id er in g   all  g ap s   in   th e x is tin g   liter atu r e,   p r o p o s ed   m o d el  n ee d s   to   b less   co m p lex ,   m o r e   ac cu r ate  an d   co n s id er   all  s o il  an d   wea th er   p ar am eter s .   T h e   k ey   co n tr ib u tio n s   o f   th is   s tu d y   h av b ee n   lis ted   b elo w:      Pro p o s an   en h an ce d   s tack ed   en s em b le  m o d el  f o r   cr o p   p r e d ictio n   with   h ig h   ac cu r ac y   b y   co m p ar in g   s ix   ML   m o d els,  m u lti - lay er   p er ce p tr o n   ( ML P) ,   XGBo o s t,  KNN ,   DT ,   an d   SVM .     Sev en   d if f e r en c r o p s   h av b ee n   class if ied   f o r   th e   p r ed ict io n ,   b ased   o n   in p u s o il  p ar a m eter s   s u ch   as  Nitr o g en ,   Ph o s p h o r u s ,   Po tass iu m ,   p H,   Ma n g an ese,   Or g an ic   C ar b o n ,   Z in c,   E lectr ical  C o n d u ctiv ity ,   I r o n ,   B o r o n ,   C o p p e r ,   Su lp h u r ,   a n d   wea th er   p ar am eter s   s u ch   as r ai n f all,   an d   tem p er atu r e.     T h p ap er   h as  b ee n   s tr u ct u r ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   an aly s es  th liter atu r r ev iew  o f   cr o p   p r ed ictio n   o r   r ec o m m e n d atio n   s y s tem s .   Sectio n   3   ex p lain s   th d etails  o f   th p r o p o s ed   m o d el  alo n g   with   o th er   ML   m o d e l s   w it h   a n a l y s is .   Se c t i o n   4   d i s c u s s e s   a b o u t   m o d e l' s   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   r e s u lt s   a n d   a n a l y s is .   S e ct i o n   5   co n clu d es th r esear ch   p a p er .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C r o p   p r ed ictio n   u s in g   a n   en h a n ce d   s ta ck ed   e n s emb le  ma ch in lea r n in g   mo d el   ( D.   Ma d h u   S u d h a n   R e d d y )   1843   2.   M E T H O D   T h b asic  ap p r o ac h   o f   ML   is   ca teg o r ized   in to   th r ee   b r o ad   t y p es,  b ased   o n   th n atu r o f   th lear n in g   p ar ad ig m .   T h ese   ar e   s u p er v is ed   lear n i n g ,   u n s u p er v is ed   lear n i ng ,   an d   r ei n f o r ce m en lea r n in g .   I n   s u p er v is ed   lear n in g ,   th p r ed ictiv e   m ac h in lear n s   f r o m   p atter n s   an d   r elatio n s h ip s   am o n g   f ea tu r es  o f   d ata.   I t   f u r t h er   class if ies  in to   two   ty p es  b ased   o n   th tar g et/o u tp u v alu e   o f   th e   m o d el,   i.e .   class if icatio n   an d   r e g r es s io n .   E x am p les o f   s u p er v is ed   lear n i n g   ar DT   class if ier ,   RF   class i f ier ,   KNN   c lass if ier ,   an d   MLP   ML   m o d els  ar lear n e d   o r   ex p er ien ce d   b y   tak in g   tr ain in g   a n d   test in g   o n   g iv e n   d ataset.   T h er is   lim itatio n   in   in d iv id u al   ML   m o d els  th at  te n d   to   p er f o r m   p o o r ly ,   d u t o   th e   o cc u r r en c o f   h ig h   b ias.   A n   alter n ativ s o lu tio n   is   to   co m b in in d iv id u al  m o d els  in to   eith er   p ar allel  o r   s eq u en tial.  C o m b in in g   m u ltip le   m o d els  ca n   h ap p e n   in   t h r ee   way s ,   n am ely   b ag g in g ,   b o o s ti n g ,   an d   s tack ed .   I n   b ag g in g ,   t h s am ML   m o d el  ca n   b e   co n s id er e d   p ar allelly   f o r   in ter m ed iate  p r ed ictio n ,   an d   th e   f in al  p r ed ictio n   is   ev alu ated   b ased   o n   th e   m ajo r   v o tin g   o f   th ese  in ter m e d iate  p r ed ictio n s .   I n   b o o s tin g ,   th s am ML   m o d el  tak es  in   s eq u en ce   s o   th at  in co r r ec p r ed ictio n   o f   t h f ir s tr ain in g   m o d el  f o r war d ed   t o   th n e x tr ain in g   m o d el  to   m ak th c o m b in e d   m o d el  to   b s tr o n g   in   p r e d ictio n .     Stack in g   m ea n s   co m b in in g   m u ltip le  b ase  m o d els  an d   m ak in g   a   m eta - m o d el.   I t   co m b in es  th e   p r ed ictio n   o f   m u ltip le  ML   m o d els  to   cr ea te  m o r r o b u s p r ed ictiv m o d el.   I lev er ag es  t h d iv er s ity   am o n g   in d iv id u al  m o d els  to   im p r o v o v er all  p er f o r m an ce ,   ac cu r ac y ,   an d   g e n er aliza tio n .   E n s em b le  m eth o d s   ar wid ely   u s ed   in   v ar io u s   ML   task s ,   in clu d in g   r eg r ess io n ,   c lass if icatio n ,   an d   a n o m aly   d e tectio n .   T h e   b asic   s tr u ctu r o f   s tack ed   en s em b le  lear n in g   is   r ep r esen ted   in   Fig u r 1 .   I is   f o u r - s tep   p r o ce s s ,   in itially   m u ltip le   b ase  lear n er s   ( C lass if ier   1 ,   C l ass if ier   2 ,   . . . ,   C lass if ier   n )   tr ain   o n   th d ataset.   Nex t,  b y   u s in g   th p r e d ictio n   o u tp u ts   o f   ea ch   lear n er   to   f o r m   n ew  d atas et.   L ater   a   m eta - m o d el  tr ain   o n   th n ewly   f o r m ed   d ataset.   At  la s t,   th m eta - m o d el  p r o d u ce s   th f in al  p r ed ictio n   v alu e.           Fig u r 1 .   Simp lifie d   s tr u ctu r o f   s tack ed   en s em b le  lea r n in g       2 . 1 .     Da t a s et   d escript io   I n   th is   wo r k ,   th d ataset  th at  h as  b ee n   u tili ze d   f o r   p r ed ictio n   is   tak en   f r o m   web s ite  [ 2 9 ] .   