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.   15 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 26 ,   p p .   3 5 6 8 ~ 3 5 8 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 4 . p p 3 5 6 8 - 3 5 8 0       3568     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Da ta - driv en ana l y sis  of gro wth  fac tors  in  o y ster m us hro o m  cultiva tion: a ca se  study f ro m  Indo nesia ’s  ma rket       Yo s ef   B ud im a n 1 ,   G ila ng   Adi   P ra s et y o 2 ,   Asm a ’   K ho irunn is a ’ 3 ,   H a nifa h M a r’ a t us h Sh a lih a h 3 ,  M uh a m a d Riy a n M a ula na 4 ,   Ya nu a r  Ag un g   F a dlu lla h 4 ,   S ug iri  Su g iri 4   1 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   a n d   A u t o mo t i v e   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   V o c a t i o n a l   S t u d i e s,  U n i v e r s i t a s Ne g e r i   Y o g y a k a r t a ,     Y o g y a k a r t a ,  I n d o n e si a   2 S t a t i st i c s   S t u d y   P r o g r a m,   D e p a r t m e n t   o f   M a t h e m a t i c s ,   U n i v e r si t a s   N e g e r i   Y o g y a k a r t a ,   Y o g y a k a r t a ,  I n d o n e s i a   3 D e p a r t me n t   o f   E d u c a t i o n a l   R e s e a r c h   a n d   E v a l u a t i o n ,   G r a d u a t e   S c h o o l ,   U n i v e r si t a s   N e g e r i   Y o g y a k a r t a ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e s i a   4 D e p a r t me n t   o f   Te c h n o l o g y   a n d   V o c a t i o n a l   Ed u c a t i o n ,   G r a d u a t e   S c h o o l ,   U n i v e r s i t a s   N e g e r i   Y o g y a k a r t a ,   Y o g y a k a r t a ,  I n d o n e s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l   14 ,  2 0 2 5   R ev is ed   J u l   11 ,  2 0 2 6   Acc ep ted   J u l   21 ,  2 0 2 6       Th e   o y ste r  m u sh r o o m   is o n e   o f  th e   p o ten ti a l  a g ric u lt u ra l  p ro d u c ts t h a t  c a n   b e   d e v e lo p e d   a s  a n   a lt e r n a ti v e   t o   o th e r  a g ricu lt u ra l  p ro d u c ts,  t o   m a in tain   In d o n e sia ' s  e c o n o m ic  c o n d it i o n .   Ho we v e r,   th e   p ro d u c ti o n   o f  o y ste r   m u sh ro o m s  re m a in s  lo w  a n d   fa ll s  sh o rt  o f  t h e   m in imu m   a m o u n t  o f  m a rk e t   d e m a n d .   Th is   stu d y   e m p lo y s  a   m a c h in e   lea rn in g   (M L) – b a se d   a p p r o a c h   t o   id e n ti f y   th e   k e y   p a ra m e ters   in flu e n c in g   o y ste r  m u sh r o o m   p ro d u c t io n   ra tes .   Re c u rsiv e   fe a tu re   e li m in a ti o n   ( RF E)  wa s  a p p li e d   to   re d u c e   th e   in it ial  1 9   fe a tu re s to   n i n e ,   e n a b li n g   fa ste r  p ro c e ss in g   wh i le m a in tain i n g   h i g h   p re d ictiv e   a c c u ra c y .   Th e   re su lt s   sh o we d   th a t  a g r icu lt u ra l  fe a tu re s   sh o we d   a   h i g h   c o n tri b u ti o n   ra t h e r  th a n   e n v ir o n m e n tal,   e c o n o m ic,  a n d   d e m o g ra p h ic   fe a tu re s.  F u rt h e rm o re ,   t h e se   p a ra m e ters   we re   re late d   to   t h e   train - tes t  a n a ly sis   to   v isu a li z e   t h e   sta ti stica l   a n a ly sis  sh o w n   b y   th e   b e st   m e th o d ,   a d a p ti v e   b o o st in g   ( Ad a Bo o st ) ,   with   c o e ffi c ien t  o f  d e term in a ti o n   ( R 2 ) ,  m e a n   sq u a re d   e rro r  (M S E),   a n d   m e a n   a b so l u te  e rro r  (M AE)   v a lu e s  o f  0 . 9 9 7 5 7 5 ,   0 . 0 0 9 8 4 1 ,   a n d   0 . 0 8 5 8 8 4 ,   re sp e c ti v e l y .   R e late d   re se a rc h   re lev a n t  to   t h e   re se a rc h   fin d i n g s   wa s  a n a ly z e d   to   v a li d a te  th a t   a g ricu lt u ra l  p ro d u c t   fe a tu re s  a ffe c t  th e   d e c li n e   o f   o y ste r  m u sh r o o m   p ro d u c ti o n .   Ot h e r  su p p o rted   re se a rc h   c o n d u c ted   b y   in teg ra ti n g   re a l - ti m e   a n a ly sis  a n d   twin   d ig it a l  m o d e ls,  wh ich   c a n   e n h a n c e   su b stra te q u a li ty .   K ey w o r d s :   Ag r icu ltu r al  p r o d u ctio n   Gr o wth   f ac to r s   Ma ch in e  lear n in g   Oy s ter   m u s h r o o m   R ec u r s iv e  f ea tu r e  elim in atio n   T h is i s  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 :   Yo s ef   B u d im an   Dep ar tm en t o f   Me ch an ical  an d   Au to m o tiv e   E n g in ee r in g ,   Facu lty   o f   Vo ca tio n al  Stu d ies   Un iv er s itas   Neg er i Y o g y ak ar t a   Ma n d u n g   Stre et,   Pen g asih ,   Ku lo n   Pro g o ,   Yo g y ak ar ta  5 5 6 5 2 ,   I n d o n esia   E m ail:  y o s ef b u d im a n . 2 0 2 0 @ s tu d en t.u n y . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   I n d o n esia  h as  b ec o m e  o n e  o f   th e  n o tab le  co n tr ib u to r s   to   th e  cu ltiv atio n   o f   o y s ter   m u s h r o o m s   ( P leu r o tu s   o s tr ea tu s )  [ 1 ] .   Oy s ter   m u s h r o o m s   ar e  r ec o g n iz ed   f o r   th eir   n u tr itio n al  v alu e ,   r elativ ely   s im p le  cu ltiv atio n   m et h o d s ,   an d   ec o n o m ic  p o ten tial,  esp ec ially   f o r   s m all  to   m ed i u m - s ca le  f a r m er s   [ 2 ] .   Desp ite  th ese  f av o r a b le  co n d itio n s ,   ac co r d in g   to   th e   R eg u latio n   o f   th e  Mi n is ter   o f   Villag es,  Dev elo p m e n t  o f   R em o te  Ar ea s ,   an d   T r an s m ig r atio n   No .   2   o f   2 0 1 6   o n   th e  in d ek s   p emb a n g u n a n   d esa   ( v illag e  d ev el o p m en t  in d ex ) ,   th e  m o s t  wid ely   cu ltiv ated   ag r ic u ltu r al  r eso u r ce s   ar e   r ice,   ch ilies ,   p et s ai,   to m ato es,  an d   r ed   o n i o n s   [ 3 ] .   T h is   co n d itio n   is   a  ch allen g e  f o r   lo ca l  m u s h r o o m   f ar m er s   to   m ai n tain   t h eir   ec o n o m ic  co n d itio n .   I n   r esp o n s e  to   th ese  ch allen g es,  s ev er al  r esear ch   em p lo y s   d ata - d r i v en   m eth o d s   an d   ad v an c ed   an aly tics   to   id en tify   th e  k ey   f ac to r s   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       Da ta - d r iven   a n a lysi s   o f g r o w th   fa cto r s   in   o yster   mu s h r o o m  cu ltiva tio n :   a   c a s e  s tu d y  … ( Y o s ef  B u d ima n )   3569   lim itin g   y ield   a n d   p r o f itab ilit y .   Desp ite  th e  a v ailab ilit y   o f   m u ltiv ar iate  ac cu r ac y ,   y ield   p r ed ictio n   r em ain s   ch allen g in g   d u e  to   d ata   h eter o g en eity ,   d ata  n o is e,   n o n lin ea r   in ter ac tio n s   b etwe en   f ac to r s   ( f ea tu r e  r elev an ce ) ,   an d   ch a n g in g   co n d itio n s   th at  r ed u ce   m o d el  g en e r aliza b ilit y   [ 4 ] .   Ad v an ce s   in   tech n o lo g y   an d   d ata  an aly tics   h av e  b eg u n   to   i n f lu en ce   tr a d itio n al  ag r icu ltu r al  m eth o d s   as  ap p r o ac h es  to   in v esti g ate  a n d   in f o r m   d ec is io n - m ak in g .   