I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 ,   p p .   4 0 5 ~ 4 1 5   I SS N:  2252 - 8 8 1 4 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijaas . v 1 5 . i 1 . pp 405 - 4 1 5        405     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   Cro p predi ction i n   Ta mil Na du   a cc o rding  t o  enviro n menta l and  so il f a ctors  using   h y brid ma chine  l ea rning  architec t ure       Su nd a ra j   K a nn a n Sus ee 1 ,   Sh enba g a ra ma s ub ra m a nia n Shenb a g a   Va div u 2 ,   M urug esa n   Senthil K um a r 3   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   M o h a me d   S a t h a k   A   J   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   C h e n n a i ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   S R M   V a l l i a mm a i   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   C h e n n a i ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   K a r p a g a   V i n a y a g a   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   C h e n g a l p a t t u ,   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   May   14 2 0 2 5   R ev is ed   No v   2 6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Feb   17 2 0 2 6       M a th u ra n th a g a m ,   Tam il   Na d u ,   I n d ia  is  th e   si te  o f   t h is  re se a rc h   in it i a ti v e   th a t   e m p lo y sta te - of - th e - a rt  h y b ri d   m a c h in e   lea rn in g   (M L)  a rc h it e c tu re to   fo re c a st  c ro p   s u it a b i li ty   i n   re lati o n   t o   e n v ir o n m e n tal   a n d   so il   c h a ra c teristics .   Th e   m o d e ta k e a d v a n ta g e   o t h e   stre n g t h o l in e a su p p o r v e c to r   m a c h in e   (S VM)  c las sifier,  b i d irec ti o n a lo n g   sh o rt - term   m e m o ry   (B iL S TM ) ,   a n d   c o n v o lu ti o n a LS TM   (C o n v LS TM )   n e two r k s,  a n d   t h e   d a ta  to   c a p tu re   c o m p li c a ted   tem p o ra a n d   sp a ti a c o rre latio n s.  To   p re p a re   t h e   d a tas e fo m o d e train in g ,   i is  n o rm a li z e d   u sin g   m i n - m a x   sc a li n g   a n d   t h e n   fe a tu re   se lec ted   u sin g   a   Ja y a   o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e .   Th e   d a tas e c o n tain s   v a riab les   su c h   a h u m id it y ,   ra in fa ll ,   tem p e ra tu re ,   a n d   p H.  B o th   th e   BiL S T M   a n d   th e   Co n v LS TM   im p ro v e   th e   m o d e l' c o m p re h e n sio n   o c o n tex fro m   b o t h   pr e v io u a n d   s u b se q u e n ti m e   st e p s.  Th e   Co n v LS TM   a lso   re c o r d sp a ti a d e p e n d e n c ies .   p o we rfu d e c isio n - m a k i n g   to o l   fo r   d iffere n ti a ti n g   a c ro ss   c ro p   v a rieties   is  t h e   li n e a S VM   c las sifier.  Co m p a rin g   t h e   h y b ri d   m o d e l' s   p e rfo rm a n c e   to   th a o tra d it i o n a l   LS TM   a p p r o a c h e u si n g   m e a su r e su c h   a re c a ll ,   a c c u ra c y ,   p re c isio n ,   a n d   F 1 - sc o re   sh o ws   t h a it   p e rfo rm m u c h   b e tt e r.   Us in g   t h is  a p p ro a c h   c a n   se e   h o w   d e e p   lea rn i n g   (DL)   c a n   su p p le m e n m o re   c o n v e n ti o n a M m e th o d a n d   s e e   h o imp o rta n l o c a e n v ir o n m e n tal  d a ta  is  fo a g ric u lt u ra l   p o li c y   a n d   p lan n in g .   K ey w o r d s :   B id ir ec tio n al  lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   C o n v o lu tio n al  L STM   C r o p   p r ed ictio n   E n v ir o n m en tal  f ac to r s   L in ea r   s u p p o r t v ec to r   m ac h in e   So il p ar am eter s   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 :   Su n d ar aj  Kan n a n   Su s ee     Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g Mo h am ed   Sath a k   J   C o lleg o f   E n g in ee r in g   C h en n ai,   I n d ia   E m ail: su s ee k an n an 0 7 @ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O   Ag r icu ltu r is   f u n d am e n t al  co m p o n en o f   I n d ia’ s   ec o n o m y ,   with   cr o p   y ield   s ig n if ican tly   in f lu en ce d   b y   s o il p r o p er ties   an d   en v ir o n m en tal  f ac to r s .   I n   ar ea s   in clu d Ma th u r an th a g am ,   T am il Na d u ,   I n d ia   er r atic  wea th er   p atter n s ,   s o il  h eter o g en eity ,   an d   clim a te  ch an g p r o v i d co n s id er ab le  o b s tacle s   to   co n v en tio n al  cr o p   p lan n in g   a n d   m an ag em e n t.   T r ad itio n al  m eth o d s ,   d ep e n d en o n   h is to r ical  d ata  o r   ex p er t   h eu r is tics ,   o f ten   n e g lect  th c o m p lex   s p atio - tem p o r al  i n ter ac tio n s   am o n g   en v ir o n m en tal   an d   s o il  v ar ia b les,  r esu ltin g   in   in ad eq u ate  cr o p   s elec tio n   an d   r ed u ce d   y ield s .   Pre cise  cr o p   s u itab ilit y   p r ed ictio n   is   es s en tial  f o r   f ar m er s ,   in s u r er s ,   an d   r eg u lat o r s ,   f ac il itatin g   in f o r m e d   ch o ices  ab o u cr o p   p lan n in g ,   r is k   m an ag em e n t,  an d   r eso u r ce   d is tr ib u tio n .   T h is   r e s ea r ch   in tr o d u ce s   a   h y b r id   m ac h in lear n in g   ( ML )   f r am e wo r k   th at   co m b in es   co n v o l u tio n al  lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( C o n v L STM ) b i d ir ec tio n al  L STM   ( B iLST M) ,   an d   lin ea r   s u p p o r t   v ec to r   m ac h in e   ( SVM )   class i f ier s   to   p r ed ict  cr o p   s u itab ili ty   f o r   2 2   p r in cip al  cr o p s ,   s u ch   as  r ice,   m aize ,   ch ick p ea ,   p u ls es,  f r u its ,   an d   co m m er cial  c o m m o d ities .   T h m o d el   u tili s es  C o n v L STM   to   ca p tu r e   s p atial  d ep en d e n cies  in   s o il  an d   cl i m atic  d ata,   B iL STM   to   an aly s tem p o r al  tr en d s ,   an d   SVM  to   en h an ce   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   1 5 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 2 6 :   405 - 4 1 5   406   class if icatio n   p er f o r m an ce .   T h in p u f ea tu r es  ar te m p er atu r e,   r ain f all,   h u m id it y ,   s o il  p H,   NPK  co n ce n tr atio n ,   an d   tex tu r e ,   wh ich   ar n o r m alis ed   an d   o p tim is ed   b y   f ea t u r s elec tio n   u s in g   th e   J ay alg o r ith m .   T h p r im ar y   aim s   o f   t h is   s tu d y   ar to   i)   im p r o v p r ed icti o n   ac cu r ac y   co m p ar ed   to   in d i v id u al  class if ier s   o r   co n v en tio n al  m o d els,  ii)  p r o v i d s ea s o n al  an d   g eo g r ap h ical  cr o p   s u itab ilit y   m ap s ,   an d   iii)   d eliv er   ac tio n ab le   in s ig h ts   f o r   ag r ic u ltu r al  p lan n i n g .   T h e   p r im ar y   c o n tr ib u tio n s   ar e:  i)   a   r eg io n - s p ec if ic   d ataset  th at  ca p t u r es  th e   s o il  an d   clim ate  v ar iab ilit y   o f   Ma th u r an t h ag am ,   ii)  h y b r i d   m o d el  ex h ib itin g   e x ce p tio n al  p er f o r m an ce   with   an   ac cu r ac y ,   an d   iii)  v is u alis atio n s   co m p r is in g   f ea tu r i m p o r tan ce   r an k in g s ,   s ea s o n al  s u itab ilit y   ch ar ts ,   an d   g eo g r a p h ic  i n f o r m atio n   s y s tem s   ( GI S) - b ased   p r e d ictio n   m a p s   to   f ac ilit ate  d ec is io n - m a k in g .   C r o p   f o r ec asti n g   in   Ma th u r an th a g am ,   C h en g al p attu ,   T am il  Nad u ,   I n d ia   is   cr u cial  f o r   f o o d   s ec u r it y ,   ag r ic u ltu r e,   an d   f ar m er   liv elih o o d s .   W ea th er ,   r ain f al l,  an d   s o il  v ar iab les,  in clu d in g   p H,   o r g a n ic  co n ten t ,   a n d   n u tr ie n lev els,  co m p licate  cr o p   p r e d ictio n .     An   I o T - b ased   clim ate - a d ap tiv cr o p   r ec o m m en d atio n   m eth o d   th at  u s es  d ee p   en s em b le  le ar n in g   an d   d ata  d etec ted   b y   I o T   s en s o r s   to   ac cu r ately   p r o p o s th b e s cr o p s   to   g r o in   s p ec if ic  l o ca tio n s   at  ce r tain     tim es  [ 1 ] .   