Application of convolutional neural networks featuring Bayesian optimization for landslide susceptibility assessment

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中文题名贝叶斯优化卷积神经网络在滑坡易发性评价中的应用
作者Maher Ibrahim Sameen
作者单位Centre for Advanced Modelling and Geospatial Information Systems (CAMGIS), Faculty of Engineering and Information Technology, University of Technology Sydney, Building 11, Level 06, 81 Broadway, Ultimo, NSW 2007, PO Box 123, Australia
刊名CATENA
2020
186
摘要
本研究利用一维卷积网络(1D-CNN)与贝叶斯优化方法,开发了一套以深度 学习为基础的技术,用以评估韩国阳阳(Yangyang)省南部地区的滑坡易发性。本 研究共使用 219 个滑坡点数据和 17 种滑坡条件变量用于建模。数据显示了一个复 杂的情况。过去的一些滑坡分布至陡坡上,而另一些则延伸到平坦的地形上。使用 随机森林(RF)作为预处理措施,只保留了重要的因素供进一步分析。为了选择 CNN 超参数,采用了贝叶斯优化方法。在本研究中,有三种方法有助于克服因训练 样本数据较少而造成的过度拟合问题。首先,RF 对关键因素的选择有助于降低信 息维度。其次,经过一维卷积的 CNN 模型可显著减少其参数数量。第三,高信息 丢弃率(0.66)也有助于减少 CNN 参数。使用总体精度、受试者工作特性曲线下面 积(AUROC)和 5 折交叉验证评估了模型。将 CNN 的性能与 ANN 和 SVM 进行 了比较。CNN 在测试数据集(83.11%)和 AUROC(使用测试和 5 折 CV 的结果分 别为 0.880、0.893)上获得了最高的准确性。贝叶斯优化将 CNN 的准确率提高了约 3%(与默认配置相比)。由于其复杂的体系架构,且通过卷积和池化运算处理了空 间相关性,CNN 的性能优于 ANN 和 SVM。在一些变量对滑坡发生有非线性影响 的复杂情况下,该方法有助于绘制滑坡易发性地图。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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