T h is   d ata  is   r elate d   to   f iv e   d is tr icts   n am ed   An an tap u r ,   C h itto o r ,   K ad ap a,   Ku r n o o l,  an d   SP SR   Nello r o f   An d h r a   Pra d esh ,   wh ich   is   s tate  in   s o u th   I n d ia,   wh ich   c o n tain s   in s tan ce s   o f   1 4   in p u p a r am et er s ,   1 2   o u o f   1 4   p ar am eter s   ar s o il  p ar am et er s .   I is   ca teg o r ized   in to   m ac r o n u t r ien ts   s u ch   as  Nitr o g en ,   Ph o s p h o r o u s ,   Po tass iu m ,   Su lp h u r ,   C alciu m ,   an d   Ma g n esiu m   an d   m icr o n u tr ien ts   s u ch   as  I r o n ,   B o r o n ,   Z i n c,   an d   C o p p er   a n d   2   ar e   clim ate  p ar a m eter s   s u c h   as  r ain f a ll  an d   tem p e r atu r e .   T h ese  n u tr ien ts   ar e   v er y   i m p o r tan t   to   g r o a   h ea lth y   cr o p .     2 . 2 .     P re - pro ce s s ing   T h d ataset  co n tain s   f ew  o u t lier s   an d   m is s in g   v alu es,  wh ic h   m ay   b s en s itiv to   f ew  M L   m o d els  lik SVM LR KNN ,   an d   DT .   As  it   is   r elate d   to   class if ica ti o n ,   th m ea n   im p u tatio n   m eth o d   is   u s ed   to   m ak m is s in g   v alu es  in to   s u itab le  v alu es.  Featu r es  o f   t h d ataset  ar i n   d if f er en t   r a n g es,  s o   ea ch   d ata  p o in t   o f   f ea tu r es  n ee d s   to   s ca le  in   th s am r an g e.   T o   m ak s ca le  d ata  p o in ts ,   th f ir s m ea n   o f   th co lu m n   v ec to r   is   ca lcu lated ,   n ex t th e   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   X,   an d   ca lc u late  n e s ca le  v alu b y   u s in g   ( 1 ) .             T rai n i ng  D at a   C l ass i f i er   1   C l ass i f i er   2   C l ass i f i er   n         N ew   T rai n i ng  data       Me t a   Model   Fi nal  Pr edi c t i on   1   2   3   4   B ase  L e an e r s   .   .   .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  38 ,   No .   3 ,   J u n e   20 25 :   1 8 4 0 - 1 8 5 0   1844   =        ( 1 )     2 . 3 .     Da t a   s pli t t ing   I n   th is   w o r k ,   th e   d ataset  is   s p lit  in to   “t r ain - test s ”  with   d if f er en s izes  to   f in d   b etter   tr a in in g   a n d   test in g   o f   th e   m o d el   an d   g et   b etter   ac cu r ac y .   Her e,   7 0 % - 3 0 m ea n s   7 0 o f   t o tal  d ata   is   u s ed   f o r   tr ai n in g   m o d els  an d   th r em ain i n g   3 0 is   k ep f o r   test in g   th m o d els.  T h to tal  n u m b er   o f   in s ta n ce s   is   3 1 5 , 3 4 4 ,   th e   tr ain in g   7 0 % si ze   is   2 2 0 , 7 4 0   i n s tan ce s ,   an d   th test   3 0 % si ze   is   9 4 , 6 0 4   in s tan ce s .     2 . 4 .     Cla s s if ica t io a lg o rit hm s   ML   m o d els ar u s ed   f o r   eith er   class if icat io n   o r   r eg r ess io n .   T h m ajo r ity   o f   ML   m o d els p er f o r m   b o t h   p r ed ictio n ,   s u ch   as  class if icat io n   an d   r e g r ess io n .   T h is   p ap e r   m ain ly   f o c u s es  o n   th class if icatio n   wo r k   an d   m o d els to   m ak a   clea r   an aly s is   o f   th s tu d y .   T h is   r esear ch   p ap er   is   co n ce r n ed   with   class if icatio n   m o d els.     2 . 4 . 1 .   Dec is io t ree   DT   [ 3 0 ]   ar p o p u lar   class if i ca tio n   tech n iq u th at  u s es  to p - d o wn   p r o ce d u r to   cr ea te  tr ee   s tr u ctu r e   class if ier s   u s in g   g iv en   d ata.   T h I D3   alg o r ith m ,   b ased   o n   en tr o p y ,   is   u s ed   to   ca lcu late   in f o r m atio n   g ain ,   d eter m in in g   wh ich   attr ib u te  to   b a s   r o o an d   in ter n al  n o d in   th tr ee   to   s p lit  f u r th er .   An   ex p an s io n ,   th C 4 . 5   alg o r ith m ,   is   b ased   o n   I D3   a n d   in clu d es  f ea tu r es  lik e   p r e d ictin g   co n tin u o u s   v alu es  an d   h an d lin g   m is s in g   v alu es.  T h DT   is   cr ea ted   b y   s elec tin g   th h ig h est  I f ea tu r f r o m   th d at aset  an d   s p litt in g   it  in to   s u b - tr ee s .   T h is   p r o ce s s   is   r ep ea ted   u n til  all  f ea tu r es a r co v e r ed   in   th DT .     2 . 4 . 2 .   M ulti - la y er   perc ept ro n   MLP   [ 3 1 ]   is   ty p o f   AN N - b ased   n o n - lin ea r   m o d el  th a f alls   u n d er   th ca te g o r y   o f   f ee d f o r war d   NN s .   I co n s is ts   o f   m u lt ip le  l ay er s   o f   n o d es  ( n eu r o n s )   ar r a n g ed   la y er   b y   lay er   s tr u ctu r e,   in clu d in g   an   i n p u t   lay er ,   o n o r   m o r e   h id d e n   lay er s ,   an d   an   o u t p u lay er .   ML Ps   ar wid ely   u s ed   f o r   s u p er v is ed   lear n in g   task s   s u ch   as  r eg r ess io n   an d   class if icatio n .   T h p r ed ictio n   ca p ab ili ty   o f   ML co m es  f r o m   b y   m ai n ten an ce   o f   m u lti - lev el  lay er s   o f   n e u r o n   n etwo r k s .     T h b asic  s tr u ctu r o f   ML i s   r ep r esen ted   in   Fig u r 2 ,   X 1 ,   X 2 ,   X 3 ,   an d   X 4   ar e   in p u d a ta  v alu es,   wh ich   ar e   ass ig n ed   to   n e u r o n s   o f   th e   in p u lay e r   alo n g   th e   b ias.  I n   ea ch   lay er ,   n eu r o n s   p er f o r m   o p er atio n s   s u ch   as  th s u m m atio n   o f   weig h ts   an d   ac tiv atio n   f u n ctio n s .   I n   th o u t p u lay er ,   th So f tMa x   f u n ctio n   g en er ates  th f in al  p r ed icted   r esu lt  b ased   o n   p r o b ab ilit y .   