T h is   r esear ch   p r esen ts   n eu r al  n etwo r k   m ath em atica l   o p tim is atio n   h y b r id   m o d el  f o r   en v ir o n m en tally   f r ie n d ly   f o o d   s u p p ly   c h ain s   [ 2 ] .   I d ea ls   with   is s u es  in clu d in g   m an u f ac tu r in g   e x p en s es,   wate r   s h o r tag es,  p o llu tio n ,   a n d   in d u s tr ial  waste.   T h is   r esea r ch   u s ed   th e   Fo o d   an d   Ag r icu ltu r Or g an izatio n   ( FAO ) - ag r o - clim ate  a p p r o ac h   in   co n ju n ctio n   with   ML   al g o r ith m s   to   wh ea y iel d   ( W Y)   p r o d u ctio n   in   So u th west  I r an   b y   an aly s in g   s o il  an d   en v ir o n m e n tal  p ar am eter s   [ 3 ] .   C o n tin u o u s   W m ap p in g   was   ac co m p lis h ed   u s in g   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k s   ( ANN)   an d   r an d o m   f o r ests   ( R F)   [ 4 ] .   T h is   r esear ch   co m p a r ed   th ef f ec ts   o f   clim atic  v ar iab les  o n   th tr an s m is s io n   o f   an th r ax   in f ec tio n s   in   I n d ia  with   th o s o f   m o r co n v en tio n al  p a r am eter s ,   s u c h   as  th d is tr ib u tio n   o f   a n im a p o p u latio n s   an d   th s o il - m o is tu r m an ag em e n t,  s o il  en r ich m en t,  a n d   s u s tain a b le  ag r icu ltu r e .   T h e   s tu d y   p r o p o s es  s m ar co m p o s tin g   a p p r o ac h   th at  u s es  I o T   an d   g r ad ien t   b o o s tin g   alg o r ith m s   [ 5 ] .   Pre d ictin g   ag r ic u ltu r al  y ield s ,   m a p p in g   s o il  f er til ity ,   ass ess in g   f o o d   g r ain   q u ality ,   an d   p r ed ictin g   p est  an d   d is ea s o u tb r ea k s   ar all  b ein g   tr an s f o r m ed   b y   AI   a p p licatio n s   [ 6 ] .   T h e   g o al  o f   th is   r esear ch   is   to   cr ea te  cr o p   f o r ec ast  s y s tem   th at  u s es  wea th er ,   s o il  p H,   an d   n u t r ien d ata  co llected   in   r ea l - tim a n d   i n teg r ated   in t o   th I o T   [ 7 ] .   T h tech n o lo g y   u s es  d ee p   lear n in g   ( DL )   a n d   ML   to   d ete r m in t h lo ca en v ir o n m e n an d   t h en   p r o p o s es  cr o p s   th at   will  th r iv e   t h er e.   T h p r ess in g   p r o b lem   o f   cr o p   p r ed ictio n   is   ad d r ess ed   b y   in co r p o r atin g   g en etic  alg o r ith m s   i n to   th e   p r e d ictiv m o d el   an d   m ak in g   u s o f   s tate - of - th e - ar t   m ac h in e - lear n i n g   ap p r o ac h es  [ 8 ] .   T h I o T   is   a   to o f o r   o p tim is in g   ag r icu ltu r al   o u t p u v ia  th u s o f   a d v an ce d   s en s o r   tec h n o lo g ies,   p r o to co co n n ec tio n s ,   ML   tec h n iq u es,  an d   r ea l - tim m o n ito r in g   [ 9 ] .   A n   R m o d el  is   u s e d   to   p r o v i d p r ec is f o r ec asts   b ased   o n   d ata  s en o v er   lo n g - ra n g e   wid ar ea   n e two r k   ( L o R aWAN )   b y   s en s o r s   th at  ev alu ate  s o il  n u tr ien ts ,   m o is tu r e,   an d   wea th er   co n d itio n s .   T h r o u g h   t h e   in teg r atio n   o f   I o T   an d   GI tech n o lo g ies,  th is   r esear ch   s tu d y   p r esen ts   n o v el  ap p r o ac h   to   r ea l - tim e   m o n ito r in g   o f   s o il  h ea lth   a n d   n u tr ien t   s tatu s   in   ag r icu ltu r al  r eg io n s   [ 1 0 ] .   Used   I o T   d ata  a n d   ML   alg o r ith m s   to   p r ed ict   an d   ad v is f a r m e r s   o n   c r o p s   in   r ea l   tim [ 1 1 ] .   E n s em b le  tech n iq u es  h av b ec o m p o p u lar   f o r   cr o p   p r e d ictio n ,   m ix i n g   n u m er o u s   m o d els.  B ag g in g   an d   b o o s tin g   r e d u ce   o v e r f itti n g   an d   im p r o v cr o p   p r ed i ctio n   m o d el  g en er aliza tio n   [ 1 2 ] .   T h is   r esear ch   ev alu ates  th ef f icac y   o f   s e v er al  ML   m o d els  f o r   s o il  c lass if icatio n ,   in clu d in g   d ec is i o n   tr ee s ,   k - n ea r est  n eig h b o r s   ( k - NN ) ,   ANN,   an d   SVM  [ 1 3 ] .   Far m er s   u s s o il a n d   en v ir o n m e n tal  v ar iab les to   f o r ec ast th eir   cr o p s .   B y   in clu d in g   p er tin e n in f o r m atio n   s u ch   as  s o il  co m p o s itio n ,   tem p er atu r e,   an d   h u m id ity ,   ML   m o d els  u s in g   f ilter ,   wr ap p er ,   an d   em b ed d in g   ap p r o ac h es  d ec r ea s r ed u n d an cy   an d   tem p o r al  co m p lex ity   [ 1 4 ] An   e f f icien t   s eq u en tial  p atter n   d is co v er y   ap p r o ac h   ev alu ates  th Pre f ix Sp an   alg o r ith m   th at  r ec u r s iv e ly   m ak es  f r e q u en t   p atter n s   f r o m   p r ef ix es,   th u s   m in im izin g   th e   s ea r ch   s p ac e   an d   im p r o v in g   ef f icien cy   [ 1 5 ] .   I m p r o v ed   f o o d   s af ety ,   ec o n o m i s tead in ess ,   an d   r eso u r ce   ef f icien cy   ar al o u tco m es  o f   th is   s tu d y ' s   u s e   o f   ML   to   f o r ec ast  ag r icu ltu r al  p r o d u ctio n   [ 1 6 ] .   T h p r o p o s ed   m eth o d   p r e d ic ts   th n ee d   f o r   ex p en s iv an d   tim e - co n s u m in g   tr ad itio n al  s o il  test in g   b y   p r e d ictin g   cr o p   c o m p atib ilit y   f o r   s o il  b ased   o n   p H,   m o is tu r e ,   tem p er atu r e,   a n d   h u m id ity   m ea s u r em e n ts   [ 1 7 ] .   Utilis in g   d ec is io n   tr ee s ,   RF ,   n aiv B ay es,  k - NN,   an d   SV p r o p o s es  an   ML   s tr ateg y   f o r   c r o p   t y p p r ed icti o n   u tili s in g   s o il a n d   e n v ir o n m en tal  v ar iab les  [ 1 8 ] .   B y   u s in g   en v ir o n m en tal  p ar a m eter s   to   f o r ec ast  cr o p   r esu lt s ,   ML   is   tr an s f o r m in g   a g r icu ltu r e.   Fo r   b etter   y ield   p r ed ictio n   a n d   b etter   f ar m in g   m eth o d s ,   th is   r esear ch   an aly s es  m eteo r o lo g i ca co n d itio n s ,   s o il  q u alities ,   an d   cr o p   t r aits   to   cr ea te  ML   m o d els  [ 1 9 ] .   T h r o u g h   th in te g r atio n   o f   d ata  in p u t   an d   I o T   s en s o r s ,   web - b ased   ap p licatio n   p r ed ict s   an d   r ec o m m e n d s   ag r icu ltu r al  y ield s   u s in g   ML   alg o r ith m s   [ 2 0 ] .   T h s y s tem   f in d s   th b est  m eth o d s   f o r   p r ed ictio n   wo r k s   b y   an aly s in g   m o d els  s u ch   as  S VM RF ,   an d   g r ad ie n b o o s tin g Aim in g   to   r e v o lu tio n is cr o p   m an ag em e n u s in g   an   ML   m eth o d ,   th is   p r o ject  is   m o tiv ated   b y   th p r ess in g   n ee d   f o r   m o d er n   ag r icu ltu r al  tech n iq u es  [ 2 1 ] .   C r o p   r ec o m m en d atio n   m et h o d s   th at  tak s o il  an d   en v ir o n m en tal  d ata  in t o   ac c o u n ar e   d e v elo p e d   u s in g   DL   m o d els  s u ch   as  DE NSE,   r ec u r r en n eu r al   n etwo r k   ( R NN) ,   an d   L STM   [ 2 2 ] Sm ar ag r icu ltu r y ield   a n d   f er tili ze r   o p tim izatio n   s y s tem   ( SAYFOS ) ,   n ew  m eth o d   f o r   o p tim i z in g   a g r icu ltu r al   y ield s   an d   f er tili s er s .   W ith   SAYFOS,  u s er s   ca n   m o n ito r   th cr o p s   a n d   s o il   co n d itio n s   in   r ea tim d u t o   its   s u p er io r   d ata  an al y tics ,   I o T   tech n o lo g y ,   a n d   ML   al g o r ith m s   [ 2 3 ] .   Usi n g   ML   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       C r o p   p r ed ictio n   in   Ta mil Na d u   a cc o r d in g   to   en viro n men ta a n d   s o il fa cto r s   …  ( S u n d a r a j Ka n n a n   S u s ee )   407   m eth o d s   f o r   in p u c h ar a cter is tics ,   th r esear ch   d em o n s tr ates  two   s tr o n g   ML   ar ch itectu r es  f o r   r eg r ess io n   an d   class if icatio n   f o r   th cr o p   r ec o m m en d atio n   d ataset  [ 2 4 ] .   R ed u ce d   ag r icu ltu r al  y ield   lo s s   in   I n d ia  is   ac h iev e d   u s in g   alg o r ith m s   s u ch   as  lin ea r   r eg r ess io n ,   lo g is tic  r eg r ess io n ,   an d   SVM  to   d eter m in th o p tim al  cr o p   f o r   a   g iv en   s o il  a n d   e n v ir o n m en t   [ 2 5 ] .   