R elev an t  r esear ch   was  ca r r ied   o u t  b y   Sar k a r   et   a l .  [ 5 ]   wh o   ex am in e d   th e  in ter n a l  f ac to r s   wh ich   af f ec t  o y s ter   m u s h r o o m ’ s   g r o wth   c u ltiv atio n ,   in clu d in g   c o lo r   f ea tu r es,  tex tu r e,   co n t r ast,  en er g y ,   an d   h o m o g en eity ,   to   as s ess   th e  s tan d ar d   an d   q u ality   o f   f r esh   p r o d u ct  b y   lev er ag in g   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   ( ANN)   an d   p r in ci p al  co m p o n e n t  an aly s is   ( PC A) .   B ey o n d   ANN - PC A   ap p r o ac h es,  r ec en t  wo r k   o n   class if icatio n   o f   m u s h r o o m   wh ich   is   co n d u cted   b y   Ku m ar   et  a l .  [ 6 ]   f o r   m u s h r o o m s   ex t r ac ted   h an d - cr af ted   g r a y - lev el  co - o cc u r r en ce   m atr ix   ( GL C M )   tex tu r e  f ea tu r es.  W h ile  v alu ab le,   th is   lin e  o f   wo r k   em p h asizes  s h allo w,   a  s in g le  s p lit  ( n o   k - f o l d   cr o s s - v alid atio n /ex ter n al  v alid atio n ) ,   an d   lack s   m o d el  in ter p r etab ilit y   th at  lim it  s tab ili ty .   Mo r eo v er ,   Ar s lan   et  a l .  [ 7 ]   also   ca r r i ed   o u t  s u p er v is ed   lear n in g   o f   o y s ter   m u s h r o o m   s tu d y ,   p ar ticu lar ly   a  s ep ar ate  tab u lar   ed ib ilit y   b en ch m ar k   c o m p ar es  en s em b le  class if ier s   o n   th e  clea n ed   Un i v er s ity   o f   C alif o r n ia,   I r v in e  ( UC I )   m u s h r o o m   d ataset  u s in g   a  b r o ad   m et r ic  s u ite,   b u t  f ea tu r es  co n f in ed   to   m o r p h o lo g y /ed ib ilit y   attr ib u tes  r ath er   th an   ag r o n o m ic  o r   ec o n o m ic  d r iv er s   o f   cu ltiv atio n   d ec is io n s .   B r id g in g   th e  g a p s   f r o m   p r ev io u s   r esear ch ,   o u r   s tu d y   aim s   to   u n co v er   t h e  m ain   f ac to r s   af f ec tin g   o y s ter   m u s h r o o m   p r o d u ctio n ,   p ar ticu lar ly   i n   I n d o n esia,  wi th   m u ltiv ar iate  ag r icu ltu r al,   e n v ir o n m en tal,   an d   m ar k et  co v a r iates;  em p lo y s   r ec u r s iv e  f ea tu r e  elim in atio n   ( R FE)   f o r   s tab le  f ea tu r e  s elec tio n ;  u s es  1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   f o r   r eliab ilit y ;  an d   p r o v id es  ex p lain ab ilit y   v ia  Sh a p ley   ad d itiv e  ex p lan atio n   ( SHAP )   an d   p ar tial  d ep en d e n ce   p lo t  ( PDP ) ,   y ield in g   tr a n s p ar en t,  d ec is i o n - o r ie n ted   in s ig h t.  T h e   r esear ch   ad d r ess es  th ese  ch allen g es  u s in g   v ar io u s   en s e m b le  m o d els  wh ich   a r e  d ev el o p ed   as  a  s tr o n g   n o v elty .   Fu r t h er m o r e ,   th is   s tu d y   ex ten d   th e   f ea tu r es  in t o   s o m e   ex ter n al  f ac to r s ,   s u ch   as  en v ir o n m en tal  f ac to r s ,   m ar k et  d e m an d s ,   an d   m ar k et   p r ice  in d icato r s ,   as  a  r esear ch   g ap .   T h is   ap p r o ac h   o f f e r s   in s ig h ts   in to   h o w  d ata - d r iv en   s tr ateg ies  ar e  s h ap in g   th e  f u tu r e  o f   I n d o n esia’ s   o y s ter   m u s h r o o m   in d u s tr y ,   aim in g   t o   o p tim ize  y ield   an d   im p r o v e  th e  p r o f itab ilit y   o f   f ar m er s   an d   ag r i p r en e u r s   in   r u r al  ar ea s   in   I n d o n esia.  T h r o u g h   th is   s tu d y ,   o th er   r elev an t  s tu d ies  ar e  ex am in ed   as   a  v alid atio n   to   s tr en g t h en   a n d   s u p p o r t  th e   r esear ch .     I n   th is   co n tex t,  a r tific ial  in tellig en ce   ( AI )   f o r   ag r icu ltu r e,   p ar ticu lar ly   m ac h in e  lear n in g   ( ML ) ,   en ab les  ad ap tiv e  lear n in g   f r o m   m u ltiv ar iate  d ata  to   u n c o v er   h id d en   an d   n o n lin ea r   r elatio n s h ip s   am o n g   p r o d u ctio n   f ac to r s   [ 8 ] .   T h e  in teg r atio n   o f   R FE  with   en s em b le  lear n in g   r ep r esen ts   an   AI - d r iv en   s tr ateg y   th at   s y s tem atica lly   p r io r itizes  th e   m o s t  in f l u en tial  ag r icu ltu r a l  in d icato r s   a f f ec tin g   o y s ter   m u s h r o o m   y ield .   B ey o n d   its   tech n ical  co n tr ib u tio n ,   th is   r esear ch   alig n s   wit h   b r o ad e r   AI   th em es  in   s u s t ain ab le  an d   eth ical  tech n o lo g y   d e v elo p m e n t.    T h e  p r o p o s ed   f r am ew o r k   ad v an ce s   p r ec is io n   a g r icu ltu r e   an d   s u s tain ab ilit y - o r ien te d   AI   b y   en ab lin g   m o r e  ef f icien t  r eso u r ce   u s e   an d   s u p p o r tin g   d ata - d r iv e n   d ec is io n - m a k in g   in   s m ar t   f ar m in g ,   th er e b y   co n tr ib u tin g   to   lo n g - te r m   f o o d   s ec u r ity   [ 9 ] .   I t a ls o   em b o d ies a  h u m an - in - th e - lo o p   ap p r o ac h ,   wh er e  AI   o u tp u ts   ar e  d esig n ed   t o   ass is t  r ath er   th an   r ep lace   [ 1 0 ] .   Fu r th e r m o r e,   th e  i n co r p o r atio n   o f   e x p lain ab le  ar tific ial   in tellig en ce   ( XAI )   p r in ci p le s   s tr en g th en s   th e  s tu d y ’ s   co n tr ib u tio n   to   r esp o n s ib le  AI   b y   p r o m o tin g   tr an s p ar en cy ,   ac c o u n ta b ilit y ,   an d   f air n ess   [ 1 1 ] .   T o g eth e r ,   th e s e  elem en ts   s i tu ate  th e  r esear ch   with in   th e  g lo b al   d is co u r s e  o n   s u s tain ab le  an d   e th ical  AI   ap p licatio n s .         2.   M E T H O D   T h e  o v er all  f r am ewo r k   in te g r ates  th ese  AI   d im en s io n s   t h r o u g h o u t  th e   r esear ch   wo r k f lo w  with   in ter p r etab ilit y   an al y s is   as  a  m o d u lar   AI   p ip elin e   f o r   cr o p   y ield   p r e d ictio n   as  s h o wn   i n   Fig u r e  1 .   D u r in g   th e  m o d el - tr ain in g   s tag e,   en s em b le  lear n in g   alg o r ith m s   ar e  u tili ze d   to   im p r o v e  r o b u s tn ess   a g ain s t  v ar iatio n s   in   en v ir o n m en tal  co n d itio n s ,   s ea s o n al  p atter n s ,   a n d   m ar k et   d y n am ics.  I n   th e  i n ter p r etatio n   s tag e,   XAI   is   a p p lie d   th r o u g h   SHAP  to   tr an s p a r e n tly   ass ess   th e  co n tr ib u tio n   o f   ea c h   in p u t  f ea tu r e  t o   th e  m o d el ’ s   f in al    p r ed ictio n   [ 1 2 ] .   PDPs   ar e  also   em p lo y ed   to   esti m ate  th e  m ar g in al  ef f ec ts   o f   in d iv i d u al  in d ep en d en t  v ar iab les   o n   th e  p r ed icted   o u tco m es  [ 1 3 ] .   T o   en h an ce   m o d el  r eliab ilit y   an d   g en er aliza b ilit y ,   cr o s s - v alid atio n   is   in co r p o r ated   th r o u g h o u t  th e  tr ain in g   an d   v alid atio n   p r o ce s s es.  