基于逻辑回归、人工神经网络和随机森林模型的兰州市滑坡敏感性评价研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang840911
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
兰州市是我国地质灾害高发城市之一,伴随着“一带一路”与“西部大开发”等战略的实施,不仅加快了城市的建设与发展,也加剧了相关的人类工程活动,同时也导致兰州市的滑坡灾害愈发频繁,因此分析滑坡灾害的影响因素,基于统计与机器学习模型对研究区滑坡灾害进行敏感性评价已经迫在眉睫,一方面便于深入了解兰州市滑坡灾害分布规律与环境背景因子间的关系,另一方面也为市政府进行土地利用规划与地质灾害防治提供相应的决策依据。国内的区域滑坡敏感性评价采用的传统统计方法解决非线性问题的能力相对较弱,评价精度受样本数据的精度限制,对于不同模型间评价效果的比较研究较少,并且对于分析结果的验证主要是对方法训练学习的准确性进行衡量,验证方法较为简单。近些年来随着计算机技术和数学算法的发展,国际上发展了许多新的评价方法,如:SVM(Support Vector Machine)和RF(Random Forests)等,这些新的方法能够快速处理大量数据,并且对于数据的特征能够较为准确的识别出来,所以本次研究探讨新的模型对于区域滑坡敏感性评价的适用性,并且比较不同方法的敏感性分区能力,为以后国内的区域滑坡敏感性评价的方法选择提供一定依据。本论文在分析研究区内所有滑坡灾害形成条件的基础上,选取了7个滑坡影响因素,在GIS(Geographic Information System,地理信息系统)环境下,建立兰州市滑坡灾害敏感性评价的逻辑回归、人工神经网络及随机森林模型,验证并分析不同模型结果的准确性与适用性。最终得到以下结论:(1)分析研究区内与滑坡形成的相关因素,最终选取了高程、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)、坡度、坡向、地层岩性、地貌与距沟谷距离作为影响因子。经过随机森林模型分析之后发现,不同影响因子对滑坡的影响程度不同,其中地貌、坡度、高程与NDVI为影响程度最大的四个因子,地貌因子中黄土和基岩对滑坡的影响最大;坡度越大,滑坡发生的概率越大;高程在1800-2600m的区间滑坡敏感性较高;NDVI在0.06-0.3范围内时,滑坡的敏感性较高。了解并分析滑坡影响因子,有助于更加深入的掌握滑坡灾害的分布规律与形成机理。(2)基于逻辑回归、人工神经网络和随机森林模型,对研究区进行滑坡灾害敏感性评价,三种敏感性评价结果显示,研究区中等敏感性以上的分区面积分别占总面积的28.9%、42.19%和37.02%,三种评价结果的敏感性分布与现有滑坡的空间分布基本一致,敏感性区域变化趋势也与实际情况基本吻合。利用人工神经网络和随机森林模型对研究区内滑坡极高敏感性区域进行滑坡类型的预测,其中,黄土滑坡主要分布在研究区宣家沟-后沟地区,皋兰山-烂泥沟与李麻沙沟地区也均有分布;基岩滑坡则主要分布于李麻沙沟区域;复合型滑坡主要分布在皋兰山-烂泥沟区域,其余零散的分布在研究区。预测滑坡类型的分布规律与现有不同类型的滑坡分布基本相同。(3)分别利用混淆矩阵、ROC(Receiver operating characteristic curve)曲线与PS-In SAR(Permanent Scatters In SAR)计算得到的区域地表变形结果对三种模型的结果进行验证与对比,得到逻辑回归的校正百分比准确率为86.20%;人工神经网络混淆矩阵准确率为80.8%,ROC曲线中AUC(Area Under Curve)为0.8796;随机森林混淆矩阵准确率为82.90%,ROC曲线中AUC为0.9118。PS-In SAR验证的准确率分别为62.01%、66.35%和73.74%。对比三种模型的敏感性评价结果,发现随机森林模型的评价结果准确性最高,对研究区的滑坡敏感性评价与实际情况基本吻合,最终认为随机森林模型更适用于研究区的滑坡灾害敏感性评价。
其他文献
随着我国经济发展不断加速,社会经济体制改革不断深化,我国现有社会管理模式逐渐显现出一些不足和弊端。社区居委会是我国基层社会管理的基本单元,在实践中,来自政府委派的任
技术侦查作为我国的秘密侦查,长期客观存在于我国的司法实践中。但由于大众对其知之甚少,且侦查部门在我国司法实践中长期处于强势地位。许多学者对其审批模式不甚理解,认为
清洁可再生能源是未来世界能源发展的方向,交直流混合微电网可以灵活合理地整合各类分布式电源和负荷从而大大降低新能源的波动性、瞬时性和间歇性对电网电能质量的影响,因此大力发展交直流混合微电网对新能源产业的发展具有重要意义。交直流混合微电网中的主要模块包括分布式电源、储能设备、交直流负荷和互联变流器,分布式电源出力由区域的自然条件决定;交直流负荷接入量由区域人文环境决定;只有储能容量和互联变流器容量是混
无刷直流电机驱动系统主要由电机本体、传感器、电压源逆变器和控制器四部分组成,由于传统的逆变电路开关函数模型只考虑了电路的控制变迁,而没有考虑与电路连续状态相关的条
政府权力的下放,促使公共企事业单位承担着越来越多的公共服务职能,公共企事业单位信息公开有利于改善公共企事业单位与公众信息的不对等性。完善的公共企事业单位信息公开诉
基于VIENNA拓扑展开研究的三电平PFC变换器是一种能主动治理谐波污染提高电网利用率的装置,它能实现输入电流正弦化,并以单位功率因数运行。在拓扑结构上,相比两电平拓扑以及
研究目的本研究通过检测肝癌临床标本中ANRIL的表达水平,同时研究肝癌患者的临床病理特点和预后与ANRIL的表达水平之间的关系;最后通过体外实验,探讨ANRIL对肝癌细胞株HepG2
采访是现代社会一种常见的交流方式,通过采访大众可以更多地了解受访者,同时在采访中也可以领略其语言、思想魅力。本论文是采访俄罗斯联邦对外情报局局长谢尔盖·纳雷什金的
目的:子宫内膜癌(Endometrial carcinoma,EC)是常见的女性生殖系统恶性肿瘤,国内外研究数据显示EC的发病率及死亡率呈持续上升趋势,严重危害女性健康。本课题组前期实验发现内脂素可以通过PI3K及MAPK通路影响EC细胞的增殖和凋亡,且与CD4+T细胞的浸润有关。辅助性T细胞9(T helper 9 cell,Th9)作为一种新型的CD4+T细胞亚群,PU.1为其特异性转录因子,
本文以1930-1937年间国民党系统的三大出版社——汗血书店、拔提书店、正中书局的新文学出版活动为研究对象,主要是通过对其出版物(图书和期刊)的解读、分析,来梳理其在政治