基于GIS 與隨機森林算法的斜坡單元類型劃分方法

劉 彬

（廣東省測繪產品質量監督檢驗中心，廣東 廣州 510075）

0.引言

斜坡單元是地震、泥石流等斜坡地質災害發育過程中最重要的衡量指標，因此可以通過探究斜坡單元的類型，衡量一片區域地質災害發生的機理、規律，并進行預測分析。在地理信息技術被廣泛應用于地質結構、地理觀測等學科之后，通過GIS進行地質表面的結構分析已經是一種十分普遍的行為。將斜坡單元類型的劃分應用在GIS中，是一個十分復雜的問題，現有的幾種劃分方法都不是很準確。

文獻[1]通過地理信息系統的應用，切割了斜坡單元周邊存在的界限，并基于紋理分水嶺劃分了斜坡單元的分割依據，并經過預處理的DEM圖像，以灰度矩陣的方式，對分水嶺的坡度進行了標記，使其能夠將正負地形中的分水嶺被準確劃分。這種方法相對于其他方法擁有更好的切割效果，但是在坡度的計算上準確度較差。文獻[2]通過敏感性評價獲取了地勢起伏的最佳提取單元，以均點算法計算了坡度的起伏均值，并獲取了平均峰值的分布關系。在不同的網格中計算了坡度提取的最佳面積。這種方法著重分析坡度起伏與峰值的關系，對溝谷斜坡密度的計算幫助不大。文獻[3]利用DEM坡度圖像計算出來同一單元下的數據精度，并通過Python ArcPy程序獲取了最佳統計單元的計算方法。在此過程中需要通過空間計算的方式，因此內存占用較大，運算時間較長，運算結果的準確度也不理想。綜合以上文獻，本文設計了一種以隨機森林算法為核心的GIS斜坡單元類型劃分方法，通過實時更新斜坡單元傾角度數，通過GIS劃定了斜坡單元分類標準，并通過隨機森林優化了斜坡單元劃分算法。……