基于LightGBM模型的甘肃省临夏县滑坡易发性评价

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：何哲，石玉玲，李富春，贾卓龙，晏长根

单位：（1.长安大学公路学院,2.长安大学地质工程与测绘学院,3.中国二十二冶集团有限公司西北分公司

摘要：甘肃省临夏县地质环境复杂，滑坡灾害发育，对当地居民生产生活造成严重威胁，亦对工程建设的开展造成一定阻碍，因此，选取高效准确的机器学习方法对临夏县进行滑坡易发性评价具有重大意义。首先依据遥感影像和野外勘察资料，选取了1 718处滑坡样本，遴选了滑坡灾变的16种影响因子并建立滑坡影响因子评价体系；再结合预测精度和运行时间等指标对比了轻量级梯度提升机（LightGBM）模型与主流机器学习模型的性能；最后利用混淆矩阵分级方法进行了基于LightGBM模型的临夏县滑坡易发性评价。结果表明：临夏县重要滑坡影响因子为地表植被和地形地貌因子，其中土地覆盖为最主要影响因子；LightGBM模型预测精度高达0.931，且运行速度仅为11.7 s，既能保证高精度又极大提升了运行效率；在抽稀后的数据集上，LightGBM模型的预测表现、校准程度和分级结果均优于随机森林（RF）模型；混淆矩阵分级法的较高和高易发区内滑坡分布更为集中，在14.94％的区域内分布着86.86％的滑坡灾害点。滑坡易发性评价结果较好地反映了研究区内滑坡分布发育情况，可为当地工程建设及防灾减灾工作提供一定指导。

关键词：滑坡,易发性评价,轻量级梯度提升机,机器学习,甘肃省临夏县

基金资助：国家自然科学基金项目（42077265）；甘肃省交通运输厅科技项目（2022-15）