Su s tain ab le  ag r icu ltu r b en ef its   f r o m   th is   m o d el' s   ab ilit y   to   m a x im i z ef f icien cy   wh ile  r ed u cin g   n eg ativ ef f ec ts   o n   th en v ir o n m en t.  B y   r o tatin g   cr o p s ,   f ar m e r s   m ay   im p r o v s o il  f er tili ty ,   s tr u ctu r e,   an d   b io d iv e r s ity   [ 2 6 ] .   i)   Pro b lem   d o m ain t h c o m p lex   a n d   e v er - c h an g in g   s o il  an d   en v i r o n m e n tal  co n d itio n s   o f   Ma th u r an th a g am ,   T am il  Nad u ,   I n d ia  p o s s u b s tan tial  ch allen g es  to   th ag r icu ltu r s ec to r .   I m p r o v i n g   ag r icu ltu r al  m eth o d s ,   in cr ea s in g   cr o p   y ield s ,   an d   p r o v id in g   s u s tain ab le  f o o d   p r o d u ctio n   all  d ep en d   o n   ac cu r ate  cr o p   p r e d ictio n ,   as  s h o wn   i n   Fig u r 1 .   T h is   r esear ch   p r esen ts   h y b r i d   C o n v L STM - B iLST M - SVM  m o d el  f o r   c r o p   p r e d ictio n   in   Ma th u r an th ag a m ,   T am i Nad u ,   I n d ia   u s in g   s o il  an d   en v ir o n m en tal   d ata.   Sig n if ican c o n tr ib u tio n s   in clu d r eg io n - s p ec if ic  d atase t,  f ea tu r o p tim is atio n ,   s p atio - tem p o r al   m o d ellin g ,   en h an ce d   p er f o r m an ce   r elativ to   b aselin es,  an d   d ec is io n - s u p p o r v is u alis atio n s   f o r   ag r icu ltu r alis ts ,   in s u r an ce   s tr ateg izin g ,   an d   p o licy   d ev el o p m e n t.   ii)   Desig n Ma th u r an th ag am ,   T a m il  Nad u ,   I n d ia   s o il  an d   e n v i r o n m en tal  d ata  ar u s ed   in   th ar ch itectu r al  d esig n   to   im p r o v e   cr o p   f o r e ca s ts .   W ea th er   p ar am eter s ,   in clu d in g   tem p er atu r e,   h u m id ity ,   p H,   an d   r ain f all ,   ar e   co llected   in itially .   Sp lit  th d ata   in to   tr ain in g   a n d   test   d atasets   af ter   m i n - m a x   s ca lin g   an d   m is s in g   v alu es.  J ay o p tim iz atio n   m in im i z es  d ata   d im en s i o n ality   an d   p ic k s   k ey   f ea tu r e s .   I im p r o v es  m o d el  p er f o r m an ce .   SVM  cla s s if ier s   an d   p o we r f u l   DL   alg o r i th m s ,   s u ch   as  Bi L STM   an d   C o n v L ST M   n etwo r k s ,   ar u s ed   to   cr ea te  Fi g u r 2   m o d els.           Fig u r 1 .   R eg io n   o f   Ma d u r a n th ag am   m a p           Fig u r 2 .   Ar c h itectu r d iag r a m       2.   P RO P O SE M E T H O D   T h is   s tu d y ' s   n o v elty   is   in   its   h y b r id   a r ch itectu r e,   wh ic h   u n iq u ely   co m b in es  lin ea r   SVM,   B iLST M,   an d   C o n v L STM   to   e f f ec tiv e ly   h ar n ess   tem p o r al,   s p atial,   an d   class if icatio n   ca p ab ilit ies.   Fu r th er m o r e,   it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   1 5 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 2 6 :   405 - 4 1 5   408   em p lo y s   J ay a - b ased   f ea tu r s elec tio n   f o r   o p tim izatio n   an d   in teg r ates  b o th   s o il  an d   clim atic  v ar iab les  f r o m   lo ca lized   Ma th u r an th ag a m   d a ta,   p r o v id in g   th m o d el  m eth o d o lo g ically   cr ea tiv a n d   co n tex tu ally   p er tin en t   f o r   cr o p   p r ed ictio n   i n   T am i Nad u .   T h e   r esear ch   u s es   B iLST an d   C o n v L STM   f o r   tem p o r al  cr o p   f o r ec asti n g ,   s in ce   L STM s   p r o f icien tly   ca p tu r l o n g - ter m   r elatio n s h ip s   an d   s ea s o n al  v a r iatio n s   in   s o il  an d   clim atic  d ata.   T h eir   in teg r atio n   with   C o n v L STM   m o d els ca p tu r es sp atial  co r r elatio n s ,   y ield in g   g r ea t a cc u r ac y   an d   in ter p r etab ilit y ,   wh ile  alter n ativ es  s u ch   as  tr an s f o r m er   o r   g ated   r ec u r r en u n it  ( GR U ) ,   d esp ite  th eir   p o ten tial,  in cr ea s co m p lex ity .   W ea th er   an d   s o il  ch a r ac ter is tics ,   in clu d in g   h u m id ity ,   tem p er atu r e,   p H,   an d   p r ec ip itatio n   in   r ec o r d   o f   Ma t h u r an th a g am ' s   d is tin ct.   R eg u lar izin g   d ata  v ia  m in - m ax   s ca li n g   im p r o v es  m o d el  p er f o r m an ce   an d   co n s is ten cy .   T h m in - m ax   s ca ler   s ets  p er - f ea tu r m in im u m   an d   m ax i m u m   v alu d u r in g   f itti n g .   Du r in g   tr an s f o r m atio n ,   th ( 1 )   co n v er ts   all  f ea tu r v al u es to   0 - 1 .      =     ( 1 )     W h er X   r ep r esen ts   th in itial  f ea tu r e.     an d      ar th f ea tu r m in im u m   an d   m ax im u m   v alu es.   i)   Pro p er n ess t h s ca le  s ets  u p p er   an d   l o wer   b o u n d a r ies  f o r   e v er y   tr ain i n g   d ataset  f ea tu r e.   Nex t,  tr an s late  f ea tu r v alu es to   a   0 - 1   s ca le.   Scalin g   is   n ee d ed   f o r   all  f ea t u r e s   to   af f ec t m o d el  lea r n in g   eq u ally .   ii)   No r m aliza tio n co n tin u o u s   v ar iab les,  in clu d in g   tem p er atu r e ,   r ain f all,   h u m id ity ,   an d   s o il  n u tr ien v alu es  ( NPK   an d   p H) ,   a r s tan d ar d i z ed   b y   m in - m ax   n o r m ali z atio n   to   en s u r u n if o r m ity   ac r o s s   all  f ea tu r es.   iii)   C ateg o r ical  en co d in g c r o p   c ateg o r ies  ar r ep r esen ted   b y   o n e - h o en co d i n g ,   f ac ilit atin g   th m o d el' s   ef f icien t p r o ce s s in g   o f   ca teg o r ical  d ata.   iv )   Miss in g   d ata  m an ag em en t:  in co m p lete  o r   m is s in g   v alu e s   ar ad d r ess ed   b y   m ea n   i m p u tatio n   f o r   n u m er ic al  attr ib u tes  an d   m o d im p u tatio n   f o r   ca teg o r ic al  v ar iab les,  th er e f o r p r ese r v in g   d ataset   in teg r ity .   T h co d im p o r ts   t h d ata  in t o   N u m Py   ar r ay ,   n o r m alize s   th e   f ea tu r es  with   th m in - m ax   s ca le r ,   an d   th en   o u tp u ts   th s ca led   d ata  to   test .   T h p r o p o s ed   h y b r i d   ar c h itectu r in teg r ate s   lin ea r   SVM,   B iLST M,   an d   C o n v L STM   n et wo r k s   to   ex p l o it th eir   s y n er g is tic  ad v an tag es f o r   cr o p   p r e d ictio n .   v)   C o n v L STM ca p tu r es  s p atial  r elatio n s h ip s   with in   th d ataset,   in clu d in g   d i f f er en ce s   in   s o il  an d   en v ir o n m en tal  ch ar ac te r is tics   o v er   Ma th u r an th a g am .   v i)   L STM an aly s i s   tem p o r al   p a tter n s   b y   p r o ce s s in g   s eq u en c es  in   b o th   d ir ec tio n s ,   th er ef o r ca p tu r in g   in ter d ep en d en ce   ac r o s s   s ev er al  cr o p p in g   s ea s o n s .   v ii)   L in ea r   SVM:  f u n ctio n s   as  co n clu s iv class if ier ,   d eliv er in g   ef f ec tiv d ec is io n - m a k in g   f o r   cr o p   ap p r o p r iaten ess   b y   d is tin g u is h in g   cr o p   class es a cc o r d in g   to   t h ac q u ir e d   f ea tu r e   r ep r esen ta tio n s .   v iii)   Fu s io n   s tr ateg y th o u tp u ts   f r o m   B iLST an d   C o n v L ST ar co n ca te n ated   an d   in p u t   in to   th lin ea r   SVM  u s in g   s tack ed   en s em b le  m eth o d o lo g y .   T h is   en ab les  th m o d el  to   in clu d s p atial,   tem p o r al,   an d   class if icatio n   f u n ctio n alities ,   im p r o v i n g   f o r ec ast p r ec is io n .     2 . 1 .    L inea s up po rt   v ec t o m a chine   cla s s if ier   T h SVM  is   s u p er v is ed   ML   alg o r ith m   p r im ar ily   u s ed   f o r   c lass if icatio n   task s .   I wo r k s   b y   f in d in g   a   h y p er p lan th at  b est  d iv id es  t h d ata  in to   class e s .   L in ea r   S VM   is   p ar ticu lar ly   u s ef u wh en   th d ata  is   lin ea r ly   s ep ar ab le,   m ea n in g   th at  s tr ai g h lin e   ( o r   h y p e r p lan e   in   h ig h er   d im e n s io n s )   ca n   s ep ar ate   th d if f e r en class es.  