I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 ,   p p .   4 7 2 2 ~ 4 7 3 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 6 . p p 4 7 2 2 - 4 7 3 0          4722     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Ea rly  det ection  of  t a r spo disea se i Zea  m a ys   using   hy perspectral  refl ectance and  ma ch ine learning       Cla ud ia   No hem y   M o nto y a - E s t ra da 1 ,   O s ca Ca rdo na - M o ra les 2 ,   O s ca L ó pez - Na ra njo 3   F re d d y   E lis eo   H er na nd ez - J o rg e 4 ,   Yeiso n Alber t o   G a rc és - G ó m ez 3   1 R e s e a r c h   I n st i t u t e   i n   M i c r o b i o l o g y   a n d   A g r o - I n d u s t r i a l   B i o t e c h n o l o g y ,   U n i v e r si d a d   C a t ó l i c a   d e   M a n i z a l e s,  M a n i z a l e s ,   C o l o m b i a   2 U n i v e r s i d a d   A u t ó n o ma  d e   M a n i z a l e s ,   M a n i z a l e s,  C o l o mb i a   3 F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g   a n d   A r c h i t e c t u r e ,   U n i v e r si d a d   C a t ó l i c a   d e   M a n i z a l e s,  M a n i z a l e s,   C o l o m b i a   4 D e p a r t me n t   o f   A g r i c u l t u r a l   P r o d u c t i o n ,   U n i v e r si d a d   d e   C a l d a s ,   M a n i z a l e s ,   C o l o m b i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Au g   2 7 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  1 6 ,   2 0 2 5       En su ri n g   f o o d   se c u rit y   a n d   m e e ti n g   t h e   e c o n o m ic  n e e d o fa rm e rs  a n d   n a ti o n d e p e n d   h e a v i ly   o n   d e tec ti n g   a n d   p re v e n ti n g   c ro p   y ield   l o ss e s.  Early   d e tec ti o n   o tar  sp o c a u se d   b y   P h y ll a c h o ra   ma y d is   is  c ru c ial  to   imp lem e n ti n g   e fficie n m it i g a ti o n   a c ti o n in   th e   e a rli e st  sta g e o in fe sta ti o n .   Cu rre n tl y ,   v is u a m e th o d a re   u se d   fo d e tec ti o n ,   wh ic h   re q u ire  e x ten siv e   train in g   a n d   e x p e rien c e   fro m   th e   o p e ra to r .   Ho we v e r,   re m o te  se n sin g   tec h n iq u e c a n   b e   u se d   to   d e tec tar  sp o t   in fe sta ti o n   th r o u g h   th e   se lec ti o n   o f   wa v e len g th s   p re se n t   i n   t h e   m a i z e   p lan t   sp e c tral  si g n a t u re .   T h i re se a rc h   p ro p o se u si n g   m a c h in e   lea rn i n g   tec h n i q u e s   a n d   l o g isti c   re g re ss io n   t o   d e term in e   th e   first  sta g e   o tar  sp o i n fe sta ti o n .   Th e   re su lt sh o th a th e   lo g isti c   re g re ss io n   m o d e l   is  t h e   m o st  su it a b le  fo r   d e tec ti n g   t h is  f irst  sta g e ,   a n d   t h e   k - n e a re st  n e i g h b o rs   c l a ss ifi c a ti o n   (KN NC)  a n d   ra n d o m   fo re st   c las sifica ti o n   (RF C)  a lg o rit h m g e n e ra te  th e   b e st  c las sifica ti o n   re s u lt s.  T h is   a p p ro a c h   c a n   sig n ifi c a n tl y   re d u c e   c o sts  in   term o ti m e ,   l a b o r,   a n d   su b jec ti v e   a n a l y sis.   K ey w o r d s :   Ma ch in lear n in g   class if icatio n   P h ylla ch o r a   ma y d is   Sp ec tr al  s ig n atu r e   T ar   s p o t   Zea   ma ys   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 :   Yeiso n   Alb er to   Gar s - m e z   Facu lty   o f   E n g in ee r in g   an d   Ar ch itectu r e,   Un iv er s id ad   C ató lica  d Ma n izale s   C r 2 3   No   6 0 - 6 3 ,   Ma n izale s ,   C o lo m b ia   E m ail: y g ar ce s @ u cm . ed u . c o       1.   I NT RO D UCT I O N   T a r   s p o t ,   n a m e d   a f t e r   t h e   d a r k - b r o w n   l e s i o n s   [ 1 ] ,   is   c u r r e n t l y   o n e   o f   t h e   m a i n   f o l i a r   d i s e as es   o f   m a i z i n   s e v e r a L a t i n   A m e r i c a n   co u n tr ies   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   A s   o f   2 0 1 5   i n   t h e   U n it e d   St a t es ,   t h e   f i r s r e p o r t   o f   d i s e as o c c u r r e n c e   w a s   g i v e n   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h e   l o s s   o f   g r a i n   y i e l d   c a u s e d   b y   t h e   t a r   s p o t   c o m p l e x   ( T S C )   c a n   b e   a s   h i g h   a s   5 1 % ,   c o n t i n g e n t   u p o n   t h e   l e v el   o f   v u l n e r a b i l i t y   o f   c o r n   g e n o t y p e s   a n d   t h e   e x i s te n c e   o f   s p ec i f i c   e n v i r o n m e n t al  f a c t o r s   t h a t   p r o m o t t h e   g r o w t h   o f   t h i s   d i s e a s e   [ 6 ] .   I n   t h e   y e a r   2 0 2 1 ,   t h o c c u r r e n c e   o f   t a r   s p o t   l e d   t o   s u b s t a n t i a r e d u c t i o n   i n   g r a i n   p r o d u c t i o n ,   a m o u n t i n g   t o   l o s s   o f   a p p r o x i m a t e l y   5 . 8 8   m i l l i o n   m et r i c   t o n s .     T h i s   d e t r i m e n ta l   e f f e c t   o n   c r o p   y i e l d   h a d   s i g n i f i c a n t   e c o n o m ic   i m p l i c a ti o n s   f o r   t h e   U n i t e d   St a t es ,   r e s u l ti n g   i n   f i n a n c i a l   i m p a ct   o f   a p p r o x i m a t e l y   U S $ 1 . 2 5   b i l li o n .   C o n s eq u e n t l y ,   t h e r e   w a s   a   n o t ic e a b l e   d e c l i n e   i n   g r a i n   o u t p u t ,   a m o u n t i n g   t o   a   d e c r e ase   o f   a p p r o x i m a t e l y   1 . 4 4 % .   T h is   d is e a s e   is   c a u s e d   b y   a n   a s s o ci a t i o n   o f   tw o   f u n g i P h y l l a c h o r a   m a y d is   a n d   Mo n o g r a p h e l l a   m a y d i s ,   a l o n g   w i t h   t h e   h y p e r p a r as i ti c   f u n g u s   C o n i o t h yr i u p h y l l a c h o r a e   [ 7 ] .   A l t h o u g h   th e r e   i s   c u r r e n t l y   li m i te d   c o m p r e h e n s i o n   r e g a r d i n g   t h e   m o d e   o f   i n t e r a c t i o n   o c c u r r i n g   b e t w e e n   v u l n e r a b l m a i z e   g e n o t y p es   a n d   t h e   p a t h o g e n s ,   i is   e v i d e n t   t h a t   th e   c o m b i n e d   e f f e ct  r e s u l t i n g   f r o m   t h e i r   i n t e r a c ti o n   h o l d s   s i g n i f i ca n t   r e le v a n c e .   T h i s   is   p r i m a r i l y   d u e   t o   t h e   c o n s e q u e n t i a l   ec o n o m i i m p a c t   i t   h as   o n   g r a i n   y i e l d   [ 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E a r ly  d etec tio n   o f ta r   s p o d is ea s in   Zea   ma ys u s in g   … ( C l a u d ia   N o h emy   Mo n to ya - E s tr a d a )   4723   T h p r im ar y   in d icatio n s   o f   t h ailm en ar ap p ar en o n   th p lan t' s   leav es,  wh ich   ca n   b ec o m e   with er ed   in   s p an   o f   f ewe r   t h an   eig h d a y s ,   b ec au s o f   th m er g in g   o f   wo u n d s   ca u s ed   b y   v ar io u s   ty p es  o f   f u n g i   an d   attr ib u te d   to   th e   cr ea tio n   o f   a   h a r m f u l   s u b s tan ce   [ 6 ] .   