ML Ps   ca n   m ak f lex ib ilit y   an d   co m p lex   m o d e l   r elatio n s h ip s   in   d ata,   m a k in g   p o wer f u l to o ls   f o r   v ar io u s   a p p licatio n s .           Fig u r 2 .   Mu lti - lay e r   p er ce p tr o n       2 . 4 . 3 .   Su pp o rt   v ec t o m a chi nes   SVM  [ 3 2 ]   is   s u p e r v is ed   ML   alg o r ith m   th at  is   g en e r ally   ap p lied   in   h i g h - d im en s io n al   s p ac es  f o r   ap p licatio n s   o f   class if icatio n   a n d   r eg r ess io n .   I is   a   b in a r y   cl ass if ier   th at  ca teg o r izes  d ata  v ar iab les  in to   eit h er     I n p u L ay er   Hid d en   L ay er   Ou tp u L ay er   B ias   X 1   X 4     X 3   X 2   Y   B ias   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C r o p   p r ed ictio n   u s in g   a n   en h a n ce d   s ta ck ed   e n s emb le  ma ch in lea r n in g   mo d el   ( D.   Ma d h u   S u d h a n   R e d d y )   1845   class   0   o r   class   1 .   T h h y p er p lan o f   t h SVM  is   s elec ted   to   o p tim ize  lin ea r   s ep a r atio n   b etwe en   two - class   d ata  s ets  o f   two - d im en s io n al  s p ac p o in ts .   T h o b jectiv o f   g en er ali z atio n   is   to   id e n tify   an   n - d im e n s io n al  h y p er p lan th at  o p tim i z es  th s ep ar atio n   o f   d ata  p o in ts   f r o m   th eir   p o ten tial  class es.  Data   p o in ts   th at  ar clo s est  to   th h y p er p lan an d   h av th m in im u m   d is tan ce   a r r ef er r ed   to   as  s u p p o r v ec to r s .   T h f o u n d atio n   f o r   d ata  p o in s ep ar atio n   ca l cu latio n s   is   k er n el  f u n ctio n ,   wh ich   in clu d es  lin ea r ,   p o l y n o m ial,   g au s s ian ,   s ig m o id ,   an d   r ad ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F)  f u n ctio n s .   T h e   ef f icien cy   a n d   f lu id ity   o f   c lass   s ep ar atio n   ar r eg u lated   b y   th ese  f u n ctio n s ,   a n d   th h y p er p ar am eter s   m a y   b ad ju s ted   to   in d u ce   o v er f itti n g   o r   u n d er f itti n g .     2 . 4 . 4 .   K - nea re s t   neig hb o urs   KNN   [ 3 3 ]   wo r k s   b ased   o n   th e   p r in cip le  o f   k   n ea r est  lab els  o r   v alu es  to   d atap o i n t.  I is   u s ef u eith er   f o r   class if icatio n   o r   r e g r ess io n .   Fo r   class i f icatio n ,   it  c o n s id er s   th n ea r est  k   v alu es  tak es  t h m ajo r ity   v o tin g   lab el  an d   g iv es  it  as  o u tp u t.  F o r   r eg r ess io n ,   it  co n s id er s   th n ea r est  k   v alu es  av e r ag as  o u tp u t.   T o   f in d   t h e   n ea r est  k   v alu es,  E u clid ian   o r   Ma n h attan   d is tan ce   m ea s u r will  b u s e d .   T h f o r m u la  f o r   E u clid ian   d is tan ce     o f   two   p o in ts   ( 1 , 2 )      ( 1 , 2 )   is :     = ( 2 1 ) 2 + ( 2 1 ) 2                   ( )     2 . 4 . 5 .   E x t re m g ra dient  bo o s t   cla s s if ier   T h XGBo o s [ 3 4 ] ,   [ 3 5 ]   e x ten s io n   f o r   g r a d ien t - b o o s ted   DT .   I is   p o p u lar   an d   s k illfu lly   ex ec u te d   ap p r o ac h ,   r e p r esen ted   as  D T ,   in   g r a d ien t - b o o s ted   tr ee s .   I em p lo y s   tech n iq u th at   b u i ld s   o n   th s eq u e n ce   o f   wea k   lear n er s .   T o   co n s tr u ct   th XGBo o s tr ee ,   s tar t w i th   f in d in g   th r esid u al  o f   DT - 1 ,   wea k   tr ee ,   is   g iv en   to   DT - 2 ,   an o th er   wea k   tr ee ,   t o   r ed u ce   th o v e r all  r esid u e.   T h is   p r o ce s s   is   co n tin u ed   u n til  th f in al  tr ee ,   n .   E v er y   XGBo o s tr ee   m o d el  l o wer s   th r esid u al  f r o m   th t r ee   m o d el   th at  ca m e   b ef o r it ,   in   co n tr ast  to   R F Similar   to   th d er iv atio n   o f   f ir s t - o r d er   f o r   er r o r   in f o r m ati o n   th at  th tr ad itio n al  g r ad ien b o o s ted   DT   ( GB DT )   em p lo y ed .   C o s f u n ctio n s   ar e   p er f o r m ed   b y   XGBo o s u s in g   b o th   f ir s t -   an d   s ec o n d - o r d e r   d er iv ativ es.  T h e   co n f ig u r ab le  co s f u n ctio n   is   ad d itio n al ly   en a b led   b y   th e   XGBo o s to o l.  T o   ac cu r atel y   p r ed ict  tar g et  v ar iab le,   it c o m b in es th p r ed i ctio n s   o f   s im p ler   m o d els an d   m u ltip le  wea k   tr ee s .       2 . 5 .     P r o po s ed  enha nced  s t a c k ed  ens em ble le a rning   E n h an ce d   s tack ed   e n s em b le  lear n in g   is   an   ad v an ce d   f o r m   o f   en s em b le  lear n in g   b ased   o n   s tack   g en er aliza tio n   [ 3 6 ]   th at  co m b in es  th s tr en g th s   o f   in d iv i d u al  m o d els  with   ad d itio n al   en h an ce m e n ts   to   im p r o v s tack e d   m o d el  p er f o r m an ce   an d   r o b u s tn ess .       Alg o r ith m   1 .   Alg o r ith m   f o r   s tack ed   en s em b le  m ac h in lear n in g   Input Trai ni ng   da ta se D ( , ) wh er X     se of   in p ut   fe at ur es   an Y     ou tp ut   la be ls .   set of base learners  ‘B’ = {DT, XGBoost, KNN, SVM, MLP}, Meta learner: Random Forest model.    Output:  Predict a crop for a given input.   1:   The dataset  ‘D’   is divided into  ‘k’   (Example  ‘k’=5 ) fold partitions, denoted as  D={D 1 , D 2 , D 3 ,…, D k } . It helps in obtaining predictions for the training set without  overfitting.   