R语言-机器学习生态风险评估RF-SHAP分析

R语言-机器学习生态风险评估RF-SHAP分析

🌿 姐妹们!这篇生态风险评估论文真的绝了!机器学习+遥感数据的神仙组合✨

📚 标题:《Hidden risks in greening: Unveiling the impact of bare land changes on landscape ecological risks in arid and semi-arid regions of China》

🧠 用了什么机器学习方法?

随机森林(Random Forest)模型!不是黑箱操作哦,而是加入了可解释机器学习框架:

✅ SHAP分析(SHapley Additive exPlanations)------解释特征重要性

✅ ICE/PDP分析(Individual Conditional Expectation / Partial Dependence Plot)------揭示非线性关系

✅ 超参数调优:用R语言的caret包对mtry参数进行网格搜索(2-10范围),通过10折交叉验证优化模型

数据集按80%训练集+20%测试集划分,确保模型稳健性!

📊 用了什么数据?

研究区域:CASAR(应该是某个特定研究区域)

时间跨度:1990-2023年(分为1990-2000和2000-2023两个时段)

核心指标:

🌍 景观生态风险指数(LER):由三个维度构成

冲突维度(Conflict):外部压力指数+空间脆弱性指数-空间稳定性指数

干扰维度(Disturbance):景观干扰指数,包含破碎度、分离度、优势度

功能维度(Function):生态系统服务价值,负向指标

解释变量:不同方向的裸地变化面积

🎯 主要结果是什么?

1️⃣ 贡献率分析

计算了裸地变化对LER的贡献率(BLCR):BLCR = (LEt+1 - LEt) × LA/TA

对比了其他土地利用类型的贡献率, contextualize裸地变化的角色

2️⃣ 随机森林模型发现

裸地变化与LER之间存在复杂的非线性关系

不同方向的裸地变化(如裸地→其他类型或其他类型→裸地)对生态风险的影响机制不同

3️⃣ 敏感性分析(图4展示)

对冲突、干扰、功能三个维度的权重进行±3%和±5%的扰动

结果显示LER评估对权重设置具有合理稳健性,功能维度权重较低(0.1064)是合适的

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