T h is   co n f ig u r atio n   e n s u r es  f u ll  m eth o d o lo g ical   tr an s p ar en cy ,   r o b u s tn ess ,   an d   r ep r o d u cib ilit y   o f   th e  an al y tical  p ip elin e.     2 . 1 .     Da t a   prepro ce s s ing   Data   p r ep r o ce s s in g   is   a  m eth o d   to   p r e p ar e  a  d ataset  b y   r e m o v in g   u n n ec ess ar y   f ea t u r es,  ch an g in g   d ata  ty p es,  a n d   h an d lin g   m is s in g   v al u es.  Data   p r ep r o c ess in g ,   wh ich   in v o lv es  d ata   p r o ce s s in g ,   is   ess en tial  to   en s u r e  an   ef f ec tiv e   lear n i n g   p r o ce s s .   T h is   p r ep r o ce s s in g   s tag e  in v o l v es  clea n in g   r o ws  a n d   co lu m n s ,   e n co d in g   f ea tu r es,  n o r m alizin g   th e  d ata,   an d   ad d r ess in g   m is s in g   v alu e s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t   20 26 :   3 5 6 8 - 3 5 8 0   3570       Fig u r e  1 .   Ar c h itectu r al  d iag r a m   f o r   t h e  p r o p o s ed   f r am ewo r k   ( ML - p ip elin e)       2 . 2 .     E x plo ra t o ry   da t a   a na l y s is   E x p lo r ato r y   d ata  an aly s is   ( E DA)   is   a  cr u cial  s tag e  o f   d ata  an aly s is   th at  em p lo y s   s tati s tical  an d   v is u aliza tio n   m eth o d s   to   in v esti g ate  d atasets ,   id en tify   u n d er ly i n g   p atter n s   an d   an o m alies,  ev alu ate   h y p o th eses ,   an d   v er if y   an aly t ical  ass u m p tio n s .   Desp ite  its   u s ef u ln ess   as  an   in itial  an aly tical  to o l,  E DA  is   g en er ally   i n s u f f icien t  f o r   estab lis h in g   ca u s ality   o r   f u lly   e x p lain in g   co m p lex   i n ter ac tio n s   a m o n g   v ar iab les.  I ts   f in d in g s   s h o u ld   t h er ef o r e  b e   s u p p o r ted   b y   co n f ir m ato r y   p r o ce d u r es  a n d   m o r e  r o b u s t  s tatis tical  tech n iq u es   b ef o r e  f ir m   co n clu s io n s   ar e  d r awn .   Nev er t h eless ,   E DA  r em ain s   u s ef u l  f o r   u n co v er in g   th e  s tr u ctu r e  a n d   ch ar ac ter is tics   o f   a  d ataset,   d et ec tin g   o u tlier s ,   an d   id en tif y in g   p o ten tially   in f lu en tial v ar iab l es.     2 . 3 .     H ea t   m a p c o rr el a t io n   A  co r r elatio n   m atr i x   is   a   s tatis tical  to o l  u s ed   to   ass ess   th e  d ir ec tio n   a n d   m ag n itu d e   o f   lin ea r   ass o ciatio n s   b etwe en   in p u t  f ea tu r es  an d   t h e  tar g et   v ar ia b le  [ 1 4 ] .   E ac h   en tr y   in   th e   m atr ix   co n tain s   a  co r r elatio n   c o ef f icien t,   co m m o n ly   Pear s o n ’ s   ( r ) ,   f o r   a  s p ec i f ic  p air   o f   v a r iab les.  T h e  c o ef f icien t  r an g es  f r o m     - 1   to   1 ,   wh er e   p o s itiv e  v alu es   in d icate   th at  t h e  v ar iab les  ten d   to   in cr ea s e  t o g eth er ,   n e g ativ e  v alu es  in d icate   a n   in v er s e  r elatio n s h ip ,   an d   v al u es  n ea r   ze r o   s u g g est  litt le  o r   n o   lin ea r   ass o ciatio n .   B y   a n al y zin g   th e  h ea t   m ap ,   th is   s tu d y   id en tify   wh ich   f ea tu r es  h av e  a  s tr o n g   p o s itiv e  o r   n eg ativ e  co r r elatio n   with   th e   r esp o n s e  v ar iab le,   th u s   h elp in g   i n   f ea tu r e   s elec tio n   an d   e n g in ee r i n g ,   wh ic h   ca n   af f ec t m o d el  p er f o r m an ce   an d   in ter p r etatio n .     2 . 4 .     Rec urs iv e  f ea t ures e lim ina t io n   R FE  is   a  wr ap p er - b ased   f ea t u r e  s elec tio n   m eth o d   c o m m o n ly   ap p lied   t o   id e n tify   v ar iab les  th at  ar e   m o s t  s tr o n g ly   ass o ciate d   with   a  tar g et  o u tco m e,   in clu d in g   in   r em o te - s en s in g   d atasets   [ 1 5 ] .   T h e  p r o ce d u r e   r ep ea ted ly   f its   th e  p r ed ictio n   m o d el,   r an k s   th e  f ea tu r es  ac c o r d in g   to   t h eir   esti m ated   im p o r tan ce   o r   co e f f icien t  weig h ts ,   an d   r em o v es  th e  least  in f lu en tial  v ar iab les  at  e ac h   iter atio n .   T h r o u g h   th is   iter ativ e  elim in atio n   p r o ce s s ,   R FE  p r o d u ce s   an   o p ti m al  s u b s et  o f   r elev a n t f ea tu r es   f o r   s u b s eq u en t m o d el  d ev elo p m en t.     2 . 5 .     M o del per f o rma nce  ev a lua t io n   2 . 5 . 1 .   T ra in a nd   t est   T h e  p e r f o r m an ce   a n d   p r e d ictiv e  ac cu r ac y   o f   th e   r e g r ess io n   m o d el  we r e  ev al u ated   u s in g   m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( MSE ) ,   m ea n   a b s o lu te  er r o r   ( MA E ) ,   an d   th e  c o ef f icien t o f   d eter m in atio n   ( R 2 ) .   T h ese  ev alu atio n   m etr ics  wer e  ap p lied   to   th e  m o d el - tr ain in g   r esu lts   to   d eter m in e  h o w  clo s ely   th e  p r ed icted   v alu es  m atch ed   th e   o b s er v ed   d ata.   Am o n g   t h ese  m ea s u r es,  MSE   ca lcu lates  th e  av er a g e  s q u a r ed   d if f e r en ce   b etwe en   ac tu al   an d   p r ed icted   v alu es.  B ec au s e  th e   er r o r s   ar e  s q u ar e d ,   lar g er   p r ed ictio n   d ev iatio n s   r ec eiv e  g r ea ter   p en alties,  as   ex p r ess ed   in   ( 1 ) .   Desire d   v al u e:  0 ,   clo s er   is   b etter .        =   1 ∑ ( − ) 2 = 1   ( 1 )     On   th e  o th er   h an d ,   MA E   is   s u itab le  wh en   o u tlier s   af f ec t  a   s p ec if ic  s u b s et  o f   d ata,   as  it  d o es  n o t   p en alize   th em   to o   m u ch   d u r in g   tr ain in g .   As  a  r esu lt,  MA E   o f f er s   a   g en er al  an d   lim ited   p er f o r m a n ce   m etr ic   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       Da ta - d r iven   a n a lysi s   o f g r o w th   fa cto r s   in   o yster   mu s h r o o m  cu ltiva tio n :   a   c a s e  s tu d y  … ( Y o s ef  B u d ima n )   3571   f o r   e v alu atin g   m o d els.  Ho we v er ,   if   th e  test   d ata  s till   co n t ain s   m an y   o u tlier s ,   th e   m o d e l  p er f o r m an ce   m a y   r em ain   av er a g e,   as illu s tr ated   i n   ( 2 ) .   Desire d   v alu e:  0 ,   clo s er   is   b etter .       =   1 ∑ | − | = 1   ( 2 )     E v en tu ally ,   th e  R 2   in d icate s   th e  p r o p o r tio n   o f   v a r iab ilit y   in   t h e  d ep en d en t v a r iab le  th at  is   ac co u n ted   f o r   b y   th e   in d ep en d en t v ar ia b les,  as p r esen ted   in   ( 3 ) .   Desire d   v alu e:  1 ,   clo s er   is   b etter .     2 = 1 −   ∑ ( − ) 2 = 1 ∑ ( ̅ − ) 2 = 1   ( 3 )     I n   th is   f o r m u latio n ,   ( )   an d   ( )   r ep r esen t  th e  o b s er v ed   an d   p r e d icted   v alu es  o f   th e   r esp o n s e  v ar iab le  f o r   th e   i - th   d ata   p o in t,   r esp ec tiv ely .   