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基于GIS和信息量法的四川峨眉山市地质灾害易发性定量评价
引用本文:戴勇,孟庆凯,陈世泷,等,2024. 基于BPNN-SHAP模型的滑坡危险性评价:以伊犁河流域为例[J]. 沉积与特提斯地质,44(3):534−546. DOI: 10.19826/j.cnki.1009-3850.2024.07006
作者姓名:戴勇  孟庆凯  陈世泷  李威  杨立强
作者单位:1.青海大学土木水利学院,青海 西宁 810016;2.山地自然灾害与工程安全全国重点实验室,中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,四川 成都 610299;3.成都理工大学地球物理学院,四川 成都 610059;4.成都理工大学地球与行星科学学院,四川 成都 610059;5.成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川 成都 610059
基金项目:第三次新疆综合科学考察(2022xjkk0600);国家自然科学基金(42371091);中国科学院特别资助项目
摘    要:

为进一步提高滑坡危险性预测模型精度、增强模型可解释性,本文以新疆伊犁河流域为研究区,选取8个影响滑坡发生的危险性因子,在反向传播神经网络(BPNN)基础上,借鉴博弈论思想,构建一种可解释BP神经网络模型(BPNN-SHAP),解决神经网络滑坡危险性评价的“黑箱”问题。
将数据集分为70%训练集和30%测试集,采用5折交叉验证提高模型稳定性,对比深度神经网络(DNN)、随机森林(RF)和逻辑回归(LR)3个模型的评价精度,并探讨BPNN-SHAP预测结果的可解释性,完成区域滑坡危险性评价。研究结果表明:相较于其他模型,BPNN-SHAP模型的5个精度评价指标均为最高,分别是:准确率(A)=0.904、精准度(P)=0.911、召回率(R)=0.919、F1分数(F1Score)=0.915、曲线下面积(SAUC)=0.901;研究区滑坡极高、高危险区分别占比11.96%、15.53%,其中新源县和巩留县极高、高危险区占比最高,分别为51.1%、45.6%;滑坡主控因子为高程、坡度、降雨量和峰值地面加速度(PGA),定量揭示高程在

关 键 词:滑坡危险性评价  BP神经网络  5折交叉验证  可解释性  伊犁河流域
收稿时间:2024-05-30
修稿时间:2024-07-01
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