使用深度学习和高分辨率空中图像进行全国范围的公开牛料场检测:空间分布和动物福利分析
Uilson R V Aires1, Vitor S Martins1, Dakota J Hester1
1Department of Agricultural and Biological Engineering, Mississippi State University, Starkville, MS, 39762, United States.
这项研究开发了一个使用人工智能的自动化系统,从空中图像中检测牛养场,创建一个国家数据库,以帮助动物福利和环境管理.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 环境科学 环境科学
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 开放的牛养场是美国重要的动物养业务.
- 目前,这些设施的综合性国家数据库有限.
- 了解料区的分布对于动物福利和环境影响评估至关重要.
研究的目的:
- 在全国范围内开发和验证一个用于检测公开牛养场的框架.
- 使用空中图像和人工智能创建一个全面的料场位置数据集.
- 分析环境压力因素和对动物福利的潜在影响.
主要方法:
- 使用了你只看一次 (YOLO) 对象检测模型 (YOLOv11m变体).
- 在11746个标记的料点和13000个来自空中图像 (NAIP) 的背景补丁的数据集上训练了模型.
- 处理了43TB的空中图像,遍布美国 (CONUS) 周边地区,用于全国范围的推断.
主要成果:
- 在CONUS地区成功检测到超过24000个牛养场.
- 实现了高性能指标:精度 (0.88),回忆 (0.85) 和F1得分 (0.86).
- 在中西部和德克萨斯州的大型设施中发现了高度,伴随着热应激和稳定的风险.
结论:
- 自动化料区检测为美国牛肉生产提供了宝贵的见解.
- 开发的框架允许改善动物福利和减轻环境影响的战略.
- 这项技术支持农业和环境管理中的数据驱动决策.
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