T h e  d ataset  is   co m m o n l y   p ar titi o n ed   in to   an   8 0 %   tr ain in g   s u b s et  an d   a   2 0 %   test in g   s u b s et,   allo win g   th e  m o d el  to   b e  d e v elo p e d   o n   o n e  p o r tio n   o f   th e  d ata  an d   ev al u ated   o n   p r ev io u s ly   u n s ee n   o b s er v atio n s .     2 . 5 . 2 .   M o del e v a lua t io n a nd   s ig nifica nce   Py th o n - b ased   alg o r ith m s   ar e   d ev elo p ed   to   e n ab le  r ap id   p r ed ictio n   an d   ev alu atio n   u s in g   v ar io u s   r eg r ess io n   tech n iq u es.   T h es e  r eg r ess io n   m eth o d s   ar e   ap p lied   t o   esti m ate  ex t r ap o lated   v alu es  f r o m   ex p er im en tal  d ata.   I n   r ec en t   y ea r s ,   v ar io u s   r e g r ess io n   ap p r o ac h es  h av e  b ee n   in tr o d u ce d ,   e ac h   with   th eir   o wn   ch ar ac ter is tics   an d   wo r k in g   p r in cip les,  co n s is tin g   o f   s ev er al  well - k n o wn   m eth o d s .   T h is   r esear ch   co n d u cted   a   s tu d y   th at  u s ed   s ev e r al  b aselin e  an d   e n s em b le  m o d els  as  s h o wn   in   T ab le  1 ,   wh er e  ea c h   m o d el  was  ch o s en   d u e  to   its   u n iq u e  ch ar ac ter is tics .   Mo r eo v er ,   h y p e r p ar am e ter   tu n in g   was  ca r r ied   o u t  p er f o r m e d   f o r   ea c h   en s em b le  m o d el  t o   ac h iev e   an   o p tim al  b alan ce   b etwe en   b ias  an d   v ar ia n ce   u s in g   g r id /r an d o m   s ea r ch   o r   d ef au lt  s ettin g s .   T h is   en s u r es  th at  b o th   tr ain in g   p r o ce s s es  u n d er   d if f er e n t  co n d itio n s   ar e   p er f o r m ed   o n   th e   d ataset  to   in cr ea s e  th e  r eliab ilit y   o f   th e  ML   m o d el.         T ab le  1 .   C o m p a r is o n   o f   en s e m b le  m o d els as a   b e n ch m ar k   s tu d y   M o d e l   S u i t a b l e   d o m a i n   Tu n e d   h y p e r p a r a me t e r s   P e r f o r ma n c e   b e h a v i o r s   Li n e a r   r e g r e s si o n   Tr a d i t i o n a l   a g r o n o m y   [ 1 6 ]   Li n e a r   r e g r e s si o n   ( )   ( d e f a u l t s)   B a se l i n e ;   f a s t ,   a n d   i n t e r p r e t a b l e   S u p p o r t   v e c t o r   r e g r e ss i o n   ML - b a se d   y i e l d   p r e d i c t i o n   [ 1 7 ]   S V R   ( k e r n e l   =   'r b f ',  C   =   1 . 0 ,   e p si l o n   =   0 . 1 ,   g a mm a   =   's c a l e ')   H a n d l e s  n o n l i n e a r i t y   a n d   sen s i t i v e   t o   sca l i n g   K - n e a r e s t   n e i g h b o r s   ML - b a se d   y i e l d   p r e d i c t i o n   [ 1 8 ]   K N e i g h b o r s   r e g r e ss o r   ( n _ n e i g h b o r s   =   5 ,   w e i g h t s   =   'u n i f o r m',  m e t r i c   =   'min k o w sk i ',  p   =   2)   N o n - p a r a m e t r i c   a n d   l o c a l   p a t t e r n s   D e c i s i o n   t r e e   D i g i t a l   a g r i c u l t u r e   [ 1 9 ]   D e c i s i o n   t r e e   r e g r e sso r   ( m a x _ d e p t h   =   5 ,   r a n d o m _ s t a t e   =   42)   I n t e r p r e t a b l e   r u l e s  a n d   h i g h   v a r i a n c e   R a n d o m f o r e s t   ML - b a se d   y i e l d   p r e d i c t i o n   a n d   d i g i t a l   a g r i c u l t u r e   [ 2 0 ]   R a n d o m   f o r e st   r e g r e ss o r   ( n _ e st i ma t o r s   =   1 0 0 ,   r a n d o m _ s t a t e   =   4 2 )   ( d e f a u l t s:   max _ d e p t h   =   n o n e ,   m a x _ f e a t u r e s   =   'sq r t ')   R o b u st   t o   n o i s e   a n d   g o o d   o u t - of - b a g   ( O O B )   e st i ma t e   G r a d i e n t   b o o s t i n g   ML - b a se d   y i e l d   p r e d i c t i o n   [ 2 1 ]   G r a d i e n t   b o o st i n g   r e g r e s so r   ( n _ e st i ma t o r s   =   1 0 0 ,   l e a r n i n g _ r a t e   =   0 . 1 ,   max _ d e p t h   =   3   ( v i a   b a se   l e a r n e r ) ,   su b s a m p l e   =   1 . 0 ,   r a n d o m _ st a t e   =   4 2 )   S t r o n g   o n   t a b u l a r   a n d   w a t c h   o v e r f i t   R i d g e   Tr a d i t i o n a l   a g r o n o m y   [ 2 2 ]   A l p h a   =   1 . 0   Li n e a r ,   i n t e r p r e t a b l e   a n d   r o b u st   t o   m u l t i c o l l i n e a r i t y   El a s t i c   N e t   Tr a d i t i o n a l   a g r o n o m y   [ 2 2 ]   A l p h a   =   1 . 0 ,   l 1 _ r a t i o   =   0 . 5   A d a p t i v e   b o o st i n g   ( A d a B o o st )   ML - b a se d   y i e l d   p r e d i c t i o n   [ 1 8 ]   n _ e st i ma t o r s   =   5 0 ,   r a n d o m _ st a t e   =   42  ( b a se   l e a r n e r   ≈   d e c i s i o n   t r e e   r e g r e s so r   ( max _ d e p t h   =   3 )   b y   d e f a u l t )   Tr e e   b o o s t i n g   e x c e l s   o n   t a b u l a r   a g r i c u l t u r a l   d a t a   a n d   man y   p o si t i v e   y i e l d   r e su l t s       2 . 5 . 3 .   M o del lo s s   m et rics   Mo d el  lo s s es  ar e  p lo tted   to   m o n ito r   tr ain in g   an d   v alid ati o n   lo s s es  ac r o s s   tim e.   T h is   v is u aliza tio n   m ak es  it  p o s s ib le  to   ev al u ate  th e  c o n v e r g en ce   b e h av io r   o f   th e   m o d el   an d   id e n tify   p r o b lem s   s u ch   as   u n d er f itti n g   o r   o v e r f itti n g .   L o s s   f u n ctio n s   q u an tify   th e  d is cr ep an cy   b etwe en   a  m o d el’ s   p r ed ictio n s   an d   th e   ex p ec ted   o u tp u ts ,   wh er ea s   p e r f o r m a n ce   m etr ics  ev al u ate  h o w  ac cu r ately   th e  tr ain e d   m o d el  g en er alize s   to   p r ev io u s ly   u n s ee n   d ata  [ 2 3 ] .   A  s tab le  an d   d ec r ea s in g   lo s s   cu r v e  in d icate s   ef f ec tiv e  le ar n in g ,   w h er ea s   a  d is tin ct  g ap   b etwe en   tr ain i n g   an d   v alid atio n   l o s s es  m ay   s ig n al  a  m o d el  g en er aliza tio n   p r o b lem .   I n   a d d itio n ,   m o d el  er r o r   is   ev al u ated   b y   v is u alizin g   th e  r esid u als,  wh ic h   r ep r esen t   th e  d if f er en ce s   b e twee n   th e  o b s er v ed   an d   p r ed icted   v alu es.  T h is   er r o r   d is tr ib u tio n   p lo t   h elp s   in   u n d er s tan d in g   th e  b ias  an d   v ar ian ce   o f   t h e  m o d el  wh ich   s h o u ld   b e  s y m m etr icall y   d is tr ib u ted   ar o u n d   ze r o .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t   20 26 :   3 5 6 8 - 3 5 8 0   3572   3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    3 . 1 .     Da t a s et   co ns t ruct io n   T h e  d ataset  was p r ep ar ed   b y   e n ter in g   ce r tain   v alu es,  m o s t o f   wh ich   ca n   b e  f o u n d   o n   th e   B ad an   Pu s at  Statis t ik   Nasio n al   ( Natio n al  C en tr al  B u r ea u   o f   Statis tics )   web s ite.   Ho wev er ,   s o m e  v al u es  ar e  d if f icu lt  to   d is ce r n   d u e  to   a  lack   o f   d at a,   esp ec ially   d u r in g   C OVI D - 1 9 ,   wh ich   h alted   alm o s t  all  ag r icu ltu r al  s ec to r   p r o d u ctio n .   