E ac h   o f   th e   f u n g i   ca u s es  s p ec if ic   s y m p to m ato lo g y P h ylla ch o r a   ma yd is   in itiate s   with   s m all,   s h in y ,   b u l g in g ,   o v al  o r   cir cu lar   d ar k   s p o ts   with   a   d iam eter   o f   0 . 5   to   2   m m ,   M o n o g r a p h ella   ma y d is   p r o d u ce s   d ar k   s p o ts   wh ich   a r s u r r o u n d ed   b y   s tr aw - co lo r ed   h alo   th at  is   alr ea d y   n ec r o tic  tis s u e;  th is   f u n g u s   is   t h o n th at   ca u s es  th e   m o s d am ag e,   ca u s in g   th e   b u r n e d   ap p ea r an ce   o f   th e   f o liag e,   it  ca n   ap p ea r   two   to   th r ee   d a y s   af ter   P .   ma yd is   an d   C o n io tr h yriu m   p h ylla ch o r a e I is   h y p e r p a r asit ic  f u n g u s   th at  its   m ec h an is m   is   s till   u n k n o wn   [ 8 ] .   I n iti al  s y m p to m s   h av ad d itio n ally   b e en   d o cu m e n ted   to   m an if est  as  d im in u tiv ch l o r o tic  lesi o n s   o n e - wee k   p o s t - in f ec tio n ,   s u cc ee d ed   b y   cir cu lar   b r o wn   to   b lack   s tr o m ata  ( in d icatio n s )   d is p er s e d   th r o u g h o u th u p p er   an d   l o wer   leaf   ex ter io r s ,   o cc asio n ally   m er g in g   in to   b an d s .   On   o cc asio n ,   s tr o m as  m ay   b en cir cled   b y   n ec r o tic  h al o ,   b esto win g   u p o n   th lesi o n   "f is h ey e"   s em b lan ce   [ 5 ] ,   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   T h d is ea s g en er ally   o cc u r s   in   tr o p ical  an d   s u b tr o p ical  ar ea s ,   in   m o u n tain o u s ,   co o an d   h u m id   ar ea s ,   wh ich   ar lo ca ted   b etwe en   1 3 0 0   to   2 3 0 0   m eter s   ab o v s ea   lev el  an d   h av f av o r ab le  en v ir o n m en tal   co n d itio n s   f o r   th d e v elo p m e n o f   p ath o g en s   s u ch   as  m o n th ly   tem p er atu r es  o f   1 7   to   2 2   °C ,   r elativ h u m i d ity   g r ea ter   th an   7 5 %,  leaf   s p r ay   in   th m o r n i n g   an d   e v en in g   h o u r s ,   h ig h   n itro g e n   f er tili za tio n   an d   lo lu m in o s ity ,   all  th co n d itio n s   m en tio n ed   ab o v h elp   to   f av o r   th p o ten tial  an d   r ap id   d ev elo p m e n t o f   t h p ath o lo g y   [ 1 1 ] .   Plan d is ea s ev alu atio n ,   in clu d in g   th p r o ce s s   o f   b o th   id en tific atio n   an d   q u an tific atio n ,   h as   tr ad itio n ally   b ee n   ca r r ied   o u b y   h ig h ly   s k illed   in d iv id u als,  eith er   in   th f ield   o f   ag r icu ltu r al  cu ltiv atio n   o r   i n   th d o m ain   o f   s cien tific   in v esti g atio n   [ 1 2 ] .   On o f   th p r ed o m in an tech n iq u es  f o r   g au g in g   th s ev er ity   o f   a   d is ea s in v o lv es  th u tili za tio n   o f   l o g ar ith m ic   s ca les  p r esen ted   in   d iag r am m atic  f o r m .   T h ese  s ca les  en tail   d ep ictin g   s eq u en ce   o f   p la n ts   o r   p lan co m p o n en ts   ex h ib itin g   d is ea s s y m p to m s   ac r o s s   s p ec tr u m   o f   in ten s ities .   T h m eth o d o lo g y   is   r o o te d   in   th e   W eb er - Fec h n er   law,   p o s itin g   th at   th p er ce p tu al  ac u ity   o f   d am ag c o r r esp o n d s   p r o p o r tio n ally   to   th e   lo g ar ith m   o f   th e   s tim u lu s ,   u p   to   5 0 s ev er ity   th r esh o ld .   B ey o n d   th is   th r esh o ld ,   th c o r r elatio n   b ec o m es  in v e r s ely   p r o p o r tio n al  to   th e   lo g ar ith m   o f   th e   s tim u lu s ,   d eter m i n ed   b y   th q u an tity   o f   r em ain i n g   h ea lth y   tis s u e   [ 1 3 ] .   No n eth eless ,   th v is u al  ev alu atio n   o f   d is ea s es  i s   v u ln er ab le  to   s u b jectiv ity   an d   p o ten tial  er r o r s   s tem m in g   f r o m   h u m an   r a ter s ,   en co m p ass in g   d is cr ep an cies  in   s k ill   lev els,   v alu p r e f er en ce s ,   th n u m er i ca an d   s ize  asp ec ts   o f   lesi o n s   in   r elatio n   to   th a f f ec ted   ar ea ,   th in tr icac y   o f   s y m p to m s ,   an d   tim in g   co n s id er atio n s   [ 1 4 ] .   Fu r th er m o r e,   th p r o ce s s   is   r eso u r ce - in ten s iv e,   d em a n d in g   b o th   tim an d   f in a n cial  in v estme n f o r   t h tr ain in g   o f   p er s o n n el  an d   th r ef i n em en o f   ac cu r ac y   in   v is u al  ass es s m en ts .   Dig ital  p h en o ty p in g   tech n o lo g ies  p r esen a   p r o s p ec f o r   a u g m en tin g   t h o b jectiv ity   an d   ef f icien cy   o f   d etec tin g   an d   q u an tify in g   p lan t d is ea s es   [ 1 2 ] .   R e c e n t   i n t e n s i v e   r es e a r c h   h a s   u n v e i l e d   n o v e l   s e n s o r - b a s e d   ap p r o a c h e s   f o r   t h e   d e t e c t i o n ,   i d e n t i f i c at i o n ,   a n d   q u a n t i f i c a ti o n   o f   p l a n t   d is e a s es .   T h es e   s e n s o r s   a n a l y z th e   o p t i c a l   c h a r a c t e r is ti c s   o f   p la n t s   a c r o s s   d i v e r s r e g i o n s   o f   t h e   e l e ct r o m a g n e t i s p e c t r u m ,   l e v e r a g i n g   i n f o r m a ti o n   b e y o n d   t h e   v i s i b l e   r a n g e   [ 1 5 ] .   T h e s e   m e t h o d s   f a c i l it a t e   t h e   ea r l y   d e t e c ti o n   o f   a l t e r a ti o n s   i n   p l a n t   p h y s i o l o g y   a t t r i b u t e d   t o   b i o ti c   s t r e s s es ,   a s   d i s e as e s   ca n   i n d u c c h a n g e s   i n   t is s u e   c o l o r ,   l e a f   m o r p h o l o g y ,   t r a n s p i r a t i o n   r a t e ,   ca n o p y   s t r u c t u r e ,   a n d   p l a n d e n s i t y .   M o r e o v e r ,   t h e y   a l l o w   f o r   t h e   as s ess m e n t   o f   v a r i a t i o n s   i n   t h e   i n t e r a c t i o n   b e tw ee n   s o l a r   r a d i at i o n   a n d   p l a n t s   [ 1 6 ] .   Var io u s   p l atf o r m s ,   i n cl u d in g   s m a r t p h o n es ,   r o b o ts ,   ai r p l an es,   u n m an n e d   ai r c r a f t   s y s t em s   ( U ASs ) ,   a n d   s atel lit es,   h a v e   b e e n   u t ili ze d   f o r   d a ta   a c q u is iti o n   i n   t h e   r ea l m   o f   p la n t   d is e ase   d e tec ti o n   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   Am o n g   th es p l at f o r m s ,   UASs   g a r n e r   n o ta b le  att en ti o n   f r o m   r ese a r c h e r s   an d   p r o d u ce r s   d u t o   th e ir   e f f ici e n d a ta  ac q u is iti o n ,   d e p l o y m en f le x i b ilit y ,   a n d   r el ati v e ly   l o we r   c o s t s   c o m p a r e d   to   i m a g i n g   m et h o d s   i n v o l v i n g   r o b o ts ,   air p l a n es ,   a n d   s a tel lit es   [ 9 ] ,   [ 1 2 ] ,   [ 1 6 ] ,   [ 1 9 ] .   