2:   for   b=1 to B  do   3:          Train base classifier using  D i - 1   folds as the training set.   4:   end for   5:   Create a new training set for the meta - learner.   6:   for   b=1 to B  do   7:          Use fold  D i   as the test set for prediction by the base classifier .   8:   end for   9:   Aggregate the predictions from all  k   folds to form a new dataset  D′={(X′, Y)} , where  X i ′  is a vector of predictions from each base learner for the  j th   vector sample.  Y j     is the true output label for the  j th   sample.   10:   Train the meta - learner RF on the new dataset  D′   with true output labels  Y i   as the  target.   11:   To make a final prediction on a new, unseen test sample  X test :   12:   Obtain predictions from each base learner  B i     on  X test .   13:   Combine these predictions to form a new feature vector  X test   for the meta - learner.   14:   Predict the final output using the meta - learner model with  X test .     Stack in g ,   in   g en er al,   in v o lv es   tr ain in g   m u ltip le  in d iv i d u al  b ase  lear n er s   p ar allelly ,   co m b in in g   th eir   p r ed ictio n s   an d   u s to   tr ain   m eta  lear n er ,   o f ten   r ef e r r ed   to   as  m eta - m o d el  o r   ag g r eg ato r .   I n   Fig u r e   3 ,   DT ,   g r ad ien b o o s tin g ,   KNN ,   s u p p o r v ec to r   class if ier ,   an d   MLP   ar b ase  lear n er s   an d   RF   is   m eta  lear n er .   T h e   f in al  p r ed ictio n   will  b g i v e n   b y   t h m eta - lear n er .   Fo r   t h is   r esear ch   s tu d y ,   en h a n ce d   s tack ed   en s em b le  lea r n in g   h as  d if f er e n ML   alg o r ith m s   s o m m o d els  ar b ase   lear n er s   at  th in itial  lev el,   a n d   p r ed ictio n   r esu lts   o f   th ese  b ase  lear n er s   ar co n s id er ed   as  in p u p ar am eter s   f o r   th n ex lev el  m eta  lear n er   f o r   tr ain in g   an d   cr o s s - v alid atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  38 ,   No .   3 ,   J u n e   20 25 :   1 8 4 0 - 1 8 5 0   1846       Fig u r 3 .   Stru ctu r o f   th p r o p o s ed   en h an ce d   s tack ed   e n s em b le  m o d el       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h is   r esear ch   s tu d y   in v esti g a ted   ex is tin g   an d   tr ad itio n al  ML   m o d els  s u ch   as  DT ,   X G B o o s tin g KNN,   an d   SVM,   wh ich   h av n o co m p r eh e n s iv ely   in c o r p o r ate d   with   s o il  an d   we ath er   d ata  f o r   c r o p   r ec o m m en d atio n .   A d d itio n all y ,   en s em b le  m o d els  h av e   s co p to   im p r o v p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   ac c u r ac y   an d   F1 - s co r e.   Acc u r ac y   m ea s u r es  o v er all  co r r ec tn ess ,   p r ec i s io n   ev alu ates  th q u ality   o f   p o s itiv p r ed ictio n s ,   r ec all  ev alu ates  s en s itiv ity   to   p o s itiv in s tan ce s ,   an d   F1 - s co r b alan ce s   p r ec is io n   an d   r ec a ll.  I is   ess en tial  to   co m p r eh e n d   th ese  m etr ics to   c o n d u ct  a   th o r o u g h   ev alu atio n   an d   o p tim izatio n   o f   m o d els in   ML   ap p licatio n s .   m o d el   g en e r ates  th a p p r o p r iate  n u m b er   o f   p r e d ictio n s   b y   an aly zin g   th e   o b s er v ed   v alu e s ,   wh ich   is   th ess en ce   o f   ac cu r ac y .   T h d ef in e d   v alu es  a r e v alu at ed   to   d eter m in e   wh eth er   th e y   ar t r u o r   f alse.     m ea s u r em en o f   ac cu r ac y   is   illu s tr at ed   in   ( 3 ) .   I is   ass ess e d   b ased   o n   tr u e   p o s itiv e   ( T P),   tr u n eg ativ e   ( T N) ,   f alse  p o s itiv e   ( FP ) ,   an d   f alse  n eg ativ ( FN)   v alu es.  Her T m ea n s   a   co r r ec p r e d ictio n   th at  an   o u tco m is   p o s itiv e,   T m ea n s   a   co r r ec p r ed ictio n   th at  an   o u tco m is   n eg ativ e,   FP   m e an s   an   in co r r e ct  p r ed ictio n   th at  a n   o u tco m is   p o s itiv e,   a n d   FN m ea n s   an   in co r r ec t p r e d ictio n   th at  an   o u tco m is   n eg ativ e.       = (  +  ) (  +  +  +  )   ( 3 )     Pre cisi o n   is   ter m   th at  is   u s ed   to   ass es s   th s en s itiv ity   an d   e f f icac y   o f   class if icatio n   m o d el.   TP   an d   FP   s ta tem en ts   ar em p lo y ed   to   q u an tify   it.  T h is   class if ier   g en er ates  p o s itiv p r o b a b ilit y   r esu lt,  wh ich   is   co m p u ted   b y   t h v alu es sp ec if ied   in   ( 4 ) .      =  (  +  )   ( 4 )     R ec all  r ef er s   to   th s ce n ar io   in   wh ich   class if icatio n   o u tc o m es  ar d ee m ed   b ad   b ased   o n   th class if ier 's   p r o b a b ilit y   ass es s m en t.  I t is   as s ess ed   b y   g en u in p o s itiv an d   f alse n eg ativ s tatem en ts .   T h ( 5 )   illu s tr ates t h e   co m p u tatio n   o f   r ec all.      =  (  +  )   ( 5 )     T h F1 - s co r is   v alu th at  i s   u tili z ed   in   th p r o ce s s   o f   ca l cu latin g   p r ed ictio n   p er f o r m an ce .   R ec all  an d   ac cu r ac y   ar b o th   weig h te d   an d   av e r ag ed   t o g eth er   t o   d et er m in th F1 - s co r e.   T h ac cu r ac y   an d   r ec all  ar e   th m etr ics th at  ar u s ed   to   ev alu ate  it.  T h co m p u tatio n   o f   t h F1 - s co r is   d is p lay ed   i n   th e   ( 6 ) .     