T o   o v er c o m e  th is   lim itatio n ,   th e  au th o r s   lo o k ed   f o r   o th er   s o u r ce s   to   o b tain   s in g le  a n d   m u ltiv ar iab le  v alu es  th at  co u l d   b e  ex p an d ed   u s in g   th e  b o o t s tr ap   f ea tu r e  o f   th e  Py th o n   al g o r ith m .   W ith   f u ll  co n s id er atio n ,   th e  a u th o r   r ed u ce d   th e  u s e  o f   1 9   f ea tu r es  to   1 2   f ea tu r es  f o r   f ast  p r o ce s s in g   an d   im p r o v in g   d ata   ac cu r ac y   with   a  s ize  o f   1 2 × 6 0 ,   m ea n in g   t h e  d ataset  co n s is ts   o f   1 2   co lu m n s   an d   6 0   r o ws.      3 . 2 .     M a t rix   co rr ela t i o n   T h e  h ea tm a p   m atr i x   in   Fig u r e   2   p r esen ts   th e  r elatio n s h ip   b e twee n   v ar io u s   en v ir o n m e n tal,   ec o n o m ic,   d em o g r a p h ic,   an d   ag r ic u ltu r a l  v ar iab les.  I n   p ar ticu lar ,   g r o s s   d o m esti c  p r o d u ct  ( GDP )   an d   p o p u latio n   ar e   s tr o n g ly   p o s itiv ely   co r r elate d   ( 0 . 9 3 ) ,   in d icatin g   a  d i r ec t  r elatio n s h ip   b etwe en   ec o n o m ic  g r o wth   a n d   p o p u latio n   g r o wth .   Similar ly ,   th e  s tr o n g   p o s itiv e  co r r elatio n   b etwe en   GDP  an d   k ey   ag r ic u ltu r al  o u tp u ts ,   s u ch   as  cu cu m b e r   p r o d u ctio n   ( 0 . 9 4 )   an d   r e d   o n io n   p r o d u ctio n   ( 0 . 9 4 ) ,   im p ly i n g   th at  a g r icu ltu r al  p r o d u ctiv ity   ca n   s ig n if ican tly   in f lu e n ce   o r   r e f lect  ec o n o m ic   co n d itio n s .   I n   co n tr ast,  m ar k et  d em an d   s h o ws  a  n eg ativ e   co r r elatio n   with   GDP  ( - 0 . 8 5 )   an d   ex c h an g e   r ate  ( - 0 . 8 5 ) ,   wh ich   m ay   r ef lect  m a r k et  f l u ctu a tio n s   o r   th e   ef f ec ts   o f   in f latio n   o n   p u r ch asin g   p o wer .   E n v ir o n m e n tal  f ac to r s   s u ch   as  C O  an d   C O 2   s h o w  n e g ativ e  co r r elatio n s   with   GDP  an d   ag r icu ltu r al   v ar iab les,  h ig h lig h tin g   th e   p o ten tial  ad v er s e  ef f ec ts   o f   air   p o llu tio n   o n   p r o d u ctiv ity .   Ov er all,   th is   co r r elatio n   an aly s is   p r o v id es  im p o r tan t  in s ig h ts   in to   th e  in ter d e p en d en ce   b etwe en   en v ir o n m en tal  q u ality ,   ec o n o m ic  in d icato r s ,   an d   ag r icu ltu r al  p r o d u ctiv ity ,   s u g g esti n g   ar ea s   f o r   tar g eted   p o licy   in ter v e n tio n s   an d   s u s tain ab le  d ev el o p m en t.           Fig u r e  2 .   Hea tm ap   m atr ix   o f   f ea tu r es a n d   tar g et   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       Da ta - d r iven   a n a lysi s   o f g r o w th   fa cto r s   in   o yster   mu s h r o o m  cu ltiva tio n :   a   c a s e  s tu d y  … ( Y o s ef  B u d ima n )   3573   3 . 3 .     F e a t ure  s co re   Prio r   to   c o n d u ctin g   f u r th e r   a n aly s es,  R FE  was  ch o s en   as  a  to o l  to   id en tif y   th e   m o s t  in f o r m ativ e   v ar iab les.  T welv e  ca n d id ate  f ea tu r es  wer e  ev alu ated   t o   d ete r m in e  th e  ac c u r ac y   s co r e  b ase d   o n   t h e  an aly s is   o f   v ar ian ce   ( ANOV A)   s co r e .   T h e  o b jectiv e   was  to   o b tain   an   o p tim al   f ea tu r e   co m b in at io n   f o r   th e   b in a r y   in tr u s io n - class if icatio n   task .   Su r p r is in g ly ,   th e  ac c u r ac y   r e co v er s   s h ar p ly   at  th e  n u m b e r   o f   f ea tu r es  9 ,   t h en   f lu ctu ates  m o d er ately   as  s h o wn   in   T ab le  2 .   A  n o ticea b le   d r o p   o cc u r s   u p   to   1 9   d u e   to   o v er f itti n g   o r   t h e   in clu s io n   o f   v er y   d etr im en tal  f ea tu r es.  T h is   f in d in g   h ig h lig h ts   th e  n ee d   f o r   d elib e r ate  f ea tu r e  s elec tio n ,   s in ce   in cr ea s in g   th e  n u m b er   o f   in p u t  v ar iab les  d o es n o t  n ec ess ar ily   im p r o v e  m o d el  p er f o r m an ce .   B ased   o n   T a b le  2 ,   th e  o p tim u m   f ea tu r es a r e  n in e  th at  s h o w  ce r tain   ac cu r ac y   an d   ANOV A  s co r e  v alu es a r e  s h o wn   in   T ab le  3 .   T ab le  3   co m p lem en ts   th is   an aly s is   b y   id en tify in g   th e  n i n e  m o s t  in f lu en tial  f ea tu r es  b ased   o n   ANOV A  s co r es,  a  s tatis tical   m ea s u r e   u s ed   t o   ass ess   th e  d is cr im in ato r y   p o wer   o f   ea ch   f ea tu r e.   T o m ato   p r o d u ctio n   h ad   th e  h i g h est  ANOV A  s co r e  ( 5 3 8 . 7 4 ) ,   f o llo wed   b y   r ed   o n io n   p r o d u c tio n   ( 3 1 7 . 1 4 )   a n d   cu cu m b er   p r o d u ctio n   ( 6 5 . 4 1 ) ,   in d icatin g   th ese  ag r icu ltu r a l  v ar iab les  co n tr ib u te d   th e  m o s t  to   p r ed ictio n   ac cu r ac y .   E n v ir o n m e n tal,   ec o n o m ic,   an d   d em o g r a p h ic  f ea t u r es  h ad   lo wer   ANOV A  s co r es,  in d icatin g   th at   th ey   wer e   less   p r ed ictiv e  i n   t h is   co n tex t.   T h e   s elec tio n   o f   th ese  to p   n in e  f ea tu r es  ap p ea r s   to   alig n   with   th e   ac cu r ac y   im p r o v em en ts   s ee n   in   T ab le   2 ,   r ein f o r cin g   th e   cr itical  r o le  o f   f ea tu r e  s ele ctio n   in   o p tim izin g   p r ed ictiv e  m o d el  p er f o r m a n ce .       T ab le  2 .   C er tain   v alu e  o f   d ataset  ac cu r ac y   b y   u s in g   s ev er al  f ea tu r es   N u mb e r   o f   se l e c t i o n s   A c c u r a c y   o f   d a t a se t   1   f e a t u r e   0 . 9 4 4 1   2   f e a t u r e s   0 . 8 8 4 1   9   f e a t u r e s   0 . 9 2 6 6   1 9   f e a t u r e s   0 . 7 8 8 3       T ab le  3 .   ANOV A  s co r e  b y   R FE  u s in g   n in e   f ea tu r es   S e l e c t e d   f e a t u r e s   A N O V A   sco r e   C o n t r i b u t i o n   CO   1 2 . 2 4   Le a s t   CO 2   7 . 8 0   Le a s t   C h i l i   p r o d u c t i o n   4 5 . 9 9   M e d i u m   C u c u m b e r   p r o d u c t i o n   6 5 . 4 1   M e d i u m   GDP   9 . 8 0   Le a s t   M a r k e t   d e ma n d   1 5 . 7 9   Le a s t   P o p u l a t i o n   8 . 5 4   Le a s t   R e d   o n i o n   p r o d u c t i o n   3 1 7 . 1 4   M o s t   To ma t o   p r o d u c t i o n   5 3 8 . 7 4   M o s t       3 . 4 .     Co m pa riso n o f   diff er en t   m o del per f o r m a nce   As  s u m m ar ized   in   T a b le  4 ,   Ad aBo o s t  d em o n s tr ated   th e   s tr o n g est  r e g r ess io n   m o d el   p e r f o r m a n ce .   C o m p ar ed   with   th e  b aselin e  m o d els  ( lin ea r   r eg r ess io n   an d   r id g e  r eg r ess io n )   th e  Ad aBo o s t  en s em b le  d em o n s tr ated   m ar k e d ly   s u p e r io r   p er f o r m an ce   ac r o s s   all  ev alu atio n   m etr ics.  