C o m p l em en ti n g   th ese   p la tf o r m s ,   d iv e r s e   s en s o r s   a n d   i m a g er s ,   s u c h   as   r ed - g r ee n - b lu e   o r   R G B   [ 2 0 ] ,   m u lt is p ec t r al   [ 1 2 ] ,   h y p er s p e ct r al ,   a n d   t h e r m al   c am e r a s ,   ar em p l o y e d   f o r   d at a   c o l lec ti o n .   M ac h i n e   le ar n in g   a lg o r it h m s   a r e   co m m o n l y   em p l o y e d   t o   a u t o m at ica ll y   i d e n ti f y ,   class if y ,   a n d   q u a n ti f y   p l an d is ea s es   u s i n g   t h e   c o ll ec te d   d a ta   o r   e x t r a cte d   f ea t u r es   [ 1 2 ] ,   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   T h e   p u r p o s e   o f   t h is   s t u d y   is   t o   p r o p o s e   m et h o d o l o g ies   t h at  all o f o r   t h e   e ar ly   d et ec t io n   o f   ta r   s p o d is ea s e   c au s e d   b y   P h yll a c h o r a   m a y d is   in   m aiz e,   t o   g en er at m it ig ati o n   ac t io n s   t h at   p r e v e n t   s i g n if ica n t   l o s s es   i n   cr o p   y i el d .       2.   M AT E R I AL S   AND  M E T H O DS   2 . 1 .   Def ini t io n o f   t he  ex peri m ent a l plo t s   T h ex p er im e n tal  p lo ts   wer im p lem en ted   in   th San tag u ed V illag e,   m u n icip ality   o f   Palest in ( C o lo m b ia) .   T h ch ar ac ter is ti cs  o f   th ar ea   a r e,   av e r ag t em p er atu r o f   2 5 . 8   °C ,   altitu d o f   1 , 0 1 0   m eter s   ab o v e   s ea   lev el,   a n n u al   av er a g p r ec ip itatio n   o f   2 , 2 0 0   m m   a n d   r elativ e   h u m id ity   o f   7 6 %.  h o m o g en e o u s   lo t   o f   ap p r o x im ately   o n e   h ec tar was  u s ed .   Yello m aize   h y b r id   AT L   2 0 0   p lan ts   wer s o wn   at  8 0   cm   b etwe en   r o ws,  with   7   s ee d s   p er   s q u ar m eter .   An   in teg r ated   p est  an d   d is ea s m an ag em en was  ca r r ied   o u to   elim in ate   ex ter n al  f ac to r s   in   th ex p er im en t.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 2 2 - 4 7 3 0   4724   2 . 2 .   Sp ec t ra l sig na t ures c a pt ure   T h FLAM E - T - VI S - NI R   Sp ec tr o m eter   with   r an g o f   3 5 0   to   1 0 0 0   n m   an d   an   o p tical  r eso lu tio n   o f   1 . 5   n m   was  u s ed   to   tak s p e ctr al  s ig n atu r es.  C alib r atio n   was  p er f o r m ed   with   ca lib r atio n   tar g et  o f   9 9 r ef lecta n ce   an d   d a r k   o b j ec o f   m in im u m   r e f lecta n ce ,   to   r ed u ce   n o is in   th r ef lecta n ce   o f   ea ch   m ea s u r em en t.  Su b s eq u e n tly ,   s am p lin g   p lan ts   wer id en tifie d ,   an d   th eir   s p ec tr al  s ig n atu r e   was  tak en   at  4 5 º   an g le,   av o id i n g   s h ad o f o r m atio n ,   th at  is ,   allo win g   d ir ec s u n lig h to   s h in o n   th s u r f ac o f   th leav es.  B etwe en   6   an d   1 0   s p ec tr al  s ig n atu r es we r tak en   f r o m   ea ch   s am p le,   d is tr ib u ted   eq u ally   b e twee n   lo an d   h ig h   leav es,  an d   th en   av er a g ed   f o r   ea ch   ty p o f   s am p le.     2 . 3 .   T a s po t   s ev er it y   ev a lua t io n   T h d iag r am m atic  s ca le  p r o p o s ed   b y   [ 1 3 ]   was  u s ed   f o r   th e   ev alu atio n   o f   d is ea s s ev er ity   o f   th tar   s p o d is ea s e.   B ased   o n   th ar ea   af f ec ted   b y   th p ath o g e n   o n   th leav es,  an d   b y   v is u al  c o m p ar is o n   with   th e   s ca le,   th s ev er ity   clas s   was   d ef in ed   in   th leav es  o f   th p la n ( s ee   Fig u r 1 ) .   T h o b jectiv o f   th is   s tu d y   is   to   d eter m in t h m o m en t   wh e n   th e   cr o p   is   a f f ec ted   b y   th p ath o g en .   I n   t h is   s en s e,   th class if icatio n   r eq u ir em e n ts   f o cu s   o n   estab lis h in g   th ea r lies m o m en o f   co n tag io n   ( class   1 )   to   in itiate  tr ea tm en an d   av o id   lo s s es in   y ield .           Fig u r 1 .   Diag r a m m atic  s ev er i ty   s ca le  f o r   th tar   s tain   co m p l ex   in   m aize   [ 1 3 ]       2 . 4 .   Da t a   a na ly s is   On ce   s p ec tr al  s ig n atu r es  wer co llected ,   th d ata  was  ex tr ac ted   an d   lo a d ed   i n   E x ce ( Mic r o s o f   E x ce f o r   MA C   v 1 6 . 6 3 )   f o r   p r ep r o ce s s in g   o f   th s p ec tr al   s ig n atu r es.  I n itially ,   th ed g es  o f   th s ig n atu r es  wer r em o v e d ,   r esu ltin g   in   s i g n atu r es  b etwe en   4 0 0   to   9 0 0   n m .   Su b s eq u e n tly ,   th s ig n atu r es  wer s m o o th ed   an d   n o r m alize d   to   elim in ate   n o is e,   an d   f in ally ,   th s ig n atu r e s   o f   th e   s am s ev er ity   we r a v er ag ed   to   o b tain   a   s in g le  r ef er e n ce   s ig n atu r p e r   s ev er ity .   T h e n ,   with   class es  0   an d   1 ,   m ac h in lear n in g   m o d e ls   wer ap p lied   to   d ef in th b est  class if icatio n   m o d el  th at  allo ws  f o r   ea r ly   id en tific atio n   o f   th d is ea s b ef o r it  ca n   ca u s e   ir r ep ar ab le  d am a g to   cr o p   y i eld s .   Ad d itio n ally ,   lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el  was  ev alu ated   f o r   class if icatio n ,   co n s id er in g   t h at  d ich o to m o u s   ca teg o r ical  v ar iab le  is   to   b e   class if ied .     2 . 5 .   M a chine le a rning   cla s s i f ica t io n a lg o rit hm s   T o   d eter m in e   th b est  m ac h in lear n in g   class if icatio n   m o d el  th at  r esp o n d e d   to   t h r esear ch   o b jectiv e,   eig h class if icatio n   alg o r ith m s   wer e   ex ec u te d b o o s tin g   class if icatio n   ( B C ) ,   d ec is io n   tr ee   class if icatio n   ( DT C ) ,   k - n ea r e s n eig h b o r s   class if icatio n   ( K NNC),   lin ea r   d is cr im in an cl ass if icatio n   ( L DC ) ,   n eu r al  n etwo r k   class if icatio n   ( NNC ) ,   r a n d o m   f o r est  class if icatio n   ( R FC ) ,   an d   s u p p o r v ec to r   m ac h in e   cl ass if icatio n   ( SVMC)   [ 2 1 ] [ 2 3 ] .   Ad d itio n ally ,   th e   lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el   was  an aly z ed ,   co n s id er in g   th e   n ee d   to   class if y   two   p o s s ib ilit ies  o f   th e   p lan t' s   s tate  ( class   0   an d   class   1 ) .   T h e   R   ( R   4 . 2 . 2   GUI   1 . 