I n   th co n tex o f   cr o p   s u itab ilit y ,   th l in ea r   SVM  c lass if ie r   wo u ld   b u s ed   to   p r ed ict  wh ich   ty p is   m o s s u itab le  b ased   o n   en v ir o n m en tal  an d   s o il  f ea tu r es  s u ch   as  h u m id ity ,   r ain f all,   tem p er atu r e,   an d   p H.   SVMs  ar r o b u s a g ain s o v er f itti n g ,   esp ec ially   in   h ig h - d im en s io n al   s p ac es,  an d   th ey   ca n   ef f icien tly   p er f o r m   n o n - lin ea r   class if icatio n   u s in g   th e   k er n el   tr ick .   I n   th is   ca s e,   t h lin ea r   SVM  h elp s   d if f er e n tiate  b et wee n   cr o p   v ar ieties   ef f ec tiv ely ,   p r o v id i n g   p o wer f u l d ec is io n - m ak in g .     2. 2.    B idi re ct io na lo ng   s ho rt - t er m   m emo ry   B iLST M   n etwo r k   is   ty p e   o f   R NN  d esig n ed   to   p r o ce s s   s eq u en tial  d ata.   B id ir ec tio n ali ty u n lik e   tr ad itio n al  L STM s   th at  p r o ce s s   d ata  s eq u en tially   f r o m   th e   p ast  ( f o r war d ) ,   B iLST Ms   p r o ce s s   d ata  in   b o th   d ir ec tio n s   ( p ast - to - f u t u r an d   f u tu r e - to - p ast).   T h is   is   esp ec ially   b en ef icial  wh en   p r ed icti n g   cr o p   s u itab ilit y   b ec au s it  allo ws  th m o d el  to   ca p tu r b o th   p ast  an d   f u tu r tem p o r al  d e p en d e n cies.  Fo r   ex am p le,   wea th er   co n d itio n s   s u ch   as  r ain f all  o r   t em p er atu r e   at  an y   g iv en   tim m ig h in f lu e n ce   cr o p   g r o wth   n o o n l y   in   t h p ast  b u also   in   th f u tu r e.   L STM s   ar ty p o f   R NN  th at  ar g o o d   at  ca p tu r i n g   lo n g - r a n g d ep en d en cies  in   s eq u en ce s ,   m ak in g   th em   p ar ti cu lar ly   s u ited   f o r   tim e - s er ies  f o r e ca s tin g ,   s u c h   as  p r ed ictin g   th s u itab ilit y   o f   cr o p s   o v e r   tim b ased   o n   wea t h er   an d   s o il c o n d itio n s .     2. 3.    C o nv o lutio na l   lo ng   s ho r t - t er m m e m o ry   T h C o n v L STM   is   an o th er   v a r ian o f   th L STM   th at  in co r p o r ates  co n v o lu ti o n al  o p e r atio n s   in to   th L STM   f r am ewo r k ,   m ak i n g   it  s u itab le  f o r   d ata  with   s p atial - tem p o r al  d ep en d en cies.  Sp atial - t em p o r a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       C r o p   p r ed ictio n   in   Ta mil Na d u   a cc o r d in g   to   en viro n men ta a n d   s o il fa cto r s   …  ( S u n d a r a j Ka n n a n   S u s ee )   409   d ep en d e n cies:  C o n v L STM   is   p ar ticu lar ly   u s ef u wh e n   th d ata  h as  b o th   tem p o r al  an d   s p a tial  co m p o n en ts .   I n   th co n tex t   o f   cr o p   f o r ec asti n g ,   s p atial  d ata   ca n   i n clu d e   g eo g r a p h ic  lo ca tio n s ,   s o il  q u ality   v ar iatio n s ,   o r   d if f er en e n v ir o n m en tal  c o n d i tio n s   ac r o s s   r eg io n s .   B y   u s in g   co n v o lu tio n al   o p er atio n s   in   co n ju n ctio n   with   L STM ,   th C o n v L STM   ca p tu r es  s p atial  r elatio n s h ip s   b etwe en   d if f er en r e g io n s   o f   th d at aset,  en h an cin g   th m o d el' s   ab ilit y   to   lear n   b o th   th tem p o r al  an d   s p atial  f ea tu r es  o f   th d ata.   T h C o n v L STM   will  ca p tu r d ep en d e n cies n o t o n ly   ac r o s s   tim b u t a ls o   ac r o s s   s p atial  d im en s io n s .     2. 4 .     M in - m a x   s ca lin g   B ef o r ap p ly in g   th ML   m o d els,  th d ataset  is   n o r m alize d   u s in g   m in - m a x   s ca lin g ,   f ea t u r s ca lin g   tech n iq u th at  r escales  all  f ea tu r v alu es  to   co m m o n   r an g e .   T h m ain   r ea s o n   f o r   ap p ly i n g   m in - m a x   s ca lin g   is   to   m ak s u r th at  all  f ea tu r es  h av eq u al  weig h t   i n   th le ar n in g   p r o ce s s .   T h is   is   p ar ticu lar ly   im p o r ta n f o r   m o d els  s u ch   as  SVMs,  n eu r al   n etwo r k s ,   an d   o th e r s   th at  ar e   s en s itiv to   th s ca le  o f   in p u f ea tu r es.  W ith o u s ca lin g ,   f ea tu r es with   lar g er   v alu es c o u ld   d o m in ate  th lear n in g   p r o ce s s ,   m ak in g   th e   m o d el   in ef f icien t.     2. 5 .     J a y a   o ptim iz a t io n   t ec hn iqu f o f ea t ure  s elec t io n   J ay o p tim izatio n   is   an   o p tim izatio n   alg o r ith m   th at   wo r k s   o n   f i n d in g   th e   b est  p o s s ib le  s o lu tio n   b y   iter ativ ely   im p r o v in g   th ca n d id ate  s o lu tio n s .   Featu r s elec tio n in   y o u r   m et h o d o lo g y ,   J ay o p tim izatio n   is   u s ed   to   s elec th m o s r elev an f ea tu r es  f r o m   th d ataset.   I n   cr o p   s u itab ilit y   f o r ec asti n g ,   f ea tu r es  s u ch   as  h u m id ity ,   r ain f all,   an d   p H   ar e   u s ed ,   b u t   n o t   all  f ea tu r es  m ay   b e q u ally   im p o r tan t.  J ay a   o p tim izatio n   h elp s   in   au to m atica lly   id en tify i n g   a n d   s elec tin g   th b est  f ea tu r es  th at  co n tr ib u te  m o s to   p r ed ic tiv ac cu r ac y J ay a   o p tim izatio n   w o r k s   b y   iter atin g   th r o u g h   ca n d i d ate  s o lu tio n s   an d   ad ju s tin g   th em   b ased   o n   th e   b est - f o u n d   s o lu tio n   an d   t h wo r s t - f o u n d   s o lu tio n .     2. 6 .     P er f o r m a nce  m e t rics   Usi n g   m etr ics f o r   b o th   class if i ca tio n   an d   r eg r ess io n ,   ev alu at th h y b r id   m o d el' s   p er f o r m an ce .   W h en   f alse  p o s itiv es  ar ex p en s iv e,   ac cu r ac y   is   m o r im p o r tan t   th an   p r ec is io n   i n   d eter m i n in g   to tal  co r r ec t n ess   b ec au s p r ec is io n   ass ess e s   th ac cu r ac y   o f   p o s itiv p r ed ict io n s .   An   all - en c o m p ass in g   p e r f o r m a n ce   m ea s u r e ,   th F1 - s co r s tr ik es a   g o o d   b al an ce   b etwe en   r ec all  a n d   ac cu r ac y   b y   i d en tify in g   r ea l p o s itiv ev en ts .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h is   s tu d y ' s   d ataset  was  co llected   f r o m   Ma th u r an th a g am ,   T am il  Nad u ,   I n d ia   an d   it  was  d esig n ed   to   ass is r eliab le  cr o p   p r e d ictio n   u s in g   th h y b r id   ML   ar ch itectu r e.   T h e   d ataset  in clu d e d   s o il,  cr o p s ,   an d   en v ir o n m en tal  d ata.   Pro v id in g   g e o g r ap h ical  r eso lu tio n   d o wn   to   t h b lo ck   lev el,   t h d ata  s et  ca p tu r es  t h e   lo ca lized   ag r o - clim atic  co n d it io n s   in   Ma th u r an th a g am   a n d   s p an s   n u m er o u s   cr o p p in g   s ea s o n s .   R ice,   m aize ,   an d   ch ick p ea   ar s o m o f   th e   m o s im p o r tan cr o p s   g r o w n   in   th ar ea ,   an d   th is   in f o r m a tio n   co n tain s   th eir   cu ltiv atio n   p atter n s   an d   p r ac ti ce s .   So il  ch ar ac ter is tics   s u ch   as  p H,   n itro g en   ( N) ,   p h o s p h o r u s   ( P),   p o tass iu m   ( K) ,   an d   s o il  te x t u r a r ess en tial  f o r   d eter m in in g   cr o p   co m p atib ilit y   an d   f er tili ty .   T em p er atu r e,   p r ec ip itatio n ,   an d   h u m id ity   ar ex am p les  o f   en v ir o n m en tal  f a cto r s   th at  m ir r o r   clim atic  an d   s ea s o n al  ch an g es  th at  im p ac t   ag r icu ltu r al  y ield s .   Featu r e   s elec tio n   u tili zin g   J ay a   o p tim izatio n   an d   m i n - m ax   n o r m aliza tio n   ar e   two   o f   t h e   d ata  p r ep ar atio n   s tep s   u s ed   to   k ee p   th m o s im p o r ta n v ar iab les  f o r   tr ain in g   th m o d el.   C o m p lex   s p atio - tem p o r al  r elatio n s h ip s   m ay   b e   ca p tu r ed   b y   th h y b r id   ar c h itectu r e,   wh ich   co n s is ts   o f   C o n v L STM   f o r   s p atial  d ep en d e n cies,  B iLST f o r   tem p o r al  p atter n s ,   a n d   lin ea r   S VM   f o r   class if icatio n .   T h d a taset  in teg r ates  b o th   s o il  an d   clim atic  in f o r m atio n .   