北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室
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重庆大学研究团队使用随机森林和极端梯度提升模型进行滑坡易发性制图 刘汉星 复合链生自然灾害 2024-06-13 08:21 北京
发布时间: 2023-09-08  

【研究概况】

滑坡易发性分析对于滑坡风险管理至关重要,但现有分析方法存在解释性不足和准确性有待提高的问题。重庆大学土木工程学院 Luqi Wang等学者探讨随机森林(RF)和极端梯度提升(XGBoost)模型在滑坡易发性评估中的应用效果,并比较在中国西南部重庆奉节县这一典型滑坡易发区的适用性。该研究为提高滑坡易发性评估的准确性和实用性提供了科学依据,并有助于更有效地进行滑坡风险管理和防治。

【研究区域】

重庆位于四川盆地东部,东邻大巴山和武陵山。奉节县位于重庆市东北部,属于亚热带湿润季风气候,年均降水量1132毫米。该县地处四川盆地东缘,地形受地质构造控制,以背斜山和向斜谷为主,走向与构造线一致。奉节县地形中间低、两侧高,海拔-28-2115米,地表起伏大。地层主要是侏罗系和三叠系,岩性以泥岩、页岩、砂岩、白云岩和石灰岩为主。

【研究方法】

奉节县滑坡易发性评估主要包括以下四个步骤:(a) 编制当地滑坡数据库和准备影响因素,(b) 构建完整的数据集,以及RF和XGBoost模型的超参数优化,(c) 制作滑坡易发性图, (d) 多指标比较评估(图)。



【研究结论】

本研究通过参数优化提出了随机森林(RF)和极端梯度提升(XGBoost)两种滑坡易发性模型,并对奉节县的滑坡灾害进行了多条件分析比较。研究发现,RF模型在易发性评估中表现更佳,准确性和F分数比XGBoost提高了近2%,且在极高易发性区预测最佳。此外,RF模型中滑坡与易发性图的关联更强。土地利用、高程和岩性是滑坡发生的主要影响因素,人类活动导致斜坡稳定性降低,岩体破碎,抵抗风化能力减弱,侏罗系地层的砂岩、泥岩易发生滑坡。

该文章发表在期刊 Geological Journal 上,内容详见:Zhang, W., He, Y., Wang, L., Liu, S., & Meng, X. (2023). Landslide Susceptibility mapping using random forest and extreme gradient boosting: A case study of Fengjie, Chongqing. Geological Journal, 58(6), 2372-2387.

原文链接:https://doi.org/10.1002/gj.4683


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