7 9   B ig   Su r   AR b u ild   ( 8 1 6 0 )   an d   R Stu d io   v 2 0 2 3 . 0 3 . 0 +3 8 6   ( 2 0 2 3 . 0 3 . 0 +3 8 6 ) )   [ 2 4 ]   a n d   J ASP  ( v 0 . 1 7 . 1   Ap p le  Sil ico n )   [ 2 5 ]   s o f twar was  u s ed   to   e x e cu te  th m o d els.  T h h y p er p a r am eter s   f o r   th e   m ac h in e   lear n in g   m o d els  in   th C l a s s 0 S e v e r i t y 0 % C l a s s 1 S e v e r i t y 1 - 6 % C l a s s 2 S e v e r i t y 7 - 2 2 % C l a s s 3 S e v e r i t y 2 3 - 5 5 % C l a s s 4 S e v e r i t y 5 6 - 8 4 % C l a s s 5 S e v e r i t y 8 5 - 9 5 % C l a s s 6 S e v e r i t y 9 6 - 1 0 0 % Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E a r ly  d etec tio n   o f ta r   s p o d is ea s in   Zea   ma ys u s in g   … ( C l a u d ia   N o h emy   Mo n to ya - E s tr a d a )   4725   J ASP  s o f twar wer au to m at ically   ad ju s ted   b y   th s o f twar in   its   p r o g r am m i n g .   Ass u m p tio n s   a n d   d ata   in teg r ity   wer ch ec k ed   in   R   s o f twar u s in g   An d e r s o n   Dar lin g   test s .     2 . 6 .   M o del per f o rma nce   Prin cip al  co m p o n en an aly s is   ( PC A )   was  p er f o r m ed   o n   th co m p lete  s p ec tr al  s ig n atu r e   o b tain ed   f r o m   ea ch   p lan to   d eter m i n e   th m o s s u itab le  wav elen g t h s   f o r   tr ain in g   th m ac h in l ea r n in g   alg o r ith m s .     T h f ilter ed   d ata b ase  co n tain in g   th PC wav elen g t h s   was r an d o m l y   d iv id ed   in to   8 0 tr ain in g   d ata  a n d   2 0 %   test   d ata.   Sev er al  p er f o r m a n c cr iter ia  wer s elec ted ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e ,   an d   ar ea   u n d e r   cu r v ( AUC).   Fu r th er m o r e,   t h m o d el' s   p er f o r m an ce   was  ev alu ated   u s in g   r ec eiv er   o p e r atin g   ch ar ac ter is tics   ( R OC )   cu r v es  as  cr iter io n .   R OC   cu r v es  d ep ict  th r elatio n s h ip   b etwe en   th tr u p o s itiv r ate  ( T PR )   an d   th f alse   p o s itiv r ate  ( FP R ) ,   wh ich   r ef lects  th s en s itiv ity   an d   s p ec if icity .   As  s en s itiv ity   in cr ea s es,  s p ec if icity   d ec r ea s es  an d   v ice   v er s a.   A   c u r v e   clo s er   to   th e   u p p er   lef c o r n er   o f   th e   g r a p h   in d icate s   h i g h er   ac cu r ac y   o f   t h e   alg o r ith m .   C o n v er s ely ,   cu r v clo s er   to   th d iag o n al  ( 4 5 °)  i n d icate s   p er f o r m an ce   ac c u r a cy   th at  is   n o   b etter   th an   g u ess in g .   Fo r   t h lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el,   u s in g   th s am wav elen g th s   d eter m i n ed   with   PC A,   th b est   m o d el  is   ca lcu lated   u s in g   t h b ac k war d   elim in atio n   m eth o d .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h e   r e s u l ts   a l l o w   u s   t o   d e t e r m in e   t h a t   t h e   b e s t   a l g o r i t h m   f o r   d e t e c t i n g   t h e   s e c o n d   l e v e l   o f   i n f e s t at i o n   i s   K N NC   f o l l o we d   b y   S V MC   in   t e r m s   o f   a c c u r a c y ,   p r e ci s i o n ,   a n d   r e c a l l .   I n   t e r m s   o f   A UC   t h e   b es t   r es u l t   is   o b t a i n e d   w i t h   R FC ,   w h i l e   t h e   b e s t   F 1   is   o b t a i n e d   w i t h   t h e   KN N C   al g o r i t h m   ( T a b l e   1 ) .   T h e   r e s u l ts   i n   T a b l e   1   c a n   b e   c o r r o b o r a t e d   w i t h   t h e   R OC   c u r v e s   i n   F i g u r e   2 .   I n   F i g u r e   2 ( f )   t h e   b e s t   p e r f o r m i n g   c u r v e s   a r e   R F C ,   a n d   F i g u r e   2 ( c )   K N N C   a s   t h e y   a r e   t h e   c l o s e s t   t o   t h e   u p p e r   l e f t   p a r t   o f   t h e   p l o t .   T h e   w e a k e s t   p e r f o r m a n c e   a s   a   f u n c t i o n   o f   R O C   c u r v e s   a n d   A U C   w a s   f o r   t h e   N N C ,   S V M C ,   a n d   D T C   a l g o r i t h m s   ( s e e   F i g u r e s   2 ( e ) ,   2 ( g ) ,   a n d   2 ( b )   r e s p e c t i v el y ) I n   F i g u r e s   2 ( a )   an d   2 ( d )   a r e   t h e   c a s e   o f   B C   a n d   L D C   al g o r i t h m s ,   t h e   r e s p o n s e   is   i n t e r m e d ia t e .       T ab le  1 .   Mo d el  p er f o r m a n ce   o f   th s ev en   class if ier s   M o d e l   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   AUC   F1   BC   0 . 6 8 0   0 . 6 2 7   0 . 6 8 0   0 . 8 0 2   0 . 5 8 3   D TC   0 . 7 6 0   0 . 7 5 1   0 . 7 6 0   0 . 6 7 5   0 . 7 4 2   K N N C   0 . 7 8 0   0 . 7 7 3   0 . 7 8 0   0 . 8 1 2   0 . 7 6 7   LD C   0 . 7 6 0   0 . 7 5 1   0 . 7 6 0   0 . 8 0 5   0 . 7 4 2   NNC   0 . 7 2 0   0 . 7 0 2   0 . 7 2 0   0 . 5 9 5   0 . 6 8 8   R F C   0 . 7 4 0   0 . 7 3 5   0 . 7 4 0   0 . 8 1 4   0 . 7 0 4   S V M C   0 . 7 6 0   0 . 7 5 8   0 . 7 9 0   0 . 6 5 8   0 . 7 7 3       Fo r   th lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el,   b ased   o n   th b ac k war d   m o d el,   s ix   wav elen g th s   wer estab lis h ed   as th id ea l o n es ( s ee   th f ir s co lu m n   o f   T ab le  2 ) .   W ith   th ese  ch ar ac ter is tics   f o r   th lo g is ti r eg r ess io n   m o d el,   th co n f u s io n   m atr ix   s h o ws  t h r esu lts   s u m m ar ize d   in   T ab le  3 .   T ab le  3   p r esen ts   th r esu lts   in   th e   f o r m   o f   a   co n f u s io n   m atr i x   with   an   ac cu r ac y   o f   8 3 . 4 6 %,  th is   m etr ic  r ef er s   to   th d is p er s io n   o f   th s et  o f   v alu es o b tain ed   f r o m   r ep ea ted   m ea s u r em e n ts   o f   m ag n itu d e.   T h r ec all   o r   s en s itiv ity   an d   s p ec if icity   a r two   v al u es  th at   in d icate   th ca p ac ity   o f   o u r   es tim ato r   to   d is cr im in ate  th p o s itiv ca s es  f r o m   th n eg ativ o n es,  in   th ca s o f   th lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el   th v alu es  o b tain ed   ar e   9 1 . 3 9 an d   6 1 . 7 6 r esp ec tiv ely .   T h p er f o r m a n ce   m etr ics  o f   t h lo g is tic  r eg r es s io n   m o d el  ar e   p r esen te d   in   T ab le  4 ,   wh ile  t h esti m ates  p lo ts   ar s h o wn   i n   Fig u r 3   with   9 5 co n f id e n ce   in ter v al.   Fig u r 4   illu s tr ates  th p er f o r m an ce   o f   th l o g is tic  r eg r ess io n   m o d el  f r o m   th e   R OC   cu r v with   s atis f ac to r y   r esu lts   f o r   th class if icatio n   o f   th e   f ir s t two   p est in f es tatio n   s tag es.       T ab le  2 .   L o g is tic  r eg r ess io n   m o d el  s u m m ar y   P a r a me t e r   Est i m a t e   S t a n d a r d   e r r o r   z   W a l d   t e st   W a l d   s t a t i st i c   df   p   ( I n t e r c e p t )   2 0 . 