On   th e  t est  s et,   Ad aBo o s t  ac h iev ed   a n   R 2   o f   0 . 9 9 7 5 7 5 ,   an   MA E   o f   0 . 0 8 5 8 8 4 ,   a n d   a  MSE   o f   0 . 0 0 9 8 4 1 ,   s u b s tan tially   o u tp e r f o r m in g   lin ea r   r eg r ess io n   (R 2   =   0 . 8 2 8 7 2 5 ;  MA E   =   0 . 4 0 9 9 0 5 ;  an d   MSE   =   0 . 6 9 5 0 7 5 )   an d   r id g e  r eg r ess io n     (R 2   =   0 . 9 8 8 3 3 5 ;  MA E   =   0 . 1 7 9 7 8 0 ;  an d   MSE   =   0 . 0 4 7 3 3 9 ) .   T o   s tatis tically   v er if y   t h at  m o d el  p e r f o r m an ce   d if f er en ce s   wer e  n o t  d u e  t o   r an d o m   v ar iatio n ,   9 5 %  co n f id en ce   in ter v al s   ( C I )   wer e  ca lcu lated   f o r   ea c h   ev alu atio n   m etr ic  ( MSE ,   MA E ,   an d   R 2 )   u s in g   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n .   T h e  r esu ltin g   n ar r o w  in te r v als   ( av er ag e   ±   0 . 0 2 )   i n d icate   s tab le  p er f o r m an ce   ac r o s s   f o ld s .   Fu r th er m o r e,   a  p ai r ed - s am p les  t - test   was   p er f o r m ed   to   e v alu ate  wh et h e r   Ad aBo o s t  d i f f er ed   s ig n if ica n tly   f r o m   th e  b aselin e  m o d el s   ( lin ea r   r eg r ess io n   an d   g r ad ien t   b o o s tin g ) .   T h e   test   co n f ir m e d   th at   Ad aBo o s t’ s   im p r o v em e n t  in   p r e d ictiv e  ac cu r ac y   was  s tatis t ically   s ig n if ican t  α   =   1 0 %)  f o r   all  th r ee   m etr ics  ( p   =   0 . 0 6 9 6 ;  p   =   0 . 0 9 9 3 ;  an d   p   =   0 . 0 6 5 0 ) ,   v alid atin g   th at  th e  o b s er v e d   d if f er en ce s   wer e  n o t a ttrib u ta b le  to   s am p li n g   n o is e.   Fu r th er m o r e ,   Fig u r e  3   p r esen ts   p lo ts   co m p ar in g   ac tu al   v er s u s   p r ed icted   v alu es  f o r   d if f e r en t   r eg r ess io n   m o d els.  T h e  d ata  p o in ts   ( b ef o r e  a n d   a f ter   R FE)   clu s ter   n ea r   th e  d ia g o n al  a cr o s s   m o s t  m o d els,   in d icatin g   g o o d   p r e d ictiv e  ac c u r ac y   o v er all.   Am o n g   all  m o d els,  Ad aBo o s t  an d   k - n ea r est  n eig h b o r s   s h o w  th e   h ig h est  co n s is ten cy ,   with   p r e d ictio n s   tig h tly   g r o u p ed   with i n   th e  ±   0 . 5   b a n d .   R an d o m   f o r est  an d   E last icNe t   also   p er f o r m   well,   with   o n ly   s lig h t  d is p er s io n   at   th e  e x tr em es.  I n   c o n tr ast,  s u p p o r t  v ec to r   r eg r ess io n   e x h ib its   s y s tem atic  b ias  an d   lar g e  s ca tter   awa y ,   in d icatin g   th at  it   f ail s   to   ca p tu r e  th e   r esp o n s e  r elia b ly   f o r   t h is   d ataset.   Me an wh ile,   d ec is io n   tr ee s   ex h ib it h ig h   v ar ian ce ,   with   a  m u c h   wid er   d is tr ib u tio n   th a n   en s e m b le  m eth o d s .   T h is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t   20 26 :   3 5 6 8 - 3 5 8 0   3574   is   ad d r ess ed   b y   e n s em b le  m et h o d s   ( r a n d o m   f o r est,  g r ad ie n t   b o o s tin g ,   an d   Ad aBo o s t)   wh i ch   r ed u ce   v ar ia n ce   an d   im p r o v e  g en er aliza tio n .       T ab le  4 .   C o m p a r is o n   o f   r eg r es s io n   m o d els b ased   o n   p er f o r m an ce   m etr ics   M o d e l   p e r f o r ma n c e   B e f o r e   o p t i m i z a t i o n   A f t e r   o p t i m i z a t i o n   M S E   M A E   R 2   M S E   M A E   R 2   Li n e a r   r e g r e s si o n   0 . 4 6 2 6 3 1   0 . 4 4 7 1 0 1   0 . 8 3 7 9 7 4   0 . 6 9 5 0 7 5   0 . 4 0 9 9 0 5   0 . 8 2 8 7 2 5   R i d g e   r e g r e ss i o n   0 . 0 6 5 0 9 4   0 . 1 8 9 2 7 8   0 . 9 7 7 2 0 2   0 . 0 4 7 3 3 9   0 . 1 7 9 7 8 0   0 . 9 8 8 3 3 5   El a s t i c   N e t   0 . 0 1 3 6 3 9   0 . 0 9 6 6 3 9   0 . 9 9 5 2 2 3   0 . 0 1 6 3 1 9   0 . 1 1 8 0 7 4   0 . 9 9 5 9 7 9   G r a d i e n t   b o o s t i n g   0 . 0 3 8 3 2 9   0 . 1 2 1 3 7 0   0 . 9 8 6 5 7 6   0 . 0 3 7 6 6 8   0 . 1 3 2 7 9 7   0 . 9 9 0 7 1 8   R a n d o m f o r e s t   0 . 0 1 1 7 2 1   0 . 0 8 4 7 5 8   0 . 9 9 5 8 9 5   0 . 0 1 4 6 0 6   0 . 1 0 0 5 9 5   0 . 9 9 6 4 0 1   S u p p o r t   v e c t o r   r e g r e ss i o n   2 . 5 0 4 1 9 6   0 . 8 8 0 2 4 6   0 . 1 2 2 9 6 2   3 . 8 4 7 4 3 0   1 . 2 8 4 7 2 6   0 . 0 5 1 9 4 3   D e c i s i o n   t r e e   0 . 0 8 5 1 5 9   0 . 1 5 1 3 0 1   0 . 9 7 0 1 7 5   0 . 2 1 5 1 6 2   0 . 2 5 6 3 4 8   0 . 9 4 6 9 8 1   K - n e a r e s t   n e i g h b o r s   0 . 0 1 1 7 2 0   0 . 0 8 3 8 6 8   0 . 9 9 5 8 9 5   0 . 0 1 1 9 6 3   0 . 0 8 5 7 7 1   0 . 9 9 7 0 5 2   A d a B o o st   0 . 0 0 9 8 6 8   0 . 0 8 0 5 0 6   0 . 9 9 6 5 4 4   0 . 0 0 9 8 4 1   0 . 0 8 5 8 8 4   0 . 9 9 7 5 7 5           Fig u r e  3 .   Actu al  v er s u s   p r ed ic tio n   v alu es o f   o y s ter   m u s h r o o m   p r o d u ctio n   t h r o u g h   all  m o d els       T h e   h i g h   R 2   v a l u e s   ac r o s s   e n s e m b l e  m o d e l s   ( p ar t i c u la r ly   A d a B o o s t  a n d   r a n d o m   f o r e s t )   i n d i c a t e  t h a t   th e  v ar i an c e  i n   o y s t e r   m u s h r o o m   p r o d u c t io n   i s   p r ed o m in an t l y   e x p l a in e d   b y   a g r i c u l tu r a l  v a r i ab l e s   r a t h er   th an   b y   en v i r o n m e n ta l   o r   e c o n o m i c  f a c to r s .   T h i s   f i n d i n g   s u g g e s t s   t h a t  m u s h r o o m   y i e ld   d y n am i c s   in   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       Da ta - d r iven   a n a lysi s   o f g r o w th   fa cto r s   in   o yster   mu s h r o o m  cu ltiva tio n :   a   c a s e  s tu d y  … ( Y o s ef  B u d ima n )   3575   I n d o n e s i a   a r e   h ig h ly   s en s i t i v e   t o   th e   p r o d u c t i v it y   o f   c o m p l e m en t a r y   cr o p s   s u ch   a s   to m a t o ,   c h i l i,   an d   r ed   o n i o n ,   w h i ch   s h a r e  s i m i l ar   in p u t  r e s o u r c e s   an d   s e a s o n a l   c y c l e s .   T h e   s t r o n g   p r ed i c t i v e  a l i g n m en t   ac r o s s   f o l d s   a l s o   r e f le c t s   m o d e l   r o b u s t n e s s ,   m e an i n g   t h a t   th e   p att e r n s   i d en t i f ie d   a r e   n o t   r an d o m   a r t i f ac t s   o f   d a t a   s a m p l i n g   b u t  co n s i s t e n t  r e la ti o n s h ip s   th a t   g e n e r a l i ze   ac r o s s   r e g io n s .   T h i s   i n te r p r e t a t io n   a l ig n s   w i t h   t h e  n o t io n   t h a t   a g r i c u l tu r a l   c o - m o v em e n t s   an d   cr o p   i n t er d ep e n d en c i e s   f o r m   a   k ey   s t r u c tu r a l   co m p o n e n t   o f   r u r al   p r o d u c t i o n   s y s t em s .   H en c e ,   t h e  m o d e l’ s   p e r f o r m a n ce   n o t   o n ly   d e m o n s t r a t e s   co m p u t a t io n a l  a c cu r ac y   b u t   a l s o   s u p p o r t s   a   s u b s t an t i v e   ag r o n o m i c   in t e r p r e t at io n   l i n k i n g   i n te r - c r o p   b e h av i o r   t o   m u s h r o o m     y i e l d   p r e d i c t ab i l i ty .   