T h p r o p o s ed   h y b r id   ar c h itectu r f o r   cr o p   p r ed ictio n   in   Ma th u r an th a g am ,   T am il  Nad u ,   I n d ia   is   ass es s ed   u s in g   a   th o r o u g h   tech n iq u to   p r o v id e   r o b u s tn ess   an d   d e p en d a b ilit y .   Hy p er p ar a m eter   tu n i n g   is   co n d u cted   f o r   th e   C o n v L STM   a n d   B iLST n etwo r k s ,   o p tim izin g   th n u m b e r   o f   lay er s ,   h id d en   u n its ,   d r o p o u r ates,  an d   lear n in g   r ates  u s in g   g r id   s ea r ch   an d   B ay esian   o p ti m izati on ,   wh ile  th r eg u lar izatio n   p ar am eter   o f   th lin ea r   SVM  is   m o d i f ied   f o r   o p tim u m   class if icatio n .   J ay a - b ased   f ea t u r e   s elec tio n   s ig n if ican tly   im p r o v es  m o d el  ef f icien cy .   T h m o d el  is   v alid ated   u s in g   m u lti - s ea s o n al  r ec o r d s   o f   r ice,   m aize ,   an d   ch ick p ea   to   m ea s u r p er f o r m an ce   s tab ilit y   an d   en s u r ac cu r ate  f o r ec a s ts   d esp ite   clim atic   f lu ctu atio n .   Per f o r m a n ce   m ea s u r es  s u ch   as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e   ar u s ed   to   q u an tif y   b o t h   p r ed ictiv ca p a b ilit y   an d   m is tak r ates.  T h is   ass es s m en ap p r o ac h   d em o n s tr ates  th at  th h y b r id   m o d el   p r o v id es   co n s is ten t,  h ig h - ac cu r ac y ,   a n d   co n tex t - s p ec if ic  p r e d ictio n s   o f   cr o p   s u itab ilit y ,   m ak in g   it   ap p r o p r iate  f o r   p r ac tical  ap p licatio n s   s u ch   as  f ar m er   ad v is o r ies,  cr o p   in s u r an ce   p lan n in g ,   an d   r eg io n al  ag r ic u ltu r al     p o licy   f o r m u latio n .   Fig u r 3   s h o ws  th e   m o n t h ly   tr e n d s   o f   tem p er atu r e ,   h u m i d ity ,   s o il   p H,   an d   r ain f all  at  Ma th u r an th a g am .   Data   was  g ath er ed   o v e r   s p an   o f   1 0 0   c o n s ec u tiv d ay s   in   Ma th u r a n th ag am ,   T am il  Nad u ,   I n d ia  r ep r esen tativ ag r icu lt u r al  ar ea .   Me asu r e m en ts   in clu d ed   d aily   tem p er atu r an d   h u m id ity   r ec o r d ed   b y   wea th er   s tatio n s   o r   I o T   s en s o r s ,   s o il  p ass ess ed   u s in g   d ig ital  m eter ,   a n d   p r ec ip ita tio n   o b tain e d   f r o m   m eteo r o lo g ical  s tatio n s .   T h d ataset  co n ce n tr ated   o n   p r im a r y   cr o p s r ice,   m aize ,   an d   c h i ck p ea ,   d o cu m e n tin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   1 5 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 2 6 :   405 - 4 1 5   410   th eir   d is tin ct  m icr o clim ates.   Do cu m en ted   p ar am ete r s   in cl u d ed   d aily   m ea n   tem p er atu r e ,   r elativ h u m id ity ,   in ter p o lated   s o il  p H,   an d   d ail y   p r ec ip itatio n .   T h is   d ata  aim s   to   p r ed ict  tem p o r al  c h an g es  in   cr o p   a d ap tab ilit y ,   f u n ctio n in g   as  i n p u t   f o r   a   h y b r id   ML   ar c h itectu r e   ( C o n v L STM - B iLST M - SVM)   to   im p r o v e   ag r icu ltu r al   p lan n in g .   Fig u r 3 ( a)   s h o ws  th tem p er atu r g r ap h ,   wh ic h   lik ely   r ep r esen ts   th v ar iatio n   i n   tem p er atu r o v er   g iv en   p er i o d .   T em p er at u r i s   k ey   f ac to r   in f lu e n cin g   cr o p   g r o wth ,   a n d   t h is   g r ap h   c o u l d   b e   s h o win g   h o w   tem p er atu r f lu ct u atio n s   th r o u g h o u th y ea r   o r   d u r i n g   s p ec i f ic  s ea s o n s   im p ac cr o p   p r o d u ctiv ity .   Fig u r 3 ( b )   s h o ws  h u m i d ity   g r ap h   s h o win g   th c h an g es   in   r elativ e   h u m id it y   o v er   tim e.   Hig h   h u m id ity   lev els  ca n   p r o m o te  f u n g al  g r o wth   an d   r ed u ce   cr o p   y ield s ,   wh ile  lo h u m id ity   ca n   lead   to   wat er   s tr ess   f o r   cr o p s .     Fig u r 3 ( c)   d e n o tes  th p g r ap h   d is p lay in g   th s o il' s   ac i d ity   o r   alk alin ity   o v er   tim e,   m ea s u r ed   o n   s ca le  f r o m   0   t o   1 4 ,   with   7   b ein g   n eu tr al.   Fig u r e   3 ( d )   s h o ws  r ai n f all  g r ap h   t h at  r ep r es en ts   th am o u n t   o f   p r ec ip itatio n   r ec eiv ed   o v er   g iv en   p er io d ,   ty p ically   s h o wn   i n   m illi m eter s   o r   in ch es.  T h d ataset  u s ed   f o r   cr o p   class if icatio n   co n s is t s   o f   2 , 2 0 0   s am p les  u n if o r m ly   allo ca ted   am o n g   2 2   c r o p   class es,  with   ea ch   class   in clu d in g   1 0 0   s am p les   [ 2 7 ] .   T h d ataset  was  d iv id ed   to   ac h iev b alan ce d   r ep r ese n tatio n ,   in clu d in g   7 0 f o r   tr ain in g   ( 1 , 5 4 0   s am p les)  an d   3 0 f o r   test in g   ( 6 6 0   s am p les).   E v er y   cr o p   ca teg o r y   p r o v id es  7 0   t r ain in g   s am p les  an d     3 0   test in g   s am p les,  en s u r in g   th d ataset  r em ain s   im p ar tia ac r o s s   cla s s if icatio n s ,   in clu d in g   co co n u t,  r ice,   p ap ay a,   m aize ,   ch ic k p ea ,   p ig eo n   p ea s ,   p o m e g r an ate,   m o th   b ea n s ,   m u n g   b ea n s ,   b lack   b ea n s ,   b an an a ,   len til,   ap p le,   m a n g o ,   g r ap es,  m u s k m elo n ,   ju te,   o r an g e,   wate r m elo n ,   k id n ey   b ea n s ,   c o tto n ,   co f f ee .   Fig u r 4   illu s tr ates   th r an k s   o f   f ea tu r r elev an ce ,   h ig h lig h tin g   r ain f all,   tem p er at u r e,   an d   s o il p as th p r ed o m in an t c o n tr ib u to r s .   Fig u r 5   d ep icts   f lu ctu atio n s   in   s ea s o n al  s u itab ilit y ,   h ig h lig h tin g   tem p o r al  ch a n g es  in   ag r icu ltu r al  p o ten tial.   Fig u r 6   s h o ws p r e d ictio n   m a p s   th at  illu s tr ate  s p atial  s u itab i lity   zo n es.           ( a)     ( b )         ( c)   ( d )     Fig u r 3 S ea s o n al   v a r i ati o n   o f   k e y   en v i r o n m e n t al   f ac to r s   ( a)   tem p e r at u r e ,   ( b )   h u m i d it y ,   ( c )   pH ,   an d   ( d )   r a in f a ll           Fig u r 4 .   Featu r e   im p o r ta n ce       Fig u r 5 Mo n th ly   s u itab ilit y   t r en d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       C r o p   p r ed ictio n   in   Ta mil Na d u   a cc o r d in g   to   en viro n men ta a n d   s o il fa cto r s   …  ( S u n d a r a j Ka n n a n   S u s ee )   411       Fig u r e   6 Sp atial  d is tr ib u tio n       T h is   eq u itab le  d iv is io n   f ac ilit ates  r ig o r o u s   tr ain in g ,   im p a r t ial  ass es s m en t,  an d   r ed u ce s   o v er f itti n g ,   h en ce   im p r o v i n g   t h m o d el' s   g en er aliza tio n   f o r   v ar io u s   cr o p   p r ed ictio n   task s .   T h e   C o n v L STM   co n f u s io n   m atr ix   in   Fig u r 7   s h o ws  a   h ig h   lev el  o f   ac c u r ac y   ac r o s s   all  cr o p   class es,  as  s h o wn   b y   th m o s tly   s tr o n g   d iag o n al  e n tr ies.  Sh o win g   s t r o n g   p er f o r m an ce   with   m in i m al  u n ce r tain ty   ac r o s s   co m p ar ab le  cr o p s ,   s m all    o f f - d ia g o n al   v alu es  in d icate   r ar m is class if icatio n s .   Fig u r 8   s h o ws  th p er f o r m an ce   ev alu atio n   o f   th e   class if icatio n   r ep o r t.             Fig u r 7 .   C o n f u s io n   m atr i x   an aly s is   f o r   cr o p   class es     Fig u r 8 .   Mo d el  p er f o r m a n ce   ev alu atio n       I t m ay   in clu d m etr ics s u ch   as   th f o llo win g   i)   Acc u r ac y th e   p r o p o r tio n   o f   c o r r ec p r ed ictio n s   ( b o th   tr u e   p o s itiv es  an d   tr u e   n e g ativ es)  o u o f   th t o tal   p r ed ictio n s .       =  +     +  +  +    ( 2 )     ii)   Pre cisi o n th r atio   o f   c o r r ec tl y   p r ed icted   p o s itiv o b s er v atio n s   to   th to tal  p r ed icted   p o s itiv es .       =     +      ( 3 )     iii)   R ec all : th r atio   o f   co r r ec tly   p r ed icted   p o s itiv o b s er v atio n s   to   all  ac tu al  p o s itiv es .       =     +      ( 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   1 5 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 2 6 :   405 - 4 1 5   412   iv )   F1 - s co r e th e   weig h ted   av er a g o f   p r ec is io n   a n d   r ec all,   u s ed   to   b alan ce   b o th   m etr ics,  p ar ticu lar ly   in   ca s es o f   im b alan ce d   class es .     1  = 2 × (       ) (   +    )     ( 5 )     Miss in g   o r   in ter f er en ce   in   en v ir o n m e n tal  d ata  ca n   b ias  o u tco m es,  wh ils in s u f f icien d ataset  s ize s   m ay   lead   to   o v e r f itti n g .   C lass   im b alan ce   m ay   r esu lt  in   d ec ep tiv ac cu r ac y   f o r   u n u s u al  c r o p s   u n less   s u itab le  s af eg u ar d s   a r im p le m en ted .   I n a d eq u ate   co n tr o o f   tem p o r al  an d   s p atial  c o r r elatio n s   m ay   d is to r t   m o d el  ef f icac y .   Ultim ately ,   u s in g   tr ain in g   d ata  f o r   test in g   o r   i n a d eq u ate  cr o s s - v alid atio n   m ay   ar tific ially   en h an ce   p er f o r m an ce   m etr ics.  T h is   r esear ch   im p r o v es  ag r icu ltu r al  d ec is io n - m ak in g   b y   f o r ec asti n g   cr o p   s u itab ilit y   in   Ma th u r an th a g am ,   T a m il  Nad u ,   I n d ia  u s in g   a   h y b r id   m o d el  th at  co m b in es  l in ea r   SVM,   B iLST M,   an d   C o n v L STM .   I in co r p o r ates  clim atic  v ar iab les  s u ch   as  tem p er atu r a n d   p r ec ip itatio n ,   ass is tin g   f ar m er s   in   o p tim u m   cr o p   s elec tio n   an d   f ac ilit atin g   r eg io n al  a g r ic u ltu r al  p lan n in g .   T h m o d e ls   in clu d clim ate  v ar iab ilit y ,   wh ich   f ac ilit ates  t h ad o p ti o n   o f   r esil ien f ar m in g   p r ac tices  an d   m eth o d s ,   e n h a n cin g   f o o d   s ec u r ity   an d   p r o m o tin g   s u s tain ab le  ag r icu ltu r in   th f ac o f   ch an g in g   clim atic  co n d itio n s .     3 . 1 .    Acc ura cy   Acc u r ac y   r ef e r s   to   th p er ce n tag o f   c o r r ec tly   p r ed icted   in s tan ce s   ( i.e . ,   th n u m b e r   o f   co r r ec cr o p   p r ed ictio n s   d iv id ed   b y   th to tal  n u m b er   o f   in s tan ce s ) .   T h e   m o d el  lik ely   s h o ws  h ig h   ac cu r ac y   b ec au s th e   h y b r id   n atu r o f   th m o d el,   u s in g   lin ea r   SVM,   B iLST M,   a n d   C o n v L STM ,   en ab les  it  to   ca p tu r b o th   s p atial  an d   tem p o r al  d ep e n d en cies in   th d ata,   lead in g   to   b etter   p r ed ictio n s .   i)   Pre cisi o n p r ec is io n   m ea s u r es  th p r o p o r tio n   o f   c o r r ec p o s itiv p r ed ictio n s .   ii)   R ec all  m ea s u r es  th m o d el' s   ab ilit y   to   co r r ec tly   id en tify   all  th r elev an in s tan ce s .   h i g h   r ec all  v alu e   in d icate s   th at  th m o d el  is   g o o d   at  d etec tin g   all  p o s s ib le  cr o p   ty p es,  r ed u cin g   th lik elih o o d   o f   m is s in g   an   ap p r o p r iate  cr o p   r ec o m m e n d atio n .     iii)   F1 - s co r e:  t h F1 - s co r is   th h ar m o n ic  m ea n   o f   p r ec is io n   a n d   r ec all,   p r o v id i n g   b ala n ce d   m ea s u r o f   th m o d el' s   p er f o r m a n ce .       3 . 2 .    H y brid  m o del v s .   t r a ditio na L ST M   m o del s   W h en   co m p ar in g   th h y b r id   m o d el  ( l in ea r   SVM+ B iLST M+ C o n v L STM )   with   tr ad itio n al  L STM   m o d els,  th h y b r id   a p p r o ac h   is   ex p ec ted   to   o u t p er f o r m   in   s ev er al  way s ,   s u ch   as   h ig h er   g en er aliza tio n .   T h e   in clu s io n   o f   lin ea r   SVM  alo n g s id DL   m o d els  en s u r es  b ett er   g en er aliza tio n   o v e r   v ar iet y   o f   cr o p   ty p es  an d   en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   T r a d itio n al  L STM   m o d els  m ay   s tr u g g le  to   c ap tu r c o m p lex   s p atial  r elatio n s h ip s ,   wh er ea s   C o n v L STM   ex ce ls   in   th is   d o m ain .   T ab le  1   d em o n s tr ates  th a th h y b r id   C o n v L ST M - B iLST M - SVM   m o d el  o u tp er f o r m s   its   in d i v id u al  m o d el s ,   ac h iev in g   s u p er i o r   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e   v ia   th s u cc ess f u in teg r atio n   o f   s p atial,   tem p o r al,   an d   class if icatio n   f u n ctio n alities .   T ab le   2   h y b r id   d esig n   d em o n s tr at es  h ig h   p er f o r m a n ce   ac r o s s   all  p ar am eter s ,   s ig n if ican tly   im p r o v in g   in d iv id u al  class if ier s ,   r eg r ess io n   m o d els,  a n d   r u le - b a s ed   s y s tem s   b y   ad ep tly   ca p t u r i n g   s p atial,   tem p o r al,   an d   ca teg o r is atio n   p atter n s .       T ab le  1 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   h y b r i d   an d   in d iv i d u al  m o d els   M o d e l   c o m p o n e n t   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   Li n e a r   S V M   0 . 9 4 2 1   0 . 9 4 4 0   0 . 9 4 2 1   0 . 9 4 2 0   B i LST M   0 . 9 6 1 5   0 . 9 6 2 3   0 . 9 6 1 5   0 . 9 6 1 2   C o n v LST M   0 . 9 6 7 8   0 . 9 6 8 2   0 . 9 6 7 8   0 . 9 6 7 7   H y b r i d   ( S V M + B i LS TM + C o n v LSTM )   0 . 9 7 5 8   0 . 9 7 6 4   0 . 9 7 5 8   0 . 9 7 5 7       T ab le  2 .   C o m p a r ativ an aly s is   o f   cr o p   class if icatio n   tech n iq u es   M o d e l   t y p e   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - s c o r e   R u l e - b a se d   s y s t e m   0 . 7 8 2 0   0 . 7 9 0 0   0 . 7 8 0 0   0 . 7 8 5 0   S t a t i st i c a l   r e g r e ssi o n   0 . 8 7 0 0   0 . 8 7 5 0   0 . 8 7 0 0   0 . 8 7 2 0   Li n e a r   S V M   0 . 9 4 2 1   0 . 9 4 4 0   0 . 9 4 2 1   0 . 9 4 2 0   B i LST M   0 . 9 6 1 5   0 . 9 6 2 3   0 . 9 6 1 5   0 . 9 6 1 2   C o n v LST M   0 . 9 6 7 8   0 . 9 6 8 2   0 . 9 6 7 8   0 . 9 6 7 7   H y b r i d   ( S V M + B i LS TM + C o n v LSTM )   0 . 9 7 5 8   0 . 9 7 6 4   0 . 9 7 5 8   0 . 9 7 5 7       T h is   s tu d y ' s   f in d in g s   i n d icate   th at  h y b r i d   ML   ar ch itectu r e   in teg r atin g   lin ea r   SVM,   B iLST M,   an d   C o n v L STM   s ig n if ican tly   en h an ce s   cr o p   p r ed ictio n   ac cu r a cy   ( 0 . 9 7 5 8 )   a n d   F1 - s co r ( 0 . 9 7 5 7 )   r elativ t o   s tan d alo n m o d els.   T h is   d em o n s tr ates  th at  th in teg r atio n   o f   tem p o r al  ( B iLST M)   an d   s p atial  ( C o n v L STM )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       C r o p   p r ed ictio n   in   Ta mil Na d u   a cc o r d in g   to   en viro n men ta a n d   s o il fa cto r s   …  ( S u n d a r a j Ka n n a n   S u s ee )   413   d ep en d e n cies  with   r o b u s class if ier   ( SVM)   m o r s u cc ess f u lly   ca p tu r es  co m p licated   en v ir o n m en tal - s o il  in ter ac tio n s   th an   tr ad itio n al  m eth o d s .   T h s u p e r io r   p r e d ictio n   p er f o r m a n ce   p r o p o s es  th at  l o ca en v i r o n m e n tal   an d   s o il  d ata  m ay   b d ep e n d a b ly   u s ed   to   g u id ag r icu ltu r al   p lan n in g ,   en h a n ce   cr o p   s elec tio n ,   an d   m in im i z r eso u r ce   waste.   T h p r o p o s ed   h y b r i d   ML   ar ch itectu r co m b in es  C o n v L STM ,   B iLST M,   an d   l in ea r   SVM.   C o n v L STM   id en tifie s   s p atial  d ep en d e n cies  in   s o il  an d   e n v ir o n m en tal  ch ar ac ter is tics ,   B iLST an aly s i tem p o r al  p atter n s ,   a n d   SVM  ex ec u tes  th f in al  cr o p   class if icatio n   u s in g   th o u tp u ts   f r o m   s tack ed   L STM ,   th u s   h ar n ess in g   b o th   s p atio - tem p o r al  an d   class if icatio n   a d v an tag es.  T h in f o r m atio n ,   g ath e r ed   f r o Ma th u r an th a g am ,   T a m il  Nad u ,   I n d ia  h as  2 , 2 0 0   s am p les  s p an n in g   2 2   cr o p s ,   in clu d in g   attr ib u tes  s u ch   as  tem p er atu r e,   h u m i d ity ,   r ai n f al l,  s o il  p H,   an d   NPK  lev els.  7 0 :3 0   r atio   was  u s ed   f o r   tr ain i n g   ( 1 , 5 4 0   s am p les)   an d   test in g   ( 6 6 0   s am p les).   