基于随机森林的生态地质环境承载力评价_杜奥林.pdf
《基于随机森林的生态地质环境承载力评价_杜奥林.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于随机森林的生态地质环境承载力评价_杜奥林.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、doi:10.3969/j.issn.1007-1903.2023.02.006Vol.18 No.02 June,2023第 18 卷 第2期 2023 年 6 月http:/ 成都 610059)摘 要:城市发展是当下研究热点,了解一个城市的生态地质环境承载力,能衡量其地质-生态-经济的协调程度,对指导城市规划发展有重要意义。结合龙泉山城市森林公园环境现状,从地质环境、生态环境与社会经济3方面选取12个指标,利用随机森林优化主客观权重,测算区域生态地质环境承载力。研究结果表明:断裂密度与高程是龙泉山城市森林公园最重要的影响因子;研究区总体的生态地质环境承载力表现为中等,并呈中间低、两边高的
2、分布形态,承载力较差的区域主要分布研究区中部,承载力较好的则分布于贾家镇、三岔镇及煎茶镇等区域;随机森林方法的评价结果准确性与可靠性更高,更适合此研究区的生态地质环境承载力评价。关键词:环境承载力;随机森林;组合权重;龙泉山城市森林公园Bearing capacity evaluation of eco-geological environment with random forest methodDU Aolin,JIAN Ji(Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,Sichuan,china)Abstract:Urban devel
3、opment is a research hotspot at present,and understanding the bearing capacity of a citys eco-geological environment can measure its degree of geological-ecological-economic coordination,which is of great significance for guiding ur-ban planning and development.Based on the current situation of Long
4、quan Mountain Urban Forest Park,this paper selects 12 in-dicators from the three aspects of geological environment,ecological environment and social economy,and uses the subjective and objective weights of random forest optimization to measure the bearing capacity of the regional eco-geological envi
5、ronment.The results show that the fault density and elevation are the most important influencing factors.The overall bearing capacity of the eco-geological environment in the study area is medium,with a distribution pattern of low bearing capacity in the middle and high bearing capacity on the sides
6、.The random forest method used is highly accurate and reliable,and suitable for the evaluation of bearing capacity of the eco-geological environment in the study area.Keywords:environment bearing capacity;random forest;combined weights;Longquan Mountain Forest Park随着我国城市化推进与国民经济的快速发展,人们对地质环境的关注日益增加。
7、匡文慧等(2022)对中国20152020年土地利用变化的研究表明:我国城镇面积仍在扩展,且速度仍呈增长态势。在这样快速发展的大环境下,很容易忽视其带来的地质环境问题,导致城市的可持续性发展受到严重阻碍。生态地质环境研究的收稿日期:2023-03-22;修回日期:2023-04-18基金项目:国家重点研发计划课题(2021YFC3000401)资助第一作者简介:杜奥林(1998-),男,在读硕士,研究方向:3S技术与数字国土。E-mail:通信作者简介:简季(1972-),男,博士,教授。主要从事三维建模及高光谱遥感研究工作。E-mail:引用格式:杜奥林,简季,2023.基于随机森林的生态地
8、质环境承载力评价J.城市地质,18(2):160-168160杜奥林等 基于随机森林的生态地质环境承载力评价http:/ et al.,2023)等问题,如生态足迹模型、PSR模型等;而基于指标的评价方法相对更为简单快捷(ZHANG et al.,2023),解释性更强,更受学者们的欢迎。基于指标的评价结果主要受到权重影响,因此如何科学地计算权重十分重要。权重的计算方法主要分为主观赋权法与客观赋权法。主观赋权法受到决策者的主观影响,如孙金辉等(2018)利用层次分析法对北川县环境地质承载力进行了评价,但该方法缺乏数据支撑、不确定性大。客观赋权法主要依靠数据间的关系确定权重,何苏玲等(2022)
9、使用变异系数法评估昆明市资源环境承载力;尚海龙等(2020)通过改进的熵值法分析了贵州高原的水环境承载力在时空上的演变。另外,机器学习在承载力评价研究中也逐渐受到重视,随机森林作为一种集成机器学习算法,在解决非线性问题存在显著优势(刘飞等,2021;支泽民等,2022),且更能发现数据间的内蕴规律。但单个方法计算的权重存在局限性,相比之下组合权重则更为可靠,邓全成等(2022)利用加法合成法和乘法合成法分别合成组合权重,最后再对两个组合权重进行均值化,得到最终的组合权重;张杰等(2021)基于博弈论原理计算结合了主、客观权重。但如何科学地结合权重的主、客观性,目前仍没有统一标准。本文以龙泉山城