T o   ass ess   th e  m o d el’ s   f ea s i b ilit y ,   its   tr ain in g   a n d   v alid atio n   p e r f o r m an ce   was  m o n i to r ed   o v er     5 0   ep o ch s   u s in g   MSE   a n d   M AE ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  4 .   T h e  MSE   p lo t  i n   Fig u r e  4 ( a)   s h o ws  a  s tead y   an d   co n s is ten t  d ec r ea s e  in   th e   tr ain in g   a n d   v alid atio n   lo s s es,  with   co n v er g en ce   o b s er v ed   ar o u n d   ep o ch   2 0 .   B ey o n d   th is   s tag e,   th e   MSE   d ec r ea s es  to   n ea r ly   ze r o   an d   r e m ain s   r elativ ely   s tab le,   s u g g e s tin g   th at  th e   m o d el  h as  ef f ec tiv ely   ca p tu r ed   t h e  u n d er ly in g   d ata  p atter n s   with o u t  ex h ib itin g   s u b s tan tial  o v er f it tin g .   Mo r eo v er ,   th e   v alid atio n   lo s s   co n s is ten tly   tr ac k s   th e  tr ain in g   lo s s   th r o u g h o u t  th e  ep o ch s ,   in d icatin g   s tr o n g   g en er aliza tio n   to   p r ev io u s ly   u n s ee n   d ata.   Similar ly ,   th e  MA E   p lo t  in   Fig u r e  4 ( b )   r ef lects  a  d ec r ea s in g   tr en d   in   b o th   tr ain in g   an d   v alid atio n   er r o r s ,   with   a  s h ar p   d ec lin e   u n til  ar o u n d   ep o c h   2 0 .   B ey o n d   th is   p o in t,  t h e  MA E   v alu es  r ea ch   a  p latea u   an d   s h o w  m in im al   f lu ctu atio n ,   f u r th er   in d icatin g   co n v er g e n ce .   T h e  clo s e  co r r esp o n d en ce   b etwe en   th e   tr ain in g   an d   v alid atio n   MA E   cu r v es  d em o n s tr ates  th at  th e  AI /ML   m o d el  p r eser v es  s tr o n g   p r ed ictiv e   ca p ab ilit y   o n   th e  c r o s s - v alid a tio n   s et.   T h e  co n s is ten tly   lo w  f in al  er r o r   v alu es  f u r th e r   c o n f ir m   th e  m o d el’ s   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess   in   r eg r ess io n   an d   f o r ec asti n g   ap p licatio n s .         ( a)     ( b )     Fig u r e  4 .   Mo d el  lo s s   f u n ctio n s   of   ( a)   MSE   an d   ( b )   MA E       Featu r e  ef f ec ts   wer e   in ter p r eted   u s in g   SHAP  to   ex p lain   th e  en s em b le  m o d el’ s   p r ed ictiv e  b eh a v io r   b y   q u an tif y in g   th e  ad d itiv e  co n tr ib u tio n   o f   ea ch   in p u t  v ar i ab le.   I n   p ar allel,   PDPs   wer e  u s ed   to   illu s tr ate  th e   m ar g in al  in f lu en ce   o f   in d iv id u al  f ea tu r es  o n   t h e  m o d el’ s   p r ed icted   o y s ter   m u s h r o o m   y ield .   As  s h o wn   in   Fig u r e  5 ,   th e   g lo b al  SHAP  d is tr ib u tio n   r e v ea ls   a  d is tin ct  d o m in an ce   o f   ag r o n o m ic  p r ed ict o r s ,   p ar ticu lar ly   r ed   o n io n ,   to m ato ,   an d   ch ili  p r o d u ctio n ,   wh ich   h as  th e  s tr o n g est p o s itiv e  ef f ec t o n   th e   m o d el’ s   p r ed ictio n .   Ma r k et  d em an d   an d   p o p u latio n   r an k   n ex t   in   im p o r tan ce ,   s u g g est in g   th at   p r o d u ctio n   i n ten s ity   an d   d em o g r a p h ic   p r ess u r e  jo in tly   in f lu en ce   v a r iatio n s   in   y ield .   I n   c o n tr ast,   en v ir o n m en tal  a n d   m ac r o ec o n o m ic  in d icato r s   ( s p ec if ically   C O,   C O 2 ,   an d   GDP)   d em o n s tr ate  n ea r - ze r o   SHAP  m ag n itu d es,  s u g g esti n g   th eir   lim ited   ex p lan ato r y   p o we r   with in   th e  f itted   m o d el  s p ac e.   C o n s eq u en tly ,   Fig u r e   6   s h o w s   h o w  PDP  ch an g es  as  ea ch   f ea tu r e  m o v es  th r o u g h   its   r an g e.   T o m ato   an d   r ed - o n io n   p r o d u ctio n   b o th   p u s h   p r ed ictio n s   u p   s tead ily ,   wh ile  ch ili  p r o d u ctio n   is   m o s tly   f lat  u n til  h ig h er   v alu es,  wh er e  it  g iv es  a  late   b o o s t.  Po p u latio n ,   m ar k et  d e m an d ,   an d   C O 2   h av e  a  s tep - lik e  ef f ec t  an d   less   s ig n if ican t.  I n   co n tr ast,  C O  ex h ib its   a  s lig h t  n e g ativ e  tr en d   an d   co n tr ib u tes  m in im al ly   to   th e   m o d el’ s   p r ed ictio n ,   in d icatin g   a  wea k   in v er s e  ass o ciatio n   with   th e  e s tim ated   o u tco m e.   Mo r eo v e r ,   GDP  i s   th e  wo r s t   f ea tu r e  ca u s in g   f lu ctu atio n s ,   wh ich   in d icate s   u n b alan ce d   d ata.   T h is   ca n   h ap p en   d u e  to   m is alig n ed   v ar iab les   ( NaN )   o r   d ata  n o is e.   As a  r esu lt,  m o s t im b alan ce d   d ata  ( GDP)   wea k en s   SHAP f o r   its   im p o r tan ce   v alu e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  15 ,   No .   4 ,  Au g u s t   20 26 :   3 5 6 8 - 3 5 8 0   3576       Fig u r e  5 .   Glo b al  SHAP f ea tu r e  im p ac t in   Ad aBo o s t  m o d el  a f ter   R FE               Fig u r e  6 .   PDP   o f   ea c h   f ea tu r e   to   s elec ted   tar g et  af ter   R FE       B u ild in g   o n   th ese  in ter p r etab ilit y   in s ig h ts ,   th e  en s em b le  f r am ewo r k   ex h ib its   s tr o n g   p o ten tial  f o r   cr o s s - d o m ain   ad ap tatio n .   B ec au s e  th e  d o m in a n t  p r ed icto r s   r ef lect  f u n d am e n tal  p r o d u ctio n   d y n am ics  r ath er       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       Da ta - d r iven   a n a lysi s   o f g r o w th   fa cto r s   in   o yster   mu s h r o o m  cu ltiva tio n :   a   c a s e  s tu d y  … ( Y o s ef  B u d ima n )   3577   th an   co n tex t - s p ec if ic  n o is e,   th e  m o d el  ar ch itectu r e  ca n   b e  ex ten d ed   to   o t h er   cr o p s ,   clim ates,  o r   r eg io n s   with   m in im al  s tr u ctu r al  m o d if icatio n   [ 2 4 ] .   Fo r   o th er   c o m m o d ities ,   th e  h o r ticu ltu r al  p r ed icto r s   c an   b e  r ep lace d   with   cr o p - s p ec if ic  v ar iab les  s u ch   as  cu ltiv ar   o r   s tr ain ,   s u b s tr ate  o r   f er tili ze r   r e g im es,  an d   p h en o lo g y   m a r k er s ,   wh ile  r etain in g   g en er al  d r iv er s   lik e  m ar k et  d em an d   a n d   p o p u latio n   d en s ity .   Fo r   n ew  g eo g r ap h ic  o r     clim atic  co n tex ts ,   ad d itio n al  co v ar iates,  in clu d in g   m u lti - y e ar   r ain f all  an d   n o r m al  tem p er atu r e,   h u m id ity   o r   v ap o r - p r ess u r e  d e f icit,  s o il  tex tu r e  an d   p H,   elev atio n ,   an d   m an ag em e n t  p r ac tices,  s h o u ld   b e  in co r p o r ated .   T h is   is   f o llo wed   b y   s p atial  k - f o ld   v alid atio n   to   m itig ate  g eo g r ap h ic  au to co r r elatio n .   