T h h y b r id   m o d el  h a d   an   ac cu r a cy   o f   0 . 9 7 5 8 ,   o u t p er f o r m in g   t h p er f o r m an ce   o f   s ep ar ate  m o d els.  Hy p er p ar a m eter s   f o r   L STM   lay er s   an d   SVM  wer ca lib r ated   b y   cr o s s - v alid atio n   an d   p ar am eter   ch a n g s tu d ies to   e n h an ce   p er f o r m an ce .   h y b r i d   m o d el  th at   co m b i n es  C o n v L STM ,   B iLST M,   an d   l in ea r   SVM  with in   co m p lem en tar y   f r am ewo r k .   C o n v L STM   ca p tu r es  s p atial  r elatio n s h ip s ,   B i L STM   m o d els  tem p o r al  tr en d s ,   an d   lin ea r   SVM  p er f o r m s   class if icatio n   b ased   o n   f ea tu r es  r etr iev e d   b y   L ST M.   T h is   lay er ed   m eth o d o lo g y   allo ws  an   in teg r ated   p r ed ictiv s y s te m   th at  im p r o v es  th ac cu r ac y   an d   r eliab ili ty   o f   c r o p   p r e d ictio n s ,   o u tp er f o r m in g   in d i v id u al   m o d els  an d   d em o n s tr atin g   th e   ef f icac y   o f   in teg r atin g   s p atio - tem p o r al  lear n in g   with   tr ad itio n al  ca teg o r i z atio n   tech n iq u es.  T h e   p r o p o s ed   h y b r id   SVM - B iLST M - C o n v L STM   m o d el  with   J ay f ea t u r s e lectio n   in co r p o r ates  Ma th u r an th a g am ' s   clim atic  an d   s o il  d ata.   T h is   en s u r es  th at   f ar m in g   d ec is io n s   in   T am il   Nad u   a r lo ca lized d ata - d r iv e n ,   an d   s u s tain ab le,   g iv en   th s tate' s   s p ec if ic  en v i r o n m en tal  c o n d itio n s .   C o n n e ctin g   th m o d el  to   ag r icu ltu r al  ex ten s io n   n etwo r k s ,   GI p latf o r m s ,   an d   m o b i le  ap p licatio n s   allo ws  f o r   d ata - d r iv en   d ec is io n   ass is tan ce   in   ag r icu ltu r e,   as  well  as  r ea l - tim cr o p   aler ts ,   g eo g r ap h ic  v is u aliza tio n ,   an d   f ar m er   o u tr ea ch .   Desp ite  it s   r o b u s p er f o r m an ce ,   th p r o p o s e d   h y b r id   C o n v L STM - B iLST M - SVM  ar ch i tectu r h as  s ev er al  lim itatio n s .   I n itially ,   alth o u g h   th d ataset  is   b alan ce d   f o r   ex p er im en tal  p u r p o s es,  ac tu al  a g r icu ltu r al  d ata  o f ten   ex h ib it im b alan ce s ,   p o ten tially   im p ac tin g   p er f o r m an ce   f o r   u n d er - c u ltiv ated   cr o p s .   T h m o d el  is   tr ai n ed   o n   s o il  a n d   clim atic  d ata  p ar ticu lar   to   Ma th u r an th a g am ,   p er h a p s   r est r ictin g   its   ap p licab ilit y   to   o th e r   p lace s   in   T am il  Nad u   with o u lo c alize d   ca lib r atio n .   W h ile  f o r ec asts   ex h ib it  h ig h   ac cu r ac y ,   p r ac tical  im p lem en tatio n   in   r ea l - tim en c o u n te r s   o b s tacle s ,   in clu d in g   th e   n ee d   f o r   c o n s tan d ata   s tr ea m s   f r o m   m eteo r o lo g ical  s tatio n s ,   I o T   s en s o r s ,   an d   d ep en d a b le  in ter n et  ac ce s s   in   r em o te  r eg io n s .   R ec tify in g   th ese  d ef icien cies  is   cr u cial  f o r   th s ca lab le,   ag r i cu ltu r is t - f r ien d ly   im p lem e n tatio n .   I m p r o v in g   th e   h y b r id   s y s tem ' s   s ca lab ilit y ,   ac cu r ac y ,   an d   r eliab ilit y   f o r   m o r wid esp r ea d   ag r icu ltu r al  u s es m ay   in v o l v f u tu r e   ex ten s io n s   s u ch   as  in teg r atin g   d y n am ic  wea th er   f o r   r ea l - tim ad ap tab ilit y ,   f u s in g   s atellite  im ag er y   to   ca p tu r lar g e - s ca le  s p atial  v ar ia b ilit y ,   an d   f ed er ated   lear n in g   f r a m ewo r k s   to   g u ar an tee  p r iv a cy - p r eser v i n g   cr o p   p r ed ictio n   wh ile  en a b lin g   in te r ac tio n   ac r o s s   r eg io n s .   I n   th e   f u tu r e,   th ese  r esu lts   m a y   f ac ili tate  th cr ea tio n   o f   d ec is io n - s u p p o r s y s tem s   f o r   f ar m er s   an d   p o licy m ak er s ,   allo f o r   r ea l - tim cr o p   r ec o m m e n d atio n s   u s in g   I o T   s en s o r s ,   an d   in f o r m   ad a p tiv t ac tics   in   r esp o n s to   ch an g in g   clim atic  co n d itio n s .       4.   CO NCLU SI O NS   T h is   r esear ch   ef f ec tiv ely   a d d r ess ed   th is s u o f   p r ed ictin g   cr o p   s u itab ilit y   in   Ma th u r an th ag am ,   T am il  Nad u ,   I n d ia  b y   u s in g   a   h y b r id   ML   f r am ewo r k   th at  c o m b in es  lin ea r   SVM,   B iLST M,   an d   C o n v L STM   n etwo r k s .   T h h y b r id   m o d el  en h an ce d   p r ed ictio n   p er f o r m a n ce   b y   ef f ec tiv ely   ca p tu r in g   b o th   tem p o r al  an d   s p atial  d ep en d en cies,  ac h iev i n g   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 7 5 8   an d   an   F1 - s co r e   o f   0 . 9 7 5 7 ,   im p r o v in g   lin ea r   SVM  ( ac cu r ac y   0 . 9 4 2 1 ) ,   B iLST ( 0 . 9 6 1 5 ) ,   an d   C o n v L STM   ( 0 . 9 6 7 8 ) .   Min - m a x   n o r m a lizatio n   an d   J ay a   o p tim izatio n   ef f icie n tly   u s ed   en v ir o n m en tal  an d   s o il  v ar iab les,  s u ch   as  h u m id ity ,   r ain f all ,   tem p er atu r e ,   an d   p H,   f o r   m o d el  tr ain in g .   T h q u an titativ f in d i n g s   v alid ate   th at  th in teg r atio n   o f   DL   with   tr ad itio n al  ML   m eth o d o l o g ies  o f f er s   f o r m i d ab le  s o lu tio n   f o r   cr o p   f o r ec a s tin g   an d   u n d er s co r es  th im p o r tan ce   o f   l o ca lized   en v ir o n m en tal  d ata   in   a g r ic u ltu r al  s tr ateg y   an d   d ec is io n - m ak in g .   Fu tu r wo r k s   m ay   co n ce n tr ate  o n   au g m en tin g   th e   d ataset,   i n teg r atin g   r ea l - tim s en s o r   d ata,   an d   in tr o d u ci n g   s u p p lem en tar y   en v ir o n m en ta l   ch ar ac ter is tics   to   im p r o v m o d el  g e n er aliza tio n   a n d   f lex i b ilit y ,   th er eb y   f ac ilit atin g   p r ec is io n   ag r icu ltu r e   ac r o s s   v ar io u s   g eo g r ap h ies.       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 t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d 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 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                   I SS N :   2252 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci Vo l.   1 5 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 2 6 :   405 - 4 1 5   414   Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Su n d ar aj  Kan n a n   Su s ee                               Sh en b ag ar am asu b r am an ia n   Sh en b ag Vad iv u                               M u r u g esan   Sen th il Ku m ar                                 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   Der iv ed   d ata  s u p p o r tin g   t h f in d in g s   o f   t h is   s tu d y   ar av ailab le  f r o m   th c o r r esp o n d i n g   au th o r ,   [ SKS] ,   o n   r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   A .   M .   A .   R i a z u l h a m e e d ,   C .   S .   R a n g a n a t h a n ,   P .   P a n d e y ,   B .   S a k t h i s a r a v a n a n ,   K .   S a s i k a l a ,   a n d   S .   M u r u g a n ,   S m a r t   c o m p o s t i n g   s o l u t i o n s   f o r   o r g a n i c   w a s t e   m a n a g e m e n t   a n d   s o i l   e n r i c h m e n t   i n   a g r i c u l t u r e   w i t h   I o T   a n d   g r a d i e n t   b o o s t i n g ,   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S u s t a i n a b l e   E x p e r t   S y s t e m s ,   I C S E S   2 0 2 4 - P r o c e e d i n g s ,   p p .   3 3 9 3 4 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S E S 6 3 4 4 5 . 2 0 2 4 . 1 0 7 6 3 2 5 9 .   [ 2 ]   M .   D h a n a r a j u ,   P .   C h e n n i a p p a n ,   K .   R a mal i n g a m,  S .   P a z h a n i v e l a n ,   a n d   R .   