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综述:探索量化城市洪水驱动因素贡献的最优方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月27日 来源:International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 7.6
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本综述聚焦于深圳这一快速城市化城市,运用多种回归方法评估城市洪水易感性及驱动因素贡献。研究发现随机森林模型能捕捉非线性关系,而SHAP可解析局部因素贡献,为城市防洪管理提供科学依据,助力制定针对性策略。
城市洪水(Urban Floods, UFs)作为全球性挑战,严重阻碍城市可持续发展。其成因复杂,涉及气候变化与城市化进程。为有效管理城市洪水,需精准识别洪水易发区域及主要驱动因素。本研究以深圳为例,综合运用多种回归方法,包括线性模型、机器学习(ML)及Shapley Additive exPlanations(SHAP),对城市洪水易感性(Urban Flood Susceptibility, UFS)及驱动因素贡献进行深入分析。
研究结果表明,深圳城市洪水易感性呈现显著空间异质性,中西部地区风险较高,东南部较低。随机森林(RF)模型在评估城市洪水易感性方面表现最佳,能有效捕捉各驱动因素间的非线性关系。进一步分析发现,不透水表面百分比(ISP)、土地覆盖(LULC)、坡度及高程是影响城市洪水的主要驱动因素,且其贡献具有明显的空间异质性。SHAP分析进一步揭示了各驱动因素在不同地区的局部影响,为制定针对性防洪策略提供了科学依据。
本研究不仅验证了机器学习在UFS评估中的有效性,更通过SHAP分析揭示了驱动因素贡献的空间异质性,为城市洪水管理提供了新视角。未来研究可进一步拓展驱动因素范围,纳入更多城市环境特征,同时考虑动态变化因素,以更全面地理解城市洪水机制。
综上所述,本研究通过综合运用多种回归方法及SHAP分析,成功量化了深圳城市洪水驱动因素的贡献,为城市防洪管理提供了科学决策支持。
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