W h en   lo ca l  d ata  ar e   lim ited ,   tr an s f er   lear n in g   o r   co v ar iate - s h if t  r ewe ig h tin g   c an   ad ap t  th e  p o o led   m o d el  with o u t  o v er f itti n g .   Op er atio n ally ,   co n s is ten t  u n it  h ar m o n izatio n ,   s en s o r   i n teg r atio n ,   an d   p er i o d ic  d r if t  m o n ito r in g   ar e  r ec o m m en d ed   as  p a r t  o f   a  m ac h in e  lear n in g   o p er atio n s   ( ML Op s )   r o u tin e.   A  with h eld   r eg io n al   ev alu atio n   co n f ir m e d   th at  m o d el  ac c u r ac y   r em ain e d   h i g h   u n d e r   th ese  ad ap tatio n s ,   in d icatin g   th at   th e  f r am ewo r k   s ca les  ef f ec tiv ely   ac r o s s   d iv e r s e  cr o p s   an d   en v ir o n m e n tal  s ettin g s   with   m in im al  r ec alib r atio n .     3 . 5 .     Rele v a nt  f ind ing s   T o   v alid ate  th e  r esear ch   f in d in g s ,   liter atu r e  s tu d ies  in   o t h er   p ap er s   wer e  ex am in ed .   A  r elev an t     s tu d y   co n d u cted   b y   Z h an g   e t  a l .  [ 2 5 ]   ex am i n ed   h o w  p r i ce   v o latilit y   in   o n e  ag r icu ltu r al  p r o d u ct   af f ec ts     o th er   p ar am eter s .   T h is   s tu d y   h ig h lig h ts   th at  p r ice  f lu ctu atio n s   in   ce r tain   ag r icu ltu r al   p r o d u cts,  s u c h   as   s o y b ea n s   o r   wh ea t,  ca n   h av e  s p illo v er   ef f ec ts   o n   r elate d   m ar k ets.  T h is   in ter d ep en d en ce   m ea n s   th at  a  p r ice   d ec r ea s e  in   o n e  co m m o d ity   ca n   lead   to   a  p r ice  d ec r ea s e  in   an o th er   co m m o d ity ,   esp e cially   wh en   th ese  co m m o d ities   ar e   s u b s titu tes  o r   s h ar e  th e   s am e  p r o d u ctio n   in p u ts .   An o th e r   r ele v an t  a r ticle  is   also   s u p p o r te d   b y     W an za la  an d   Ob o k o h   [ 2 6 ] .   T h e  f in d in g s   s h o w  th at  p r ice  a n d   p r o d u ctio n   m o v e m en ts   ca n   s ig n if ican tly   af f ec t  th e  p r o d u ctiv ity   o f   o th e r   r elate d   co m m o d ities ,   in d icatin g   s tr o n g   in ter d e p en d e n ce .   Simu ltan eo u s ly ,   ad o p tin g   d y n am ic  p r icin g   an d   v alu e ‐ ad d e d   ap p r o ac h es  ca n   h elp   m itig ate  th e  im p ac t   o f   s h o r t‐ ter m   co m m o d ity   f lu ct u atio n s .   W h en   wh o lesale  m u s h r o o m   p r ices  f all,   g r o wer s   m a y   r ed ir ec t  a  p o r tio n   o f   th eir   h ar v est  to   h ig h e r ‐ m ar g in   o u tlets ,   s u ch   as  d ir ec t ‐ to ‐ co n s u m e r   s ales  at  f ar m er s ’   m ar k ets,  o r   th e   p r o d u ctio n   o f   d r ied   an d   p u r e ed   m u s h r o o m   p r o d u cts  with   lo n g er   s h elf   liv es.  Mg e n d i  [ 2 7 ]   s u g g est  th at  th e   y ield   o p tim izatio n   m u s t  co n s id er   th ese  m ar k et‐ lin k ed   d y n am ics,  an d   g r o wer s   s h o u ld   in teg r ate  r ea l‐ tim e   m ar k et  an aly tics   d ir ec tly   i n to   th eir   cu ltiv atio n   p lan n in g .   B y   f ee d in g   liv e  p r ice  in d ices  f o r   k ey   s u b s tr ates  an d   co m p etin g   co m m o d ities   in to   d ata‐ d r iv e n   s ch ed u lin g   to o ls ,   f ar m er s   ca n   tim e  th eir   in o c u latio n   an d   f r u itin g   cy cles to   co in cid e  with   p e r io d s   o f   lo wer   in p u t c o s ts   o r   h ig h e r   m u s h r o o m   p r ices.   Fu r th er m o r e ,   b y   le v er ag in g   th e  d ig ital  twin   co n ce p t,  co m b i n in g   i n ter n et  o f   th in g s   s en s o r s   with   ML   alg o r ith m s ,   m u s h r o o m   g r o wer s   ca n   cr ea te  a  v ir t u al  r ep lica  o f   th eir   o y s ter   m u s h r o o m   c u ltiv atio n   en v ir o n m e n t.   T h is   d ig ital  m o d el  is   r elate d   to   th e  r esear ch   o f   L ath if ah   an d   Alb ar d a  [ 2 8 ] ;   an d   r e p licates  th e  r ea l - wo r ld   co n d itio n s   o f   t h e  g r o win g   f ac ilit y ,   allo win g   cu ltiv ato r s   to   m o n ito r   an d   ad ju s t  p ar a m eter s   in   r ea l  tim e.   As  a   r esu lt,  f ar m er s   g ain   clea r er   i n s ig h ts   in to   th eir   cr o p ’ s   h ea lth   a n d   d ev el o p m en t,  ca n   q u ic k ly   i d en tify   an d   co r r e ct  is s u es,  an d   u ltima tely   ac h iev e  m o r e  co n s is ten t,  h ig h er - q u ality   y ield s   with   less   m an u al  ef f o r t.       4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   h i g h lig h ts   th e   ef f ec tiv en ess   o f   e n s em b le  ML  a n d   f ea t u r e  s elec tio n   i n   ag r icu lt u r al  y ield   m o d elin g .   Data s et  r eliab ilit y   was  estab lis h ed   th r o u g h   p r e p r o ce s s in g ,   E DA,   a n d   v is u aliza tio n   o f   th e   tr ain in g   an d   test in g   r esu lts .   T h ese  p r o ce d u r es  en ab led   t h e  id en tific a tio n   an d   p r ed ictio n   o f   th e  k e y   f ac to r s   ass o ciate d   with   lo w  o y s ter   m u s h r o o m   p r o d u ctio n   in   I n d o n esia.  T h e  r e s u lts   s h o w  th at  ag r icu ltu r al  f e atu r es  s h o w  a  h ig h   co n tr ib u tio n ,   in clu d i n g   to m at o   p r o d u ctio n ,   s h allo t  p r o d u ctio n ,   ch ili  p r o d u ctio n ,   an d   cu cu m b er   p r o d u ctio n ,  co m p ar ed   to   e n v ir o n m en tal,   e co n o m ic,   an d   d em o g r ap h ic  f e atu r es.  Fu r th er m o r e,   th ese  p ar am eter s   wer e  u s ed   in   th e  tr ain - test   an aly s is   to   v is u alize   th e  ex ac t  v alu es  o f   th e  s tatis t ical  an aly s is   as  s h o wn   b y   th e  b est  m eth o d ,   n am ely   Ad aBo o s t,   with   R 2 ,   MSE ,   an d   MA E   v alu es   o f   0 . 9 9 7 5 7 5 ,   0 . 0 0 9 8 4 1 ,   an d   0 . 0 8 5 8 8 4 ,   r esp ec tiv ely .   R elate d   r esear ch   r elev an t  t o   t h e  r esear ch   f in d in g s   was  an aly ze d   to   v alid ate  th at  th e   f ea t u r es  o f   a g r icu ltu r al   p r o d u cts  af f ec t  th e  d ec lin e  o f   o th er   ag r ic u ltu r al  p r o d u ctio n .   T h is   s tu d y   o f f e r s   p r ac tical  co n tr ib u tio n s   to   th e  lo ca l  ag r icu ltu r al  s ec to r   b y   h e lp in g   f ar m er s   id en tify   k e y   f ac to r s   af f ec tin g   o y s ter   m u s h r o o m   p r o d u ctio n .   T h e  in s ig h ts   f r o m   th e   ML   m o d el   ca n   g u id e   d ata - d r iv e n   d ec is io n s   to   im p r o v e  a g r icu ltu r al   y ield   an d   s u p p o r t   s u s tain ab le  p r ac tices in   I n d o n esia.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h e  au th o r s   r ep o r t th at  n o   f u n d in g   o r   g r a n ts   wer e  o b tain e d   f o r   th e  p r ep ar atio n   o f   th is   m an u s cr ip t.       AUTHO R  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 e  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 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.