K a l i a p e r u m a l ,   S mar t   f a r mi n g :   i n t e r n e t   o f   t h i n g ( I o T) - b a s e d   su s t a i n a b l e   a g r i c u l t u r e ,   A g ri c u l t u re ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 0 ,   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 1 0 1 7 4 5 .   [ 3 ]   M .   M .   M a mo u d a n ,   A .   J a f a r i ,   Z.   M o h a mm a d n a z a r i ,   M .   M .   N a si r i ,   a n d   M .   Y a z d a n i ,   H y b r i d   m a c h i n e   l e a r n i n g - me t a h e u r i st i c   mo d e l   f o r   su s t a i n a b l e   a g r i - f o o d   p r o d u c t i o n   a n d   su p p l y   c h a i n   p l a n n i n g   u n d e r   w a t e r   sca r c i t y ,   Re s o u rc e s,  E n v i r o n m e n t   a n d   S u st a i n a b i l i t y v o l .   1 4 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e s e n v . 2 0 2 3 . 1 0 0 1 3 3 .   [ 4 ]   S .   R .   M o u sa v i ,   V .   A .   J.   M a h j e n a b a d i ,   B .   K h o s h r u ,   a n d   M .   R e z a e i ,   S p a t i a l   p r e d i c t i o n   o f   w i n t e r   w h e a t   y i e l d   g a p :   a g r o - c l i ma t i c   mo d e l   a n d   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s,”   Fr o n t i e rs i n   Pl a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 2 3 . 1 3 0 9 1 7 1 .   [ 5 ]   C .   C .   S .   B a sa v a r a d d i ,   C .   S .   R a n g a n a t h a n ,   K .   S i n d h u j a ,   N .   M o h a n k u mar,   M .   Ja g a d e e sw a r a n ,   a n d   S .   M u r u g a n ,   R e a l - t i m e   i n c i d e n d e t e c t i o n   a n d   r e s p o n se  w i t h   i so l a t i o n   f o r e st   a l g o r i t h a n d   c l o u d   i n f r a s t r u c t u r e ,   8 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I - S MA C   ( I o T   i n   S o c i a l ,   Mo b i l e ,   A n a l y t i c a n d   C l o u d ) ,   I - S MA C   2 0 2 4   -   Pr o c e e d i n g s ,   p p .   1 0 2 4 1 0 2 9 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I - S M A C 6 1 8 5 8 . 2 0 2 4 . 1 0 7 1 4 5 9 3 .   [ 6 ]   C .   S .   R a n g a n a t h a n ,   A .   A .   M .   A .   R i a z u l h a me e d ,   G .   B r i n d h a ,   N .   M o h a n k u mar,  S .   Y u v a r a j ,   a n d   S .   M u r u g a n ,   C l o u d - i n t e g r a t e d   w i r e l e s se n s o r   n e t w o r k f o r   d y n a m i c   h o u se h o l d   a i r   p o l l u t i o n   m a n a g e me n t ,   2 0 2 4   As i a   P a c i f i c   C o n f e re n c e   o n   I n n o v a t i o n   i n   T e c h n o l o g y   ( A PC I T ) ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A P C I T6 2 0 0 7 . 2 0 2 4 . 1 0 6 7 3 7 1 5 .   [ 7 ]   B .   R .   B a b u ,   M .   A .   H a i l e ,   D .   T.   H a i l e ,   a n d   D .   Ze r i h u n ,   R e a l - t i me   se n so r   d a t a   a n a l y t i c s   a n d   v i su a l i z a t i o n   i n   c l o u d - b a se d   sy st e ms   f o r   f o r e st   e n v i r o n me n t   m o n i t o r i n g ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n c e s   i n   S i g n a l   a n d   I m a g e   S c i e n c e s ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 3 9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 9 2 8 4 / i j a si s . 9 . 1 . 2 0 2 3 . 2 9 - 3 9 .   [ 8 ]   S .   S h a r a f a t   e t   a l . ,   A n   I o T - e n a b l e d   A I   sy st e m   f o r   r e a l - t i me   c r o p   p r e d i c t i o n   u s i n g   s o i l   a n d   w e a t h e r   d a t a   i n   p r e c i s i o n   a g r i c u l t u r e ,   S m a r t   A g r i c u l t u r a l   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 2 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a t e c h . 2 0 2 5 . 1 0 1 2 6 3 .   [ 9 ]   T.   M a h mu d   e t   a l . ,   A n   a p p r o a c h   f o r   c r o p   p r e d i c t i o n   i n   a g r i c u l t u r e :   i n t e g r a t i n g   g e n e t i c   a l g o r i t h ms  a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   I E E E   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 7 3 5 8 3 1 7 3 5 9 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 7 8 7 3 9 .   [ 1 0 ]   Z.   A l s a l a mi ,   G .   M o h a mm e d ,   a n d   T .   S r i n i v a s,   E n h a n c i n g   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n   u si n g   I o T - b a se d   s o i l   m o i s t u r e   a n d   n u t r i e n t   sen s o r s,”   S H S   We b   o f   C o n f e r e n c e s ,   v o l .   2 1 6 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 5 1 / s h sc o n f / 2 0 2 5 2 1 6 0 1 0 2 9 .   [ 1 1 ]   V .   G .   S i v a k u mar,   V .   V .   B a s k a r ,   M .   V a d i v e l ,   S .   P .   V i ma l ,   a n d   S .   M u r u g a n ,   I o T   a n d   G I S   i n t e g r a t i o n   f o r   r e a l - t i me   m o n i t o r i n g   o f   so i l   h e a l t h   a n d   n u t r i e n t   st a t u s,   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S e l f   S u st a i n a b l e   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   S y st e m s ,   I C S S AS   2 0 2 3   -   Pro c e e d i n g s ,   p p .   1 2 6 5 1 2 7 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S S A S 5 7 9 1 8 . 2 0 2 3 . 1 0 3 3 1 6 9 4 .   [ 1 2 ]   S .   K .   S .   D u r a i   a n d   M .   D .   S h a mi l i ,   S mart   f a r mi n g   u si n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,   D e c i s i o n   A n a l y t i c s   J o u rn a l ,   v o l .   3 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d a j o u r . 2 0 2 2 . 1 0 0 0 4 1 .   [ 1 3 ]   D .   Tr i p a t h i ,   S .   K .   B i sw a s,   a n d   B .   P u r k a y a s t h a ,   A   c o m p a r a t i v e   a n a l y si s o f   e n s e mb l e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   f o r   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n :   C Y P ELA ,   i n   2 0 2 3   4 t h   I n 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 i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m ( I 3 C S ) ,   M a r .   2 0 2 3 ,   p p .   1 6   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I 3 C S 5 8 3 1 4 . 2 0 2 3 . 1 0 1 2 7 2 6 8 .   [ 1 4 ]   S .   K .   M o d i ,   C h a h a t ,   A .   L.   Y a d a v ,   P .   S .   R a n a ,   a n d   K a l p a n a ,   I n n o v a t i v e   d e e p   l e a r n i n g   m e t h o d s   f o r   s o i l   c l a ssi f i c a t i o n   a n d   c r o p   y i e l d   p r e d i c t i o n ,   Pr o c e e d i n g -   2 0 2 4   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   I n t e l l i g e n c e   a n d   C o m p u t i n g   A p p l i c a t i o n s,   I C C I C A ,   p p .   5 0 2 5 0 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C I C A 6 0 0 1 4 . 2 0 2 4 . 1 0 5 8 5 0 0 3 .   [ 1 5 ]   B .   S h a d a k sh a r a p p a ,   Ef f i c i e n t   se q u e n t i a l   p a t t e r n   d i sc o v e r y   w i t h   P r e f i x S p a n   f o r   l a r g e - s c a l e   d a t a   a n a l y t i c s,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   M o d e rn   C o m p u t a t i o n ,   I n f o rm a t i o n   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 y ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   3 3 4 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 6 5 0 0 0 / s 2 h 9 v g 3 9 .   [ 1 6 ]   P .   S .   R a m a p r a b a   e t   a l . ,   I mp l e m e n t i n g   c l o u d   c o m p u t i n g   i n   d r u g   d i sc o v e r y   a n d   t e l e me d i c i n e   f o r   q u a n t i t a t i v e   st r u c t u r e - a c t i v i t y   r e l a t i o n s h i p   a n a l y si s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 3 2 1 1 4 1 ,   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 5 i 1 . p p 1 1 3 2 - 1 1 4 1 .   [ 1 7 ]   G .   S .   P r a v a l l i k a ,   L.   K u n d a n a ,   K .   S .   T h a n v i ,   G .   S i r i s h a ,   a n d   C .   R u p a ,   P r o f i c i e n t   smar t   so i l   b a s e d   I o sy s t e f o r   c r o p   p r e d i c t i o n ,   Pro c e e d i n g s o f   t h e   2 n d   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n v e n t i v e   Re s e a rc h   i n   C o m p u t i n g   A p p l i c a t i o n s (I C I RC A) ,   p p .   7 5 2 7 5 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I R C A 4 8 9 0 5 . 2 0 2 0 . 9 1 8 3 0 5 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.