2 7 1   5 . 7 3 6   3 . 5 3 4   1 2 . 4 9 0   1   <   . 0 0 1 * * *   6 2 5 . 1 2   5 4 . 5 9 5   1 4 . 5 4 7   3 . 7 5 3   1 4 . 0 8 4   1   <   . 0 0 1 * * *   6 9 8 . 8 1 9   9 5 . 2 1 8   3 6 . 0 3 7   2 . 6 4 2   6 . 9 8 1   1   0 . 0 0 8 * *   7 0 3 . 0 8 3   - 1 5 6 . 0 3 4   3 7 . 5 6 9   - 4 . 1 5 3   1 7 . 2 5 0   1   <   . 0 0 1 * * *   7 2 2 . 7 4 9   5 3 . 6 3 7   9 . 1 8 7   5 . 8 3 8   3 4 . 0 8 5   1   <   . 0 0 1 * * *   7 6 2 . 4 9 6   - 2 1 . 4 8 6   3 . 7 8 9   - 5 . 6 7 0   3 2 . 1 5 2   1   <   . 0 0 1 * * *   8 8 9 . 6 8   - 1 6 . 5 1 8   6 . 4 0 4   - 2 . 5 7 9   6 . 6 5 2   1   0 . 0 1 0 * *   ( I n t e r c e p t )   2 0 . 2 7 1   5 . 7 3 6   3 . 5 3 4   1 2 . 4 9 0   1   <   . 0 0 1 * * *   N o t e .   S EV E R I TY   l e v e l   '3 %'  c o d e d   a c l a ss   1 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 2 2 - 4 7 3 0   4726   T ab le  3 .   C o n f u s io n   m atr ix   f o r   th lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el   O b serv e d   P r e d i c t e d   C o r r e c t   C l a s 0   C l a s 1   C l a s 0   42   26   6 1 . 7 6 5   C l a s 1   16   1 7 0   9 1 . 3 9 8   O v e r a l l   c o r r e c t       8 3 . 4 6 5   N o t e .   T h e   c u t - o f f   v a l u e   i s s e t   t o   0 . 5       T ab le  4 .   L o g is tic  r eg r ess io n   m o d el  s u m m ar y   P e r f o r ma n c e   me t r i c   V a l u e   A c c u r a c y   0 . 8 3 5   AUC   0 . 9 0 2   S e n s i t i v i t y   0 . 9 1 4   S p e c i f i c i t y   0 . 6 1 8   P r e c i s i o n   0 . 8 6 7   F - mea su r e   0 . 8 9 0   B r i e r   s c o r e   0 . 1 1 3   H - mea su r e   0 . 5 1 5         ( a)     ( b )     ( c)     ( d )     ( e)     (f)     ( g )     Fig u r 2 .   R OC   cu r v es p lo ts   f o r   th s ev en   class if ier s :   ( a)   B C ,   ( b )   DT C ,   ( c)   KNNC,  ( d )   L DC ,   ( e)   NNC,    ( f )   R FC ,   an d   ( g )   SVMC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E a r ly  d etec tio n   o f ta r   s p o d is ea s in   Zea   ma ys u s in g   … ( C l a u d ia   N o h emy   Mo n to ya - E s tr a d a )   4727       Fig u r 3 .   C o n d itio n al  esti m ates p lo ts   with   9 5 % c o n f id e n ce   in ter v al  f o r   th lo g is tic  r eg r ess io n           Fig u r 4 .   Per f o r m an c o f   t h l o g is tic  r eg r ess io n   m o d el       I n   th liter atu r e   r ev iew  c o n d u cted   f o r   th is   r esear ch ,   it  h a s   b ee n   o b s er v ed   th at  t h d et ec tio n   an d   ch ar ac ter izatio n   o f   ta r   s p o t   in f ec tio n   lev els  ar e   s till   ca r r ied   o u u s in g   v is u al  tech n iq u es  [ 1 3 ] ,   wh ich   r eq u ir e   h ig h ly   tr ai n ed   p er s o n n el   an d   tim e - co n s u m in g   f ield wo r k   f o r   s am p lin g .   T h e   v is u al  d etec tio n   m o d el   f o r   tar   s p o t   p r o p o s es  7   lev els  r a n g in g   f r o m   "c lass   0 with   n o   p r ese n ce   o f   th e   d is ea s to   "c lass   6 in d icatin g   to tal  v eg etativ lo s s   o f   th p lan [ 1 3 ] .   Ho wev e r ,   late  d etec tio n   o f   in f estatio n   ca n   lea d   to   s ig n if ican ec o n o m ic   lo s s es  in   th cr o p ,   as  th d is ea s p r o g r ess es  r ap id ly   af t er   "c lass   2 in f estatio n ,   m a k in g   co n tr o m o r ch allen g in g .   I s h o u ld   also   b n o ted   t h at  v is u al  d etec tio n   is   s am p lin g   p r o ce s s ,   an d   i n   lar g c r o p   a r ea s ,   in co r r ec d etec tio n s   ca n   o cc u r   as  it  is   im p o s s ib le  to   v is u alize   th en tire   p la n p o p u latio n .   I n   th is   r eg ar d ,   th e   d etec tio n   o f   th i n itial "c lass   1 s tag o f   in f estatio n   is   o f   u tm o s t im p o r tan ce   f o r   th cr o p   m an ag em en t p r o ce s s ,   b u t,  d etec tin g   th f i r s s tag es   o f   tar   s p o in f estatio n   b y   P h ylla ch o r a   ma yd is   v is u ally   c an   b s u b jectiv e   p r o ce s s   f o r   an   u n tr ai n ed   o r   in ex p er ien ce d   e y [ 1 2 ] .   T h er ef o r e,   p r o p o s in g   r em o te  s en s in g - b ased   s o lu tio n s   th at  allo f o r   ea r ly   an d   ea s y   d etec t io n   o f   i n f estatio n   is   cr u cial  f o r   th p r o f itab ilit y   o f   m aize   cu ltiv atio n .   T h ML  m eth o d s   p r o p o s ed   in   th is   s tu d y   allo f o r   th class if icatio n   o f   th f ir s two   lev els     ( class   0   an d   class   1 )   with   an   a cc u r ac y   b etwe en   6 8 an d   7 8 %,  with   KNNC  an d   R FC   m o d els  s h o win g   th b est  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 2 2 - 4 7 3 0   4728   AUC.  T h lo g is tic  r eg r ess io n   m eth o d   b ased   o n   s p ec tr al  s ig n atu r es  allo ws  f o r   th class if icatio n   o f   th f ir s lev el  o f   in f estatio n   ( class   1 )   with   T PR   ( s en s itiv ity )   o f   9 1 . 4 an d   an   o v e r all  ac cu r ac y   o f   8 3 . 5 %,  m ak in g   it   th b est  m o d el   f o r   p r e d ictio n s   in   th is   ex p e r im en t.  T h ese  r es u lts   en ab le  ef f ec tiv e   in f estatio n   co n tr o ac tio n s   to   b tak en   at  tim w h en   class if icatio n s   th at  co u ld   n o t b e f f ic ien tly   d etec ted   v is u ally   ( class   1 )   ar id e n tifie d .   T h p r esen s tu d y   s u cc ess f u lly   estab lis h es  p r o ce s s in g   p ip elin f o r   h y p er s p ec tr al  r ef lecta n ce   s ig n atu r es  to   ac cu r ately   d etec tar   s p o d is ea s in   f ield   tr ials .   T h ad v an ta g es  an d   th n e ed   f o r   a   f ir s t - lev el   in f estatio n   d eter m i n atio n   m o d el  wer d is cu s s ed   u s in g   t wo   m ac h in e   lear n in g   m o d el s   an d   o n l o g is tic  r eg r ess io n   m o d el,   co m p ar in g   th eir   p er f o r m a n ce   m etr ics.  T h lo g is tic  r eg r ess io n   m o d e s h o wed   th b est   p er f o r m an ce   f o r   d etec tin g   th f ir s lev el  o f   in f estatio n   "c lass   1 wh ile  h av in g   lo wer   co m p u tatio n al  co s co m p ar ed   to   th m ac h i n lear n in g   m o d els.  T h p er f o r m an ce   m etr ics  o f   th th r ee   p r o p o s ed   m o d els  wer ca lcu lated   f o llo win g   th e   r ec o m m en d atio n s   o f   [ 2 1 ] .   I m p r o v em en ts   an d   ad v a n ce m en ts   in   in f estatio n   d etec tio n   ca n   b ac h iev ed   u s in g   air b o r n m u ltis p ec tr al  s en s o r s .   Fin a lly ,   it  is   im p o r tan t o   h ig h lig h th at  th p r o p o s ed   m eth o d   is   o b jectiv a n d   elim in ates  th s u b jectiv ity   o f   th ev alu ato r   an d   th n ee d   f o r   e x ten s iv p r io r   f ield   ex p er ien ce .   