社区所有版块导航
Python
python开源   Django   Python   DjangoApp   pycharm  
DATA
docker   Elasticsearch  
aigc
aigc   chatgpt  
WEB开发
linux   MongoDB   Redis   DATABASE   NGINX   其他Web框架   web工具   zookeeper   tornado   NoSql   Bootstrap   js   peewee   Git   bottle   IE   MQ   Jquery  
机器学习
机器学习算法  
Python88.com
反馈   公告   社区推广  
产品
短视频  
印度
印度  
Py学习  »  机器学习算法

【中科院1区】融合新型遥感指标与可解释机器学习的旱地城市群细粒度生态脆弱性动态监测

城市生态日记 • 6 天前 • 45 次点击  

GIS遥感与生态研究

图片

研究背景与意义

全球气候变化和人类活动加剧了干旱区的生态压力,表现为草地退化、干旱频发和生物多样性丧失,尤其在干旱区城市群,由于水资源短缺、快速城市化和高资源依赖,生态脆弱性问题更为突出,严重威胁环境稳定和可持续发展目标的实现。生态脆弱性评价是诊断生态系统稳定性和敏感性的关键工具,但目前在指标选取和应用尺度方面存在不确定性,缺乏统一的概念框架。传统模型(如PSRDPSIRSRP 等)在大尺度、高分辨率和长时间序列数据处理上存在局限,指标冗余和多重共线性也削弱了评价结果的稳健性。遥感技术的发展为大尺度时空动态监测提供了可能,但针对干旱区城市群的综合脆弱性研究仍不足,尤其缺乏对土壤盐渍化和生物多样性等关键指标的纳入。同时,现有研究在多因素非线性作用机制和交互阈值识别方面不足。机器学习方法虽能捕捉复杂关系,但解释性有限;而SHAP 方法为揭示因子贡献、方向和交互效应提供了新思路。因此,构建适用于干旱区城市群的综合生态脆弱性评价框架,不仅有助于完善理论方法,也能为区域生态治理和可持续发展提供科学支撑。

研究内容

本研究以中国典型干旱区的呼包鄂榆城市群为例,围绕干旱区城市群生态脆弱性展开,主要研究内容包括:

框架构建: 基于 IPCC  VSD 框架,结合遥感数据,简化并构建适用于干旱区的生态脆弱性指数(DEVI)。

时空演变分析:利用长时间序列数据(1986—2024),揭示研究区生态脆弱性的时空动态特征。

驱动机制探索:采用 XGBoost  SHAP 方法,定量解析自然与人类活动因素对生态脆弱性的贡献、阈值效应及交互作用。

应用拓展: 提出生态治理分区和差异化管理建议,为干旱区生态恢复与可持续发展提供技术支撑。


图片
图片
图片
图片
图片
图片

研究结果

方法创新:提出DEVI 框架,融合干旱度、盐渍度、植被指数、生物多样性、地表温度和湿度等关键指标,利用PCA  降低冗余与共线性,相较传统方法更具客观性、细节捕捉能力和可解释性。

时空特征:1986—2024年间,研究区生态脆弱性先升后降,总体改善约14%,主要得益于水土保持、造林等生态修复工程。但鄂尔多斯高原西南部和内蒙古高原北部等地仍存在高脆弱性,凸显空间治理不平衡。

驱动因子:土地覆盖因子贡献最大(46.59%),其次是社会经济因子(27.01%)和气候因子(15.03%)。

作用机制:识别出关键驱动因子的阈值和交互效应,揭示了生态脆弱性的复杂驱动机制。

治理启示:提出新型生态治理分区和差异化修复建议,强调因地制宜的管理策略,为干旱区城市群生态保护和治理提供科学依据。

图片
图片
图片
图片
图片
图片
图片
图片
图片
图片
图片
原文链接:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15481603.2025.2528302?af=R#abstract

Python社区是高质量的Python/Django开发社区
本文地址:http://www.python88.com/topic/186723
 
45 次点击