1    = 2    (   +  )   ( 6 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C r o p   p r ed ictio n   u s in g   a n   en h a n ce d   s ta ck ed   e n s emb le  ma ch in lea r n in g   mo d el   ( D.   Ma d h u   S u d h a n   R e d d y )   1847   I n   Fig u r 4 ,   d if f e r en ML   m o d els  an d   th p r o p o s ed   e n h an ce d   s tack e d   en s em b le  m o d els  ar co m p ar ed   with   r esp ec tiv p er f o r m a n ce   u s in g   ac cu r ac y .   T h is   clea r ly   s tates  th at  th en h an ce d   s tack ed   en s em b le  m o d el  o u t p er f o r m s   r em ain in g   ML   m o d els  s u ch   as  DT ,   XGBo o s t,  KNN,   ML P ,   an d   SVC .   W h en   th er ar im b alan ce s   in   th c lass es  o f   d ataset,   th F1 - s co r is   m o r e   u s ef u m etr ic   th an   ac cu r ac y .   An   im p r o v e d   m etr ic  t o   ass ess   d if f er e n ML   m o d els  alo n g   with   s tack e d   en s em b l lear n in g   is   th e     F1 - s co r e.   I n   Fig u r 5 ,   F1 - s c o r co m p ar is o n   o f   d if f er en ML   m o d els.  I is   co v ey   th at   s tack ed   e n s em b le   lear n in g   o u tp er f o r m s   th an   r e m ain in g   ML   m o d els  SVC ,   ML P,  KNN,   XB ,   an d   DT .   Fu tu r r esear ch   ca n   in teg r ate  th m eth o d   with   web   o r   m o b ile  ap p licatio n s   ef f ec tiv ely   u s ed   b y   f ar m er s .           Fig u r 4 .   Acc u r ac y   c o m p ar is o n   o f   d if f er e n t M L   m o d els           Fig u r 5 .   F1   s co r co m p ar is o n   o f   d if f er en t M L   m o d els       I n   th is   r esear ch   wo r k ,   ML   m o d els  s u ch   as  DT ,   XB ,   ML P,  a n d   SVC   p er f o r m   b etter   th an   KNN  with   ab o v 8 4 ac cu r ac y .   As  th d ataset  h as  m o r d im en s io n s ,   KNN  i s   u n ab le  to   h an d le  it  p r o p er ly .   SVC   p r o d u ce s   8 4 . 3 0 ac c u r ac y   b y   f o r m in g   m u ltip le  p lan es  in   s u ch   wa y   as  to   class if y   d ata   ef f icien tly .   ML h as  g iv en   th e   ac cu r ac y   at  8 6 . 3 b y   tr ain in g   d ata   n o n - lin ea r ly   with   ad ju s ted   weig h ts   an d   b ia s .   T h ac cu r ac y   o f   DT   is   8 6 . 3 g iv en   b y   tak in g   th h ig h   I f ea tu r as  r o o to   s p lit  tr ee .   b o o s tin g   te ch n iq u e,   XGBo o s m ain tain s   an   ac cu r ac y   o f   8 8 . 5 wh ich   is   b etter   th an   t h ac c u r ac y   o f   DT .   T h XGBo o s tr ee   was  co n s tr u cted   in   s u ch   wa y   th at  r esid u als  o f   DT   wer e   r ed u ce d   lev el   b y   lev el.   T h e   p r o p o s ed   en h a n ce d   s tack ed   en s em b le  m o d el  g iv es b etter   p er f o r m an c at  9 0 - 1 0   tr ain   test   s ize  with   9 3 . 1 0 % a cc u r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  38 ,   No .   3 ,   J u n e   20 25 :   1 8 4 0 - 1 8 5 0   1848   T h in d iv id u al  ML   m o d el  j u s cr ea tes  r elatio n s h ip   f u n cti o n   in   an   attem p to   m ap   in p u to war d s   o u tp u t.  B u s tack ed   en s em b led   lear n in g   tak es  th in g s   s tep   f u r th er   b y   d eter m in in g   th c o n n ec tio n   b etwe en   ea ch   en s em b led   m o d el' s   p r ed ictio n   r esu lt  o n   o u t - of - s am p le  d ata  an d   th ac tu al  v alu e.   As  s tack ed   en s em b led   ar d esig n ed   to   b m o r r o b u s th an   av er ag b o o s tin g   m o d el s   o r   in d iv id u al  m o d els,  th ey   ty p ically   p r o d u ce   b etter   p r e d ictiv p er f o r m a n ce .   T h er e   ar in s tan ce s   wh er e   ev en   s m all  g ain s   in   p r e d ictio n   ac cu r ac y   h a v s ig n if ican t im p ac t o n   th b u s in ess   s itu atio n .   T h is   s tu d y   co n s id er e d   an d   ap p lied   to   f iv e   d is tr icts   o f   An d h r Pra d esh ,   f u tu r r esear c h   ca n   ap p ly   to   th e   en tire   s tate  as  d iv er s s o il   an d   wea th er   c o n d itio n s .   Fu tu r s tu d ies  m ay   ex p l o r i n teg r atin g   m o d els  with   I o T   d e v ices  to   g et   r ea l - tim s o il  an d   wea th er   d ata  f o r   cr o p   r e co m m en d atio n .   B y   u tili zin g   r ich   s et  o f   s o il   an d   clim ate  d ata,   th m o d el  s ig n i f ican tly   im p r o v es  th p r ec is io n   o f   cr o p   r ec o m m en d atio n s ,   th er eb y   p r o m is in g   s u b s tan tial b en ef its   f o r   th a g r icu ltu r al  s ec to r   in   ter m s   o f   y ie ld   o p tim izatio n   a n d   ec o n o m ic  s tab ilit y .       4.   CO NCLU SI O N   E n h an cin g   p r o d u ctiv ity   in   PA   h as  r e q u ir ed   th e   r ig h t   cr o p - s elec tio n   m eth o d   b y   co n s id er i n g   s o il  a n d   wea th er   d ata.   T r ad itio n al  ML   m eth o d s   lik DT   an d   XGBo o s h av m ad e   s tr id es  in   p r ed ic tin g   cr o p   v iab ilit y ,   b u s till ,   th ese  f all  s h o r t   u n d er   co m p le x ,   r ea l - wo r ld   co n d itio n s .   T h e   en h a n ce d   s tac k ed   en s em b le  ML   m o d el  is   an   in n o v ativ ap p r o ac h   th at  u n ites   th s tr en g th s   o f   v ar io u s   m o d els  in to   s in g u lar ,   p o ten ti al  m eta - m o d el.   T h is   m o d el' s   lay er ed   ar ch itectu r s ig n if ican tly   elev ates  p r ed ictio n   ac cu r ac y   to   a n   im p r ess iv 9 3 . 