C o n s id er in g   th e   ar g u m en ts   p r esen ted ,   we  c o n clu d th at   tar   s p o d etec tio n   u s in g   m u ltis p ec tr al  m eth o d s   s u p p o r ted   b y   n u m er i ca l c alcu latio n s   is   p o ten tial t o o l f o r   d eter m in in g   th f i r s t le v el  o f   in f estatio n   in   f ield   co n d itio n s .   I h as  b ee n   d em o n s tr ated   t h at  th is   tech n o lo g y   ca n   r ep lace   th e   lab o r i o u s   wo r k   o f   v is u al   s co r in g   b y   p r o v id in g   r eliab le  p ar am eter s   ef f icien tly .   T h p r esen ted   ap p r o ac h   ca n   b tr an s f er r ed   to   a g r icu ltu r al   p r ac tice  f o r   d ec is io n - m ak i n g   i n   in teg r ated   p est m an ag em e n t.       4.   CO NCLU SI O N   Dete ctin g   th f ir s s tag o f   ta r   s p o in f estatio n   b y   P h ylla ch o r a   ma yd is   v is u ally   ca n   b s u b jectiv p r o ce s s   f o r   a n   u n tr ain ed   o r   i n ex p er ien ce d   ey e .   T h e r ef o r e ,   p r o p o s in g   r e m o te  s en s in g - b ased   s o lu tio n s   th at  allo f o r   ea r ly   an d   ea s y   d etec tio n   o f   in f estatio n   is   cr u cial  f o r   th p r o f itab ilit y   o f   m aize   cu ltiv atio n .     T h m ac h in lear n in g   m eth o d s   p r o p o s ed   in   th is   s tu d y   all o f o r   th class if icatio n   o f   t h f ir s two   lev els    ( class   0   an d   class   1 )   with   an   a cc u r ac y   b etwe en   6 8 an d   7 8 %,  with   KNNC  an d   R FC   m o d els  s h o win g   th b est  AUC.  T h lo g is tic  r eg r ess io n   m eth o d   b ased   o n   s p ec tr al  s ig n atu r es  allo ws  f o r   th class if icatio n   o f   th f ir s lev el  o f   in f estatio n   ( class   1 )   with   T PR   ( s en s itiv ity )   o f   9 1 . 4 an d   an   o v e r all  ac cu r ac y   o f   8 3 . 5 %,  m ak in g   it   th b est  m o d el   f o r   p r e d ictio n s   in   th is   ex p e r im en t.  T h ese  r es u lts   en ab le  ef f ec tiv e   in f estatio n   co n tr o ac tio n s   to   b tak en   at  tim wh en   class if icatio n s   th at  co u ld   n o b ef f i cien tly   d etec ted   v is u ally   ( class   1 )   ar id en tifie d .   Fu tu r wo r k   wo u ld   allo th o p tim izatio n   o f   class if icatio n   alg o r ith m s   b ased   o n   cr o s s - v al id atio n   m o d els  an d   th u s o f   h i g h - r eso lu tio n   im a g er y   as r em o te  s en s in g   to o ls   t o   im p r o v in f estatio n   class if icatio n   p r o ce s s es.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   C lau d ia  No h em y   Mo n to y a - E s tr ad a                               Oscar   C ar d o n a - Mo r ales                               Oscar   L ó p ez - Nar an jo                               Fre d d y   E lis eo   Her n an d ez - J o r g e                               Yeiso n   Alb er to   Gar s - m ez                                 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         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E a r ly  d etec tio n   o f ta r   s p o d is ea s in   Zea   ma ys u s in g   … ( C l a u d ia   N o h emy   Mo n to ya - E s tr a d a )   4729   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  th at  s u p p o r th f i n d i n g s   o f   th is   s tu d y   ar a v ailab le   f r o m   th c o r r esp o n d in g   au th o r ,   [ YAG] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.        RE F E R E NC E S   [ 1 ]   L.   S e l f o r s,  P .   W e r t s,  a n d   T.   G r e e n ,   D e t e c t i n g   a n d   m a n a g i n g   n e w   f o l i a r   c o r n   d i s e a se i n   t h e   U . S . ,   C r o p S o i l s ,   v o l .   5 1 ,   n o .   4 ,   p p .   3 2 5 9 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 1 3 4 / c s 2 0 1 8 . 5 1 . 0 4 0 6 .   [ 2 ]   G .   M a h u k u   e t   a l . ,   C o mb i n e d   l i n k a g e   a n d   a sso c i a t i o n   ma p p i n g   i d e n t i f i e a   m a j o r   Q TL   ( q R t sc 8 - 1 ) ,   c o n f e r r i n g   t a r   s p o t   c o m p l e x   r e si st a n c e   i n   m a i z e ,   T h e o re t i c a l   a n d   A p p l i e d   G e n e t i c s ,   v o l .   1 2 9 ,   n o .   6 ,   p p .   1 2 1 7 1 2 2 9 ,   M a r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 1 2 2 - 016 - 2 6 9 8 - y.   [ 3 ]   C .   R .   D .   S i l v a   e t   a l . ,   R e c o v e r y   p l a n   f o r   t a r   s p o t   o f   c o r n ,   c a u s e d   b y   p h y l l a c h o ra   m a y d i s ,   Pl a n t   H e a l t h   Pr o g r e s s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   5 9 6 6 1 6 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 4 / P H P - 04 - 21 - 0 0 7 4 - R P .   [ 4 ]   N .   M .   K l e c z e w sk i   a n d   N .   D .   B o w m a n ,   A n   o b s e r v a t i o n   o f   c o r n   t a r   s p o t   d i s p e r s a l   f r o a g r i c u l t u r a l   f i e l d t o   a n   i so l a t e d   u r b a n   p l o t ,   Pl a n t   H e a l t h   Pr o g ress ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   6 9 7 1 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 4 / P H P - 10 - 20 - 0 0 8 2 - B R .   [ 5 ]   N .   M .   K l e c z e w sk i   e t   a l . ,   D o c u me n t i n g   t h e   e s t a b l i sh me n t ,   sp r e a d ,   a n d   se v e r i t y   o f   p h y l l a c h o r a   ma y d i o n   c o r n ,   i n   t h e   U n i t e d   S t a t e s,”   J o u rn a l   o f   I n t e g r a t e d   P e st   M a n a g e m e n t ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   Ja n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 3 / j i p m / p m a a 0 1 2 .   [ 6 ]   J.  H o c k ,   J.   K r a n z ,   a n d   B .   L.   R e n f r o ,   S t u d i e s   o n   t h e   e p i d e mi o l o g y   o f   t h e   t a r   s p o t   d i sea s e   c o m p l e x   o f   ma i z e   i n   M e x i c o ,   Pl a n t   Pa t h o l o g y ,   v o l .   4 4 ,   n o .   3 ,   p p .   4 9 0 5 0 2 ,   1 9 9 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 1 / j . 1 3 6 5 - 3 0 5 9 . 1 9 9 5 . t b 0 1 6 7 1 . x .   [ 7 ]   J.  V - T o r r e e t   a l . ,   Ta r   sp o t :   a n   u n d e r st u d i e d   d i s e a se   t h r e a t e n i n g   c o r n   p r o d u c t i o n   i n   t h e   A mer i c a s,”   P l a n t   D i sea s e ,   v o l .   1 0 4 ,     n o .   1 0 ,   p p .   2 5 4 1 2 5 5 0 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 4 / P D I S - 02 - 20 - 0 4 4 9 - F E.   [ 8 ]   K .   A .   M o t t a l e b ,   A .   Lo l a d z e ,   K .   S o n d e r ,   G .   K r u s e ma n ,   a n d   F .   S .   V i c e n t e ,   Th r e a t o f   t a r   s p o t   c o m p l e x   d i se a s e   o f   mai z e   i n   t h e   U n i t e d   S t a t e o f   A mer i c a   a n d   i t s   g l o b a l   c o n se q u e n c e s ,   M i t i g a t i o n   a n d   A d a p t a t i o n   S t r a t e g i e s   f o G l o b a l   C h a n g e ,   v o l .   