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This work was supported by the Spanish Research State Agency (AEI) through the Project PID2020-113229RB-C41/AEI/10.13039/501100011033. The lead author, G.A. Mesias-Ruiz has been a beneficiary of a FPI fellowship by the Spanish Ministry of Education and Professional Training (PRE2018-083227) . The research of I. Borra-Serrano was financed by the grant FJC2021-047687-1 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and European Union NextGenerationEU/PRTR.

Análisis de autorías institucional

Mesias-Ruiz, G AAutor o Coautor

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18 de junio de 2024
Publicaciones
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Artículo

Weed species classification with UAV imagery and standard CNN models: Assessing the frontiers of training and inference phases

Publicado en:Crop Protection. 182 106721- - 2024-08-01 182(), DOI: 10.1016/j.cropro.2024.106721

Autores: Mesías-Ruiz, GA; Borra-Serrano, I; Peña, JM; de Castro, AI; Fernández-Quintanilla, C; Dorado, J

Afiliaciones

Natl Agr & Food Res & Technol Inst INIA CSIC, Environm & Agron Dept, Crta Coruna Km 7-5, Madrid 28008, Spain - Autor o Coautor
Spanish Natl Res Council, Inst Agr Sci, C Serrano 115b, Madrid 28006, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Sch Agr Food & Biosyst Engn ETSIAAB, Ave Puerta Hierro 2, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Accurate weed species identification is crucial for effective site -specific weed management (SSWM), enabling targeted and timely control measures for each weed in crop field. This study advanced the current approach to species -level weed identification during the early growth stage by integrating unmanned aerial vehicles (UAVs) imagery with standard convolutional neural networks (CNNs) models such as VGG16, Resnet152 and InceptionResnet-v2. For this, a robust dataset was created with 33,467 labels of weeds ( Atriplex patula , Chenopodium album , Convolvulus arvensis , Cyperus rotundus , Lolium rigidum , Portulaca oleracea , Salsola kali , Solanum nigrum ) and crops (maize, tomato), which was subjected to different training, validation and test scenarios. Model inputs were adjusted in order to align them with the information represented by the UAV images. Initially, models were developed in balanced scenarios, gradually increasing label numbers to assess their performance. InceptionResNet-v2 achieved over 90% accuracy with 400 labels, while ResNet152 and VGG16 required 600 and 800 labels, respectively, for similar accuracy. In a more complex and realistic scenarios with unbalanced datasets, Inception-ResNet-v2 outperformed, likely due to its deeper architecture and enhanced capability to capture intricate features and patterns within UAV images. The study emphasized the importance of the minority -tomajority species ratio in unbalanced datasets, which affects minority species classification. To prevent misclassification, it is crucial to determine the right number of labels for CNN model training and validation. Weed maps were generated after species classification using the Faster R -CNN algorithm as an object detector. This advancement in methodology facilitates the precise and efficient implementation of SSWM techniques.

Palabras clave

Deep learningFaster r–cnnFasterr-cnInception-resnet-v2Resnet152Site-specific weed management (sswm)Vgg16

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Crop Protection debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2024 aún no existen indicios calculados, pero en 2023, se encontraba en la posición 31/129, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Agronomy.

2025-08-02:

  • Google Scholar: 1
  • WoS: 3
  • Scopus: 6

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-08-02:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 36.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 45 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 5.75.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 7 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (MESIAS RUIZ, GUSTAVO) .