考虑InSAR地表形变的滑坡易发性评价负样本选取与结果优化

2025-07-24 30 2.71M 0

  摘要:滑坡易发性结果是滑坡灾害防控工作的重要参考,准确的建模对于灾害预警和风险管控至关重要。然而,在滑坡易发性建模过程中,非滑坡样本的选取存在较强的随机性,且未充分考虑滑坡负样本可能来源于潜在滑坡区域,导致评估结果的准确性受到限制。为此,提出了一种基于InSAR地表形变信息的滑坡负样本采样策略,以四川省汉源县为例,采用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术生成年平均地表形变速率,并从形变速率极低的区域中生成滑坡负样本。结果表明,在极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)和随机森林模型(random forest,RF)中,基于InSAR的采样方法均显著提升了模型的预测性能。其中,InSAR-RF模型的预测精度最高,AUC值为0.847,准确率为89.8%,相较于传统的缓冲区采样方法,分别提高了4.4%和5.7%。此外,通过将InSAR数据引入模型优化滑坡易发性制图结果,并利用SHAP(shapley additive explanations)算法解释模型内部的决策机制,进一步增强了滑坡易发性评价的科学性和可靠性。所提方法为InSAR技术在机器学习预测滑坡易发性中的应用提供了新思路。

  摘要:滑坡易发性结果是滑坡灾害防控工作的重要参考,准确的建模对于灾害预警和风险管控至关重要。然而,在滑坡易发性建模过程中,非滑坡样本的选取存在较强的随机性,且未充分考虑滑坡负样本可能来源于潜在滑坡区域,导致评估结果的准确性受到限制。为此,提出了一种基于InSAR地表形变信息的滑坡负样本采样策略,以四川省汉源县为例,采用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术生成年平均地表形变速率,并从形变速率极低的区域中生成滑坡负样本。结果表明,在极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)和随机森林模型(random forest,RF)中,基于InSAR的采样方法均显著提升了模型的预测性能。其中,InSAR-RF模型的预测精度最高,AUC值为0.847,准确率为89.8%,相较于传统的缓冲区采样方法,分别提高了4.4%和5.7%。此外,通过将InSAR数据引入模型优化滑坡易发性制图结果,并利用SHAP(shapley additive explanations)算法解释模型内部的决策机制,进一步增强了滑坡易发性评价的科学性和可靠性。所提方法为InSAR技术在机器学习预测滑坡易发性中的应用提供了新思路。



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