基于随机森林模型的商南县滑坡易发性评价

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我国滑坡灾害频发,分布范围广且破坏性强,导致国家的社会经济建设和人民的生命、财产遭受到重创。随着经济建设的不断发展,人类赖以生存的环境受到工程活动的扰动越来越严重,使得滑坡发生的频率和强度呈现出增长的态势。滑坡易发性评价对滑坡的空间分布和发生概率进行预测,为滑坡的风险管理、城市规划等提供重要的科学依据。商南县地处陕西省东南部的秦巴山区,地质构造复杂,地质环境条件较差,人类工程活动强烈,滑坡灾害愈演愈烈。因此开展滑坡的易发性评价对于实现滑坡的防治具有重要意义。本文在搜集商南县地质资料基础上,分析了研究区滑坡的特征及影响因素,建立了评价指标体系,基于GIS技术及R语言,通过随机森林模型得到商南县滑坡易发性区划。本文所做的研究工作及取得的成果如下:(1)以搜集整理的商南县地质资料和卫星影像数据为基础,分析了研究区内滑坡的发育及分布特征,研究了地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土体类型、新构造运动、地震、气象水文、人类活动等影响因素;(2)基于前人经验和评价指标的选取原则,本文选取了高程、坡度、坡向、地面粗糙度、平面曲率、剖面曲率、曲率、地形起伏度等地形地貌因子,选取岩土体类型、断层的地质构造因子,选取降雨量、河流的气象水文因子,选取道路的人类工程活动因子,选取归一化植被指数的植被因子,初步建立商南县滑坡地质灾害评价指标体系;(3)利用ArcGIS提取研究区栅格数据,基于R语言建立随机森林模型,绘制ROC曲线评价模型,最终得出商南县滑坡易发性分布图、基于平均基尼指数降低度和平均准确率降低度的因子重要性分布图,其中断层缓冲区、高程、坡向、岩土体类型、剖面曲率、坡度是商南县研究区滑坡发生的主要因素;(4)ROC曲线下面积AUC值为0.835,表明随机森林模型分区的精度较高,利用自然断点法将研究区划分为低、中、高、极高易发区4个部分,其中低易发区面积480.19 km2,占全县面积的20.81%,中易发区面积577.89 km2,占全县面积的25.05%,高易发区面积735.26 km2,占全县面积的31.87%,极高易发区面积513.66 km2,占全县面积的22.27%。
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