1 %,  b y   an al y z in g   1 2   s o il  p a r am eter s ,   in clu d in g   ess en tial  n u tr ien ts   N,   P,  an d   K,   alo n g s id clim atic  elem e n ts   s u ch   as  tem p er atu r e   an d   r ain f all.   T h o u ts tan d in g   p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   en s em b le  m o d el  m ar k s   tr an s f o r m ativ leap   in   PA ,   p r o m is in g   to   r e v o lu tio n iz cr o p   s elec tio n   p r o ce s s es.  B y   d o in g   s o ,   it  em p o wer s   I n d ia' s   ag r icu ltu r al  s ec to r   with   th to o ls   f o r   n o ju s s u r v iv al,   b u also   f o r   th r iv in g   ec o n o m ically ,   g u id in g   i n   n ew  er o f   ag r o n o m i c   in tellig en ce   an d   ec o n o m ic  s u s tain ab ilit y .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h is   wo r k   was  s u p p o r ted   b y   th Dep a r tm en o f   C o m p u ter   Scien ce   an d   E n g in ee r i n g   at  Sri   Ven k ateswar Un iv er s ity .   W s in ce r ely   ap p r ec iate  th eir   in v a lu ab le  ass is tan ce .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h au th o r s   d ec lar th at  th e y   h av n o   k n o wn   co m p etin g   f in an cial  in ter ests .       AUTHO C O NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   D .   M a d h u   S u d h a n   R e d d y                                 N.   Ush R an                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  s u p p o r tin g   th is   s tu d y ' s   f in d in g s   ar av ailab le  f r o m   g o v er n m en web s ite.   R estrictio n s   ap p ly   to   th a v ailab ilit y   o f   th ese  d ata,   wh ich   wer u s ed   u n d er   licen s f o r   th is   s tu d y .   Data   ar av ailab le  at   h ttp s ://s o ilh ea lth . d ac . g o v . in   w ith   th p er m is s io n   o f   th e   co n c er n   team .   Data s et  was  o b tain e d   u p o n   r eq u est  f o r   r esear ch   ex p e r im en ts   f r o m   th e   g o v er n m en t w eb s ite  h ttp s ://s o ilh ea lth . d ac . g o v . in .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2502 - 4 7 5 2         C r o p   p r ed ictio n   u s in g   a n   en h a n ce d   s ta ck ed   e n s emb le  ma ch in lea r n in g   mo d el   ( D.   Ma d h u   S u d h a n   R e d d y )   1849   RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   G u l a t i   a n d   R .   Ju n e j a ,   Tr a n sf o r mi n g   I n d i a n   a g r i c u l t u r e ,   i n   I n d i a n   a g r i c u l t u re  t o w a rd s ,   2 0 2 2 ,   p p .   9 3 7 .   [ 2 ]   D .   C r e v i e r ,   AI :   t h e   t u m u l t u o u h i st o ry   o f   t h e   se a rc h   f o r   a rt i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e .   U n i t e d   S t a t e s:   B a s i c   B o o k s ,   I n c . ,   1 9 9 3 .   [ 3 ]   S .   S h a l e v - S h w a r t z   a n d   S .   B e n - D a v i d ,   U n d e rs t a n d i n g   Ma c h i n e   L e a r n i n g :   Fro m   T h e o r y   t o   A l g o r i t h m s.   C a m b r i d g e   U n i v e r s i t y   P r e ss,  2 0 1 4 .   [ 4 ]   A .   V i j ,   S .   V i j e n d r a ,   A .   J a i n ,   S .   B a j a j ,   A .   B a ssi ,   a n d   A .   S h a r ma,   I o a n d   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e f o r   a u t o ma t i o n   o f   f a r m   i r r i g a t i o n   s y st e m,   Pr o c e d i a   C o m p u t e r S c i e n c e ,   v o l .   1 6 7 ,   p p .   1 2 5 0 1 2 5 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s . 2 0 2 0 . 0 3 . 4 4 0 .   [ 5 ]   L.   El   H o u mm a i d i ,   A .   L a r a b i ,   a n d   K .   A l a m,  U si n g   u n ma n n e d   a e r i a l   s y s t e ms a n d   d e e p   l e a r n i n g   f o r   a g r i c u l t u r e   map p i n g   i n   D u b a i ,   H e l i y o n ,   v o l .   7 ,   n o .   1 0 ,   p .   e 0 8 1 5 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 1 . e 0 8 1 5 4 .   [ 6 ]   L.   B e n o s ,   A .   C .   T a g a r a k i s,   G .   D o l i a s ,   R .   B e r r u t o ,   D .   K a t e r i s,   a n d   D .   B o c h t i s,  M a c h i n e   l e a r n i n g   i n   a g r i c u l t u r e :   a   c o m p r e h e n si v e   u p d a t e d   r e v i e w ,   S e n so r s ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 1 ,   p .   3 7 5 8 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 1 1 1 3 7 5 8 .   [ 7 ]   V .   H a k k i m,  E.   Jo s e p h ,   A .   G o k u l ,   a n d   K .   M u f e e d h a ,   P r e c i si o n   f a r mi n g :   t h e   f u t u r e   o f   I n d i a n   a g r i c u l t u r e ,   J o u rn a l   o f   Ap p l i e d   Bi o l o g y   a n d   Bi o t e c h n o l o g y ,   v o l .   4 ,   n o .   6 ,   p p .   0 6 8 0 7 2 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 7 3 2 4 / j a b b . 2 0 1 6 . 4 0 6 0 9 .   [ 8 ]   N .   H .   K u l k a r n i ,   G .   N .   S r i n i v a sa n ,   B .   M .   S a g a r ,   a n d   N .   K .   C a u v e r y ,   I mp r o v i n g   c r o p   p r o d u c t i v i t y   t h r o u g h   a   c r o p   r e c o m me n d a t i o n   sy st e u si n g   e n s e m b l i n g   t e c h n i q u e ,   i n   Pr o c e e d i n g 2 0 1 8   3 r d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t a t i o n a l   S y st e m a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   f o r   S u st a i n a b l e   S o l u t i o n s,   C S I T S S   2 0 1 8 ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 1 4 1 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C S I TSS . 2 0 1 8 . 8 7 6 8 7 9 0 .   [ 9 ]   A .   A .   