一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法技术

本发明专利技术涉及城市更新规划研究技术领域，且公开了一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法，首先是收集覆盖研究区域的DEM数据、高分辨率土地利用数据以及研究区内涝点空间分布数据；其次是对收集的数据进行格式转换、裁剪、投影等预处理；再是基于收集的数据，提取地形因子并计算景观格局指数；之后对得到的所有影响因子数据进行标准化处理，并采用简单随机抽样方法划分为训练样本和验证样本；本发明专利技术结合了特征重要性排序、容忍度和方差膨胀因子，在保留最重要影响因子的同时，解决了影响因子之间的存在的信息交叉冗余，使城市内涝与各影响因子的分析结果更合理且易于解释。与各影响因子的分析结果更合理且易于解释。与各影响因子的分析结果更合理且易于解释。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法


[0001]本专利技术涉及城市更新规划研究
，具体为一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法。

技术介绍

[0002]城市是人类社会文明的象征。据联合国《2018年世界城市化趋势》公布数据显示，截止至2018年，全球平均城市化率为55％，预计于2050年到达68％。其中，欧美等发达国家已超过80％。而我国的城市化率已达到59.58％，预计2035年将达到70％以上，大大高于世界平均水平。与此同时，伴随城市化扩张与极端天气的影响，暴雨内涝已成为影响居民生活与社会生产的重要因素。根据住房和城乡建设部相关统计，我国351个城市中的213个曾发生过内涝灾害，39％的城市每年内涝超过3次，57个城市的最大积水时间超过12个小时，为社会经济造成了极大的损失。其中，北上广深等超一线城市受灾尤为严重。
[0003]因此，探究城市暴雨内涝成因机制及其应对策略已成为研究热点，是预防、控制及降低灾害风险的重要基础性研究。目前国内外关于城市内涝影响因子的解析方法普遍采用的是皮尔逊相关分析、偏相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法，其特征在于：包括如下步骤：(A)收集覆盖研究区的收集覆盖研究区域的DEM数据、高分辨率土地利用数据以及研究区内涝点空间分布数据；(B)对收集的数据进行格式转换、裁剪、投影等预处理；(C)基于DEM数据，提取地形因子；(D)基于土地利用数据，计算景观格局指数；(E)对数据进行标准化处理，并采用简单随机抽样方法划分为训练样本和验证样本；(F)基于XGboost算法构建城市内涝与各影响因子之间的关系模型；以提取出的地形地势、土地利用和景观格局作为模型的自变量，以内涝点空间分布作为模型的因变量，进行XGboost模型的训练；(G)基于SHAP对训练好的模型进行解释，生成影响因子的重要性进行排序，同时采用容忍度、方差膨胀因子进行最优影响因子组合的确定；(H)根据确定的最优组合，再次基于XGboost模型重新构建城市内涝与各影响因子之间的关系模型，并结合SHAP方法量化分析城市内涝与各影响因子之间的关系。2.根据权利要求1所述的一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法，其特征在于：所述步骤(A)中，所述的研究区数据集要求包括以下步骤：1)DEM数据、土地利用数据和内涝点空间分布数据的获取时间应尽量保持一致或相近；2)DEM数据的空间分辨率和土地利用数据的空间分辨率应尽量控制在30m
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30m以内。3)采用的DEM数据应当移除树木高度和建筑高度所造成的偏差，以保证获得更高质量的地形信息。3.根据权利要求1所述的一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化分析方法，其特征在于：所述步骤(B)中，对收集的数据进行格式转换、裁剪、投影等预处理主要包括：1)将DEM数据和土地利用数据统一为.tif格式；2)采用研究区矢量数据对DEM数据和土地利用数据进行裁剪；3)将DEM数据和土地利用数据统一为相同的坐标系。4.根据权利要求1所述的一种基于SHAP的城市暴雨内涝影响因子量化...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵桔超，赵耀龙，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：