10、市森林公园作为研究区,提出一种基于随机森林的组合权重计算方法,深度结合决策者的主观分析与数据自身信息,以此提高承载力评价的准确性,评价结果可为龙泉山城市森林公园发展规划提供参考依据。1 研究区1.1 研究区概况龙泉山城市森林公园位于四川省成都市龙泉山脉成都段。南北横跨90 km,东西向绵延1012 km,占地面积1 275 km2。公园以丘陵为主,低山为辅,地势绵延起伏,海拔最高处可达1 051 m,区内河流众多、大小湖泊遍布、水资源丰富。龙泉山是岷江与沱江两大水系的分水岭,也是成都平原与川中丘陵的自然分界线,是成都市不可或缺的生态战略空间(成都市政府研究室课题组等,2018)。龙泉山城市森林
11、公园的建设是成都推动东进战略,实现两翼互动的重要突破点,也是实现成都市发展总目标“建设全面体现新发展理念的国家中心城市”的关键所在。随着成都市的迅速发展,龙泉山区域的经济水平也大幅上涨,尤其是龙泉山城市森林公园的旅游业,导致其人口和经济规模剧增。若不对其进行合理规划,将有可能超出其环境所能承载的范围,导致区域生态环境的恶化和资源的匮竭,甚至引起经济社会不可持续发展,其生态地质环境也面临着城乡建设的巨大威胁(米卉,2014)。因此对龙泉山城市森林公园进行生态地质环境承载力评价有着重要意义。1.2 地质状况龙泉山城市森林公园地处龙泉山褶断带,该褶断带主体前翼陡窄,后翼宽缓,在2个转折端发育有逆冲断
12、层。区内地层主要出露白垩系上统灌口组,白垩系下统曲寺组与苍溪组等,岩石硬度偏软,工程与水文地质条件中等复杂,主要地质灾害类型为滑坡、崩塌和不稳定斜坡。地质灾害类型主要以滑坡为主,占68.2%;其次为崩塌,占19%;其余为不稳定斜坡,占12.8%。在规模上,地质灾害类型绝大多数为小型,占87.2%;其次为中型,占 11.4%;仅少量大型,占 1.4%。(郭子奇等,2019)2 数据源及指标体系构建2.1 数据源生态地质环境承载力评价主要与地质、地质灾害点、降水、人口、GDP等因素有关。其中断层、岩性数据主要来自全国地质资料馆(https:/ 000全国地质图。高程数据来自地理空间数据云(http
13、:/ m分辨率DEM。坡度、切割深度由高程数据计算得到。地质灾害数据来源于中国161第 18 卷 第2期 2023 年 6 月科学院资源环境科学与数据中心(https:/ difference vegetation index,NDVI)表示,选取2021年LandSat 8遥感影像计算NDVI,分辨率为30 m,数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心(http:/ 3.10、sklearn包以及ArcGIS 10.7实现,并将研究区划分为30 m格网共4 757 920个评价单元。2.2 指标体系构建考虑到数据的可获取性以及龙泉山城市森林公园现状资料,同时对比近期相关研究成果(张圆圆,2
14、020;张元培 等,2020;支泽民 等,2022),本文从地质环境、生态环境和社会经济3方面分别选取高程、坡度、断层密度、岩性、切割深度、灾害点密度、年降水量、河网密度、植被覆盖度、道路密度、人口密度以及GDP密度评价地质环境承载力(图1),各指标空间分布如图2所示。2.3 指标分级由于各指标的量纲及范围不同,存在较大差异,因此需要进行分级。采用自然断点法将数据分为“差”“较差”“中等”,以及“较好”与“好”5类,并分别赋值15分(表1)。其中岩性为定性数据,将研究区内软质散体结构岩组赋值为“差”,而坚硬的砂岩加砾岩组赋值为“好”,介于二者之间的依次赋值为“较差”、“中等”、“较好”(郭子奇
15、 等,2019)。另外,年降水量、河网密度、植被覆盖程度属于正向指标(值越大,表示承载力越好),其余指标都为负向(越小越好),分级结果如表1所示。图1 龙泉山城市森林公园评价指标体系Fig.1 Evaluation index system of Longquanshan Urban Forest Park表1 评价指标分级结果Tab.1 Evaluation indicator grading results指标高程/m坡度/()切割深度/m断裂密度/(kmkm-2)岩性灾害点密度/(个 km-2)年降水量/mm河网密度/(kmkm-2)植被覆盖度道路密度/(kmkm-2)人口密度/(人 h
16、m-2)GDP密度/(亿元 km-2)评价指标分级好(5)4986.95130.016较坚硬坚硬的中厚层状砂岩加砾岩组1 1080.043 10.0858.172.96较好(4)4985786.9512.4913250.0160.040软硬相间的中厚层状砂岩、泥岩组0.121 0711 1080.0100.3700.4310.0850.1748.224.92.964.27中等(3)57866612.4918.4925380.0400.061软弱较坚硬薄层中厚层状砂、泥岩组0.361 0281 0710.0300.2760.3700.1740.30524.970.44.275.33较差(2)66
17、676718.4925.9238540.0610.078软弱薄层状泥、页岩岩组0.609761 0280.0550.1210.2760.3050.60370.4154.25.336.26差(1)76725.92540.078软质散体结构0.969760.0880.1210.603154.26.26162杜奥林等 基于随机森林的生态地质环境承载力评价http:/ 研究方法3.1 层次分析法层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是一种将复杂问题划分为多层次、多因素,并逐层次、分因素地解决该问题的方法。主要通过对指标进行两两比较,并用19的标度评价每个指标的重要性
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 随机 森林 生态 地质 环境 承载力 评价 奥林
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。