M a h u l e ,   H y b r i d   m e t h o d   f o r   i mp r o v i n g   a c c u r a c y   o f   c r o p - t y p e   d e t e c t i o n   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Ad v a n c e d   T re n d s   i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 8 4 2 2 8 8 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 0 5 3 4 / i j a t c se / 2 0 2 0 / 2 0 9 9 2 2 0 2 0 .   [ 1 0 ]   K .   P a l a n i v e l   a n d   C .   S u r i a n a r a y a n a n ,   A n   A p p r o a c h   f o r   p r e d i c t i o n   o f   c r o p   y i e l d   u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   b i g   d a t a   t e c h n i q u e s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   En g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 4 2 1 8 / i j c e t . 1 0 . 3 . 2 0 1 9 . 0 1 3 .   [ 1 1 ]   S .   N o sr a t a b a d i ,   K .   S z e l l ,   B .   B e sz e d e s ,   F .   I mr e ,   S .   A r d a b i l i ,   a n d   A .   M o sa v i ,   C o m p a r a t i v e   a n a l y s i o f   A N N - I C A   a n d   A N N - G W O   f o r   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / R I V F 4 8 6 8 5 . 2 0 2 0 . 9 1 4 0 7 8 6 .   [ 1 2 ]   P .   P a t i l ,   V .   P a n p a t i l ,   a n d   S .   K o k a t e ,   C r o p   p r e d i c t i o n   sy s t e m u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms,   I n t e r n a t i o n a l   Re se a rc h   J o u rn a l   o f   En g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y   ( I RJ E T ) ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   7 4 8 7 5 3 ,   2 0 2 0 .   [ 1 3 ]   N .   U sh a   R a n i   a n d   G .   G o w t h a m i ,   S m a r t   c r o p   s u g g e s t e r ,   i n   A d v a n c e i n   C o m p u t a t i o n a l   a n d   B i o - En g i n e e ri n g :   P ro c e e d i n g   o f   t h e   In t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t a t i o n a l   a n d   B i o   E n g i n e e r i n g ,   2 0 2 0 ,   p p .   4 0 1 4 1 3 .   [ 1 4 ]   S .   A .   Z.   R a h ma n ,   K .   C .   M i t r a ,   a n d   S .   M .   M .   I sl a m,  S o i l   c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   met h o d a n d   c r o p   su g g e st i o n   b a se d   o n   s o i l   seri e s,”   i n   2 0 1 8   2 1 st   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o f   C o m p u t e r   a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   ( I C C I T ) ,   D e c .   2 0 1 8 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C I TEC H N . 2 0 1 8 . 8 6 3 1 9 4 3 .   [ 1 5 ]   D .   M .   S .   R e d d y   a n d   U .   R .   N e e r u g a t t i ,   A   c o mp a r a t i v e   a n a l y s i o f   m a c h i n e   l e a r n i n g   mo d e l f o r   c r o p   r e c o mm e n d a t i o n   i n   I n d i a ,   Re v u e   d I n t e l l i g e n c e   Art i f i c i e l l e ,   v o l .   3 7 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 8 1 1 1 9 0 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 8 2 8 0 / r i a . 3 7 0 4 3 0 .   [ 1 6 ]   A .   P r i y a d h a r sh i n i ,   S .   C h a k r a b o r t y ,   A .   K u m a r ,   a n d   O .   R .   P o o n i w a l a ,   I n t e l l i g e n t   c r o p   r e c o mm e n d a t i o n   s y st e u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   i n   Pr o c e e d i n g s   -   5 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t i n g   M e t h o d o l o g i e s   a n d   C o m m u n i c a t i o n ,   I C C MC   2 0 2 1 ,   2 0 2 1 ,   p p .   8 4 3 8 4 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C M C 5 1 0 1 9 . 2 0 2 1 . 9 4 1 8 3 7 5 .   [ 1 7 ]   N .   D e e p a   a n d   K .   G a n e s a n ,   M u l t i - c l a ss  c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   h y b r i d   s o f t   d e c i s i o n   m o d e l   f o r   a g r i c u l t u r e   c r o p   se l e c t i o n ,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 0 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 2 5 1 0 3 8 ,   A u g .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 2 1 - 0 1 6 - 2 7 4 9 - y.   [ 1 8 ]   A n j a n a ,   A .   K .   K ,   A .   S a n a ,   B .   A .   B h a t ,   S .   K u m a r ,   a n d   N .   B h a t ,   A n   e f f i c i e n t   a l g o r i t h f o r   p r e d i c t i n g   c r o p   u si n g   h i st o r i c a l   d a t a n d   p a t t e r n   m a t c h i n g   t e c h n i q u e ,   G l o b a l   T r a n si t i o n s   Pr o c e e d i n g s ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 9 4 2 9 8 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . g l t p . 2 0 2 1 . 0 8 . 0 6 0 .   [ 1 9 ]   R .   K u m a r ,   M .   P .   S i n g h ,   P .   K u m a r ,   a n d   J .   P .   S i n g h ,   C r o p   s e l e c t i o n   me t h o d   t o   m a x i mi z e   c r o p   y i e l d   r a t e   u si n g   mac h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e ,   i n   2 0 1 5   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S m a r t   T e c h n o l o g i e a n d   M a n a g e m e n t   f o r C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n ,   C o n t ro l s,   En e r g y   a n d   Ma t e r i a l s (I C S T M) ,   M a y   2 0 1 5 ,   p p .   1 3 8 1 4 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S TM . 2 0 1 5 . 7 2 2 5 4 0 3 .   [ 2 0 ]   A .   S u r u l i a n d i ,   G .   M a r i a m mal ,   a n d   S .   P .   R a j a ,   C r o p   p r e d i c t i o n   b a s e d   o n   so i l   a n d   e n v i r o n me n t a l   c h a r a c t e r i st i c u si n g   f e a t u r e   sel e c t i o n   t e c h n i q u e s,   M a t h e m a t i c a l   a n d   C o m p u t e M o d e l l i n g   o f   D y n a m i c a l   S y s t e m s ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 7 1 4 0 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 3 8 7 3 9 5 4 . 