基于随机森林算法的水土流失影响因子重要性分析

发布时间：2022-02-10 07:34

　　水土流失是诸多因素综合所致,确定水土流失因子的重要性具有重要意义。本文以福建省为例,利用土壤侵蚀强度等级数据及导致水土流失的年侵蚀降雨量、土壤类型、坡度、坡长、植被覆盖度及土地利用类型等数据,引入随机森林算法,提出通过平均精确率减少值（MDA）和平均不纯度减少值（MDG）归一化相加的方法确定要素重要性,并与MDA和MDG排序赋值相加的方法进行对比。结果表明:随机森林算法适用于水土流失影响因子重要性分析;归一化相加法对因子重要性的表征效果较好,优于排序赋值相加法,不仅能判别因子的相对重要性,还可定量表达因子间差异的显著性;在所分析的六个要素中,植被覆盖度最为重要,地形特征次之,而土壤类型对是否发生水土流失重要性影响较弱,与已有的实验和研究结果吻合,结果合理。在判断无流失与其它流失等级间关系时,植被覆盖度的重要性具有很大的优势,量级上是第二位的2倍以上。 

【文章来源】：自然灾害学报. 2019,28(04)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

基于ＲF的因子重要性分析流程Fig．1ProcessofimportanceanalysisforＲFfactor

第4期陈妙金，等:基于随机森林算法的水土流失影响因子重要性分析图9不同特征及不同实验中MDA和MDG归一化相加法结果Fig．9ThesumofnormalizedMDAandMDGusingthesortingandadditionmethodindifferentcharacteristicsandexperiments而中轻度－中度以上流失、无－中轻度－中度以上流失的OOB误差相对较大，主要是中轻度－中度以上区分度减弱。植被覆盖度在中轻度－中度以上实验中发生了明显的下降趋势，尽管重要性依旧排名第一，但是与其它特征间的重要性指标差异较小。这是由于在判定植被覆盖度和水土流失关系时存在有效盖度即林草地土壤流失量达到允许流失量时的盖度，高于有效盖度的区域即为微度或无流失区［35］。现有的研究中如刘斌等［36］通过实测不同林草地覆盖度下水土流失情况，认为植被覆盖度超过60%时，林地土壤流失很轻微或基本不发生侵蚀;戴金梅等［37］则以75%为界;陈燕红等［38］认为在福建吉溪流域植被覆盖度大于78．3%将不会发生水土流失。故而在剔除无流失的情况下，同时剔除了所有植被覆盖度较好(高于有效盖度)的区域。植被覆盖度的范围由原有的0－1之间有所缩小，因此植被覆盖度对于区分轻中度与中度以上的水土流失重要性有所下降。4结论本文以福建省为例，采用了随机森林算法对影响水土流失的各特征参数进行重要性分析，主要结论如下:(1)随机森林方法可以用于水土流失影响因子的重要性分析，综合MDA和MDG的重要性结果，改进现有的排序赋值相加方法，提出了归一化相加法，该方法与排序赋值结果相似，可以定量地表征不同特征的差异性，且所得结果与现有研究较为吻合，具有合理性。(2)不管是面向?


本文编号：3618504