2 4 ,   n o .   2 ,   p p .   2 8 1 3 0 0 ,   F e b .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 0 2 7 - 0 1 8 - 9 8 1 2 - 1.   [ 9 ]   S .   O h   e t   a l . ,   Est i m a t i o n   o f   v i s u a l   r a t i n g   o f   TA R   sp o t   d i s e a s e   o f   c o r n   u s i n g   u n m a n n e d   a e r i a l   sy s t e m ( U A S )   d a t a   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s ,   i n   I G AR S S   2 0 2 0   -   2 0 2 0   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   G e o s c i e n c e   a n d   Re m o t e   S e n s i n g   S y m p o s i u m ,   W a i k o l o a ,   U S A :   I EEE,   2 0 2 0 ,   p p .   4 8 8 2 4 8 8 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I G A R S S 3 9 0 8 4 . 2 0 2 0 . 9 3 2 4 3 3 1 .   [ 1 0 ]   N .   M .   K l e c z e w s k i ,   J.   D o n n e l l y ,   a n d   R .   H i g g i n s,   P h y l l a c h o ra   m a y d i s ,   c a u s a l   a g e n t   o f   t a r   sp o t   o n   c o r n ,   c a n   o v e r w i n t e r   i n   n o r t h e r n   i l l i n o i s,   P l a n t   H e a l t h   Pr o g r e ss ,   v o l .   2 0 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 8 1 7 8 ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 4 / P H P - 04 - 19 - 0 0 3 0 - B R .   [ 1 1 ]   E.   N .   R .   H e r r e r a ,   Y .   M .   O .   F u e n t e s,   E .   C .   C h á v e z ,   J.   L .   F l o r e s,   M .   C .   S i l l e r ,   a n d   R .   R .   G u e r r a ,   F u n g i   a sso c i a t e d   w i t h   t h e   t a r   s p o t   i n   ma i z e   c u l t i v a t i o n   i n   M e x i c o ,   R e v i s t a   Me x i c a n a   d e   C i e n c i a s   A g c o l a s ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p p .   4 5 7 4 6 2 ,   A u g .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 2 9 3 1 2 / r e me x c a . v 8 i 2 . 6 5 .   [ 1 2 ]   C .   Zh a n g   e t   a l . ,   M o n i t o r i n g   t a r   sp o t   d i se a se   i n   c o r n   a t   d i f f e r e n t   c a n o p y   a n d   t e m p o r a l   l e v e l s   u si n g   a e r i a l   m u l t i sp e c t r a l   i ma g i n g   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   F ro n t i e rs   i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 3 ,   J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 2 2 . 1 0 7 7 4 0 3 .   [ 1 3 ]   L.   H .   R a m o s   a n d   J .   S .   S .   I sl a s ,   D i a g r a mm a t i c   sc a l e   se v e r i t y   f o r   t a r   sp o t   c o mp l e x   i n   ma i z e ,   R e v i st a   Me x i c a n a   d e   F i t o p a t o l o g í a v o l .   3 3 ,   n o .   1 ,   p p .   9 5 1 0 3 ,   2 0 2 5 .   [ 1 4 ]   C .   H .   B o c k ,   G .   H .   P o o l e ,   P .   E .   P a r k e r ,   a n d   T .   R .   G o t t w a l d ,   P l a n t   d i sea se  s e v e r i t y   e s t i mat e d   v i su a l l y ,   b y   d i g i t a l   p h o t o g r a p h y   a n d   i ma g e   a n a l y si s ,   a n d   b y   h y p e r sp e c t r a l   i ma g i n g ,   C r i t i c a l   R e v i e w i n   P l a n t   S c i e n c e s ,   v o l .   2 9 ,   n o .   2 ,   p p .   5 9 1 0 7 ,   M a r .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 7 3 5 2 6 8 1 0 0 3 6 1 7 2 8 5 .   [ 1 5 ]   C .   A .   R - G a r c í a ,   L.   J.   M - M a r t í n e z ,   a n d   J.   H .   B - R i o b o ,   Es t i m a t i n g   c h l o r o p h y l l   a n d   n i t r o g e n   c o n t e n t i n   m a i z e   l e a v e ( Z e a   may L. )   w i t h   s p e c t r o sc o p i c   a n a l y si s ,   R e v i st a   C o l o m b i a n a   d e   C i e n c i a H o rt í c o l a s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   Jan .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 7 5 8 4 / r c c h . 2 0 2 2 v 1 6 i 1 . 1 3 3 9 8 .   [ 1 6 ]   A. - K .   M a h l e i n ,   P l a n t   d i se a se  d e t e c t i o n   b y   i ma g i n g   s e n s o r   p a r a l l e l s   a n d   s p e c i f i c   d e m a n d f o r   p r e c i si o n   a g r i c u l t u r e   a n d   p l a n t   p h e n o t y p i n g ,   Pl a n t   D i se a s e ,   v o l .   1 0 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 4 1 2 5 1 ,   F e b .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 4 / P D I S - 03 - 15 - 0 3 4 0 - F E .   [ 1 7 ]   A .   Jo h a n n e e t   a l . ,   A u t o ma t i c   p l a n t   d i se a se  d i a g n o si u si n g   mo b i l e   c a p t u r e   d e v i c e s,  a p p l i e d   o n   a   w h e a t   u s e   c a se ,   C o m p u t e rs   a n d   El e c t r o n i c s i n   Ag r i c u l t u re ,   v o l .   1 3 8 ,   p p .   2 0 0 2 0 9 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp a g . 2 0 1 7 . 0 4 . 0 1 3 .   [ 1 8 ]   A .   L o l a d z e ,   F .   A .   R o d r i g u e s ,   F .   T o l e d o ,   F .   S .   V i c e n t e ,   B .   G é r a r d ,   a n d   M .   P .   B o d d u p a l l i ,   A p p l i c a t i o n   o f   r e mo t e   se n s i n g   f o r   p h e n o t y p i n g   t a r   sp o t   c o mp l e x   r e si st a n c e   i n   m a i z e ,   Fro n t i e rs   i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 0 ,   p p .   1 - 1 0 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 1 9 . 0 0 5 5 2 .   [ 1 9 ]   S .   O h   e t   a l . ,   T a r   s p o t   d i se a se   q u a n t i f i c a t i o n   u s i n g   u n ma n n e d   a i r c r a f t   sy st e ms   ( U A S )   d a t a ,   Re m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 3 ,     Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / r s1 3 1 3 2 5 6 7 .   [ 2 0 ]   D. - Y .   Le e   e t   a l . ,   C o n t o u r - b a se d   d e t e c t i o n   a n d   q u a n t i f i c a t i o n   o f   t a r   s p o t   s t r o m a t a   u s i n g   r e d - g r e e n - b l u e   ( R G B )   i ma g e r y ,   Fro n t i e rs  i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 2 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 2 1 . 6 7 5 9 7 5 .   [ 2 1 ]   G .   Jam e s,  D .   W i t t e n ,   T.   H a st i e ,   a n d   R .   Ti b s h i r a n i ,   An   i n t r o d u c t i o n   t o   s t a t i st i c a l   l e a r n i n g :   w i t h   a p p l i c a t i o n i n   R ,   N e w   Y o r k :   S p r i n g e r ,   2 0 1 7 d o i 1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 1 - 0 7 1 6 - 1 4 1 8 - 1 .   [ 2 2 ]   A .   E .   M a x w e l l ,   T.   A .   W a r n e r ,   a n d   F .   F a n g ,   I mp l e me n t a t i o n   o f   ma c h i n e - l e a r n i n g   c l a ssi f i c a t i o n   i n   r e mo t e   se n si n g :   a n   a p p l i e d   r e v i e w ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   3 9 ,   n o .   9 ,   p p .   2 7 8 4 2 8 1 7 ,   M a y   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 1 4 3 1 1 6 1 . 