2 0 2 1 . 1 8 8 2 5 0 5 .   [ 2 1 ]   R .   R .   M y t h i l i   K . ,   C r o p   R e c o mm e n d a t i o n   f o r   b e t t e r   c r o p   y i e l d   f o r   p r e c i s i o n   a g r i c u l t u r e   u si n g   a n t   c o l o n y   o p t i m i z a t i o n   w i t h   d e e p   l e a r n i n g   m e t h o d ,   An n a l s   o f   t h e   R o m a n i a n   S o c i e t y   f o C e l l   Bi o l o g y ,   v o l .   2 5 ,   p p .   4 7 8 3 4 7 9 4 ,   2 0 2 1 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . a n n a l s o f r sc b . r o / i n d e x . p h p / j o u r n a l / a r t i c l e / v i e w / 3 0 2 4 .   [ 2 2 ]   S .   K .   A p a t ,   J .   M i s h r a ,   K .   S .   R a j u ,   a n d   N .   P a d h y ,   A n   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e - b a s e d   c r o p   r e c o m m e n d a t i o n   s y s t e m   u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   J o u r n a l   o f   S c i e n t i f i c   a n d   I n d u s t r i a l   R e s e a r c h ,   v o l .   8 2 ,   n o .   5 ,   p p .   5 5 8 5 6 7 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 5 6 0 4 2 / j s i r . v 8 2 i 0 5 . 1 0 9 2 .   [ 2 3 ]   Y .   M a h a l e   e t   a l . ,   C r o p   r e c o mm e n d a t i o n   a n d   f o r e c a s t i n g   sy s t e m   f o r   M a h a r a s h t r a   u si n g   mac h i n e   l e a r n i n g   w i t h   LST M :   a   n o v e l   e x p e c t a t i o n - ma x i m i z a t i o n   t e c h n i q u e ,   D i sc o v e S u s t a i n a b i l i t y ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 3 6 2 1 - 0 2 4 - 0 0 2 9 2 - 5.   [ 2 4 ]   E.   E l b a si   e t   a l . ,   C r o p   p r e d i c t i o n   mo d e l   u s i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h m s,”   A p p l i e d   S c i e n c e s   ( S w i t zerl a n d ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 6 ,   p .   9 2 8 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 6 9 2 8 8 .   [ 2 5 ]   P .   R a w a t ,   M .   B a j a j ,   S .   V a t s ,   a n d   V .   S h a r ma ,   A n   a n a l y si s   o f   c r o p   r e c o mm e n d a t i o n   sy s t e m e m p l o y i n g   d i v e r se   mac h i n e   l e a r n i n g   met h o d o l o g i e s ,   P ro c e e d i n g -   I E EE  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D e v i c e   I n t e l l i g e n c e ,   C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,   D I C C T   2 0 2 3 ,   p p .   6 1 9 6 2 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D I C C T 5 6 2 4 4 . 2 0 2 3 . 1 0 1 1 0 0 8 5 .   [ 2 6 ]   P .   S a m u e l ,   B .   S a h i t h i ,   T.   S a h e l i ,   D .   R a ma n i k a ,   a n d   N .   A .   K u m a r ,   C r o p   p r i c e   p r e d i c t i o n   s y st e u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms,   Q u e st   J o u r n a l s   J o u r n a l   o f   S o f t w a re   E n g i n e e r i n g   a n d   S i m u l a t i o n ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 2 0 ,   2 0 2 0 .   [ 2 7 ]   T.   G u p t a ,   S .   M a g g u ,   a n d   B .   K a p o o r ,   C r o p   p r e d i c t i o n   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   I c o n i c   Re s e a rc h   An d   E n g i n e e ri n g   J o u r n a l s ,   v o l .   6 ,   n o .   9 ,   p p .   2 7 9 2 8 4 ,   2 0 2 3 .   [ 2 8 ]   C .   C h a n d a n a   a n d   G .   P a r t h a s a r a t h y ,   Ef f i c i e n t   ma c h i n e   l e a r n i n g   r e g r e ss i o n   a l g o r i t h u s i n g   N a ï v e   B a y e s   c l a ssi f i e r   f o r   c r o p   y i e l p r e d i c t i o n   a n d   o p t i ma l   u t i l i z a t i o n   o f   f e r t i l i z e r ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P e rf o rm a b i l i t y   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 7 5 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 4 0 / i j p e . 2 2 . 0 1 . p 6 . 4 7 5 5 .   [ 2 9 ]   S o i l   h e a l t h   c a r d   s c h e me .   h t t p s: / / s o i l h e a l t h . d a c . g o v . i n   ( a c c e sse d   S e p .   0 8 ,   2 0 2 4 ) .   [ 3 0 ]   B .   H ss i n a ,   A .   M e r b o u h a ,   H .   Ez z i k o u r i ,   a n d   M .   Er r i t a l i ,   A   c o m p a r a t i v e   st u d y   o f   d e c i s i o n   t r e e   I D 3   a n d   C 4 . 5 ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Ad v a n c e d   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 ,   n o .   2 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 4 5 6 9 / s p e c i a l i ss u e . 2 0 1 4 . 0 4 0 2 0 3 .   [ 3 1 ]   F .   R o s e n b l a t t ,   T h e   p e r c e p t r o n :   a   p r o b a b i l i st i c   m o d e l   f o r   i n f o r mat i o n   s t o r a g e   a n d   o r g a n i z a t i o n   i n   t h e   b r a i n ,   Psy c h o l o g i c a l   Re v i e w ,   v o l .   6 5 ,   n o .   6 ,   p p .   1 9 2 7 ,   1 9 5 8 .   [ 3 2 ]   G .   G u o ,   H .   W a n g ,   D .   B e l l ,   Y .   B i ,   a n d   K .   G r e e r ,   K N N   m o d e l - b a se d   a p p r o a c h   i n   c l a ssi f i c a t i o n ,   i n   O n   T h e   M o v e   t o   M e a n i n g f u l   I n t e r n e t   S y s t e m s   2 0 0 3 :   C o o p I S ,   D O A,   a n d   O D BA S E.   O T 2 0 0 3 ,   2 0 0 3 ,   p p .   9 8 6 9 9 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.