水土流失是諸多因素綜合所致,確定水土流失因子的重要性具有重要意義。本文以福建省為例,利用土壤侵蝕強度等級數(shù)據(jù)及導致水土流失的年侵蝕降雨量、土壤類型、坡度、坡長、植被覆蓋度及土地利用類型等數(shù)據(jù),引入隨機森林算法,提出通過平均精確率減少值（MDA）和平均不純度減少值（MDG）歸一化相加的方法確定要素重要性,并與MDA和MDG排序賦值相加的方法進行對比。結果表明:隨機森林算法適用于水土流失影響因子重要性分析;歸一化相加法對因子重要性的表征效果較好,優(yōu)于排序賦值相加法,不僅能判別因子的相對重要性,還可定量表達因子間差異的顯著性;在所分析的六個要素中,植被覆蓋度最為重要,地形特征次之,而土壤類型對是否發(fā)生水土流失重要性影響較弱,與已有的實驗和研究結果吻合,結果合理。在判斷無流失與其它流失等級間關系時,植被覆蓋度的重要性具有很大的優(yōu)勢,量級上是第二位的2倍以上。 

【文章來源】：自然災害學報. 2019,28(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

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

第4期陳妙金，等:基于隨機森林算法的水土流失影響因子重要性分析圖9不同特征及不同實驗中MDA和MDG歸一化相加法結果Fig．9ThesumofnormalizedMDAandMDGusingthesortingandadditionmethodindifferentcharacteristicsandexperiments而中輕度－中度以上流失、無－中輕度－中度以上流失的OOB誤差相對較大，主要是中輕度－中度以上區(qū)分度減弱。植被覆蓋度在中輕度－中度以上實驗中發(fā)生了明顯的下降趨勢，盡管重要性依舊排名第一，但是與其它特征間的重要性指標差異較小。這是由于在判定植被覆蓋度和水土流失關系時存在有效蓋度即林草地土壤流失量達到允許流失量時的蓋度，高于有效蓋度的區(qū)域即為微度或無流失區(qū)［35］�，F(xiàn)有的研究中如劉斌等［36］通過實測不同林草地覆蓋度下水土流失情況，認為植被覆蓋度超過60%時，林地土壤流失很輕微或基本不發(fā)生侵蝕;戴金梅等［37］則以75%為界;陳燕紅等［38］認為在福建吉溪流域植被覆蓋度大于78．3%將不會發(fā)生水土流失。故而在剔除無流失的情況下，同時剔除了所有植被覆蓋度較好(高于有效蓋度)的區(qū)域。植被覆蓋度的范圍由原有的0－1之間有所縮小，因此植被覆蓋度對于區(qū)分輕中度與中度以上的水土流失重要性有所下降。4結論本文以福建省為例，采用了隨機森林算法對影響水土流失的各特征參數(shù)進行重要性分析，主要結論如下:(1)隨機森林方法可以用于水土流失影響因子的重要性分析，綜合MDA和MDG的重要性結果，改進現(xiàn)有的排序賦值相加方法，提出了歸一化相加法，該方法與排序賦值結果相似，可以定量地表征不同特征的差異性，且所得結果與現(xiàn)有研究較為吻合，具有合理性。(2)不管是面向?


本文編號：3618504