2 0 1 8 . 1 4 3 3 3 4 3 .   [ 2 3 ]   F .   B i c a k l i ,   G .   K a p l a n ,   a n d   A .   S .   A l q a semi ,   C a n n a b i s a t i v a   L .   S p e c t r a l   d i scri m i n a t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   u s i n g   sat e l l i t e   i m a g e r y   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   A g r i c u l t u r e ,   v o l .   1 2 ,   n o .   6 ,   J u 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 6 0 8 4 2 .   [ 2 4 ]   B .   D .   R i p l e y ,   T h e   R   p r o j e c t   i n   st a t i st i c a l   c o mp u t i n g ,   M S O C o n n e c t i o n s ,   v o l .   1 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 2 5 ,   F e b .   2 0 0 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 2 0 / mso r . 2 0 0 1 . 0 1 0 1 0 0 2 3 .   [ 2 5 ]   J.  L o v e   e t   a l . ,   JA S P :   g r a p h i c a l   st a t i st i c a l   s o f t w a r e   f o r   c o mm o n   st a t i st i c a l   d e si g n s ,   J o u r n a l   o f   S t a t i s t i c a l   S o f t w a r e ,   v o l .   8 8 ,   n o .   2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 8 6 3 7 / j ss. v 0 8 8 . i 0 2 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 2 2 - 4 7 3 0   4730   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Cla u d i a   No h e m y   M o n to y a - Est r a d a           re c e iv e d   h e B . Sc .   in   M icro b i o l o g y   fro m   th e   Ca th o l ic  Un iv e rsit y   o M a n iza les ,   2 0 0 6 ,   Co l o m b ia.  S h e   o b tain e d   h e M . Sc .   in   P lan t   P a th o l o g y   fro m   t h e   Un i v e rsity   o Ca ld a s,  2 0 1 1 ,   Co l o m b ia  a n d   h e P h . D.  i n   P la n P a th o l o g y   fro m   th e   F e d e ra U n iv e rsit y   o Vic o sa ,   2 0 1 8 ,   Bra z il .   S h e   c o m p l e ted   h e p o st d o c t o ra sta y   a t   th e   Au t o n o m o u Un iv e rsity   o Ch a p in g o   a n d   a t   th e   Na ti o n a S e rv ice   o f   Ag ri - F o o d   He a lt h ,   S a fe ty   a n d   Q u a li ty   in   M e x ico ,   2 0 2 0 .   S h e   is  a n   As so c iate   P ro fe ss o r   a th e   In sti tu te  o Re se a rc h   in   M icro b i o l o g y   a n d   A g ro i n d u st rial  Bio tec h n o l o g y   a t   th e   Ca th o li c   Un iv e rsit y   o M a n iza les .   S h e   h a s   e x p e rien c e   d e v e lo p in g   i m m u n o lo g ica tes ts  f o th e   d e tec ti o n   o f   b a c teria   i n   t h e   fiel d ,   g e n e ti c   d i v e rsity   a n d   a g g re ss iv e n e ss   o p a th o g e n s,  a n d   q u a n ti f y i n g   d a m a g e   c a u se d   b y   b a c teria ,   fu n g i,   a n d   n e m a to d e s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il c m o n to y a @u c m . e d u . c o .         Fre d d y   Eli se o   H e r n a n d e z - J o r g e           is  m a ste r ' d e g re e   in   Ag ricu lt u ra P ro d u c ti o n   S y ste m s,  Un iv e rsity   o Ca ld a s,  De p a rtme n o Ag ricu lt u ra l   P ro d u c ti o n ,   Ag ric u lt u ra l   P ro d u c ti o n   Re se a rc h   a n d   P r o j e c ti o n   G ro u p - G IP P A.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   e li se o . h e rn a n d e z @u c a ld a s.e d u . c o .         O sc a r   Ca r d o n a - M o r a les           re c e iv e d   h is  B. S c .   in   E lec tro n ic  E n g i n e e rin g ,   f o c u sin g   o n   c o n tro sy ste m a n d   d i g it a sig n a p ro c e ss in g   fro m   th e   Un iv e rsi d a d   Na c io n a d e   C o lo m b ia,   M a n iza les ,   in   2 0 0 9 .   He   o b tain e d   h is  M . S c .   in   In d u strial   En g in e e ri n g   a n d   A u to m a ti o n   i n   2 0 1 1   a n d   h is  P h . D.  i n   En g in e e rin g A u to m a ti c   in   2 0 1 6   fr o m   th e   sa m e   in stit u t io n .   He   se rv e a th e   h e a d   o t h e   A u to m a ti c   Re se a rc h   G ro u p   a t   th e   Au t o n o m o u s   Un i v e rsity   o f   M a n iza les ,   w h e re   h e   a lso   c o o rd i n a tes   th e   De p a rtme n o El e c tro n ics   a n d   Au t o m a ti o n   a n d   th e   S p e c ializa ti o n   in   Artifi c ial  In tell ig e n c e .   His   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   si g n a l   p r o c e ss in g ,   tele c o m m u n ica ti o n s,   re m o te  se n sin g ,   a n d   i n telli g e n t   in d u strial  a n d   e n v iro n m e n tal   m o n it o rin g   sy ste m s.  His   a c a d e m ic  c o n tri b u ti o n e n c o m p a ss   d e v e l o p i n g   m o n it o ri n g   sy ste m fo p re d icti v e   m a in ten a n c e   a n d   a p p l y i n g   re m o te  se n sin g   tec h n o lo g ies   in   a g ricu lt u re   a n d   e n v i ro n m e n tal  m a n a g e m e n t.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il o sc a r. c a rd o n a m @a u to n o m a . e d u . c o .         O sc a r   p e z - Na r a n j o           is   m a ste r' d e g re e   i n   Re m o te   S e n s in g ,   Un iv e rsity   o f   Ca ld a s,  a n d   G e o lo g i ts  fr o m   t h e   Un iv e rsi d a d   d e   Ca l d a s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il o slo n a ra n jo @g m a il . c o m .         Ye iso n   Alb e r to   G a r c é s - G ó m e z           re c e iv e d   b a c h e lo r ’s  d e g r e e   in   El e c tro n ic   En g i n e e rin g ,   a n d   m a ste r’s  d e g re e a n d   P h . D.  in   E n g i n e e rin g   fr o m   De p a rtme n o E lec tri c a l,   El e c tro n ic  a n d   C o m p u ter  E n g i n e e rin g ,   Un i v e rsid a d   Na c io n a l   d e   Co l o m b ia,  M a n iza les ,   Co lo m b ia,  i n   2 0 0 9 ,   2 0 1 1   a n d   2 0 1 5 ,   re sp e c ti v e ly .   He   is F u ll   P ro fe ss o a th e   Ac a d e m ic Un it   fo Train in g   i n   Na tu ra S c ien c e a n d   M a t h e m a ti c s,  Un iv e rsid a d   C a li c a   d e   M a n iza les ,   a n d   tea c h e se v e ra c o u rse su c h   a e x p e rime n tal  d e sig n ,   sta ti stics ,   a n d   p h y sic s .   His  m a in   re se a rc h   fo c u is   o n   a p p li e d   tec h n o l o g ies ,   e m b e d d e d   s y ste m ,   p o we e lec tro n ics ,   p o we q u a li t y ,   b u a lso   m a n y   o t h e a re a o e lec tro n ics ,   sig n a p r o c e ss in g   a n d   d id a c ti c s.  He   p u b li s h e d   m o re   t h a n   3 0   sc ien ti fic  a n d   re se a rc h   p u b li c a ti o n s,  a m o n g   th e m   m o re   t h a n   1 0   j o u rn a l   p a p e rs.   He   wo r k e d   a p rin c i p a re se a rc h e o n   c o m m e rc ial  p r o jec ts  a n d   p ro jec ts  b y   th e   M i n istry   o f   S c ien c e ,   Tec h   a n d   In n o v a ti o n ,   Re p u b li c   o Co l o m b i a .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il y g a rc e s@ u c m . e d u . c o .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.