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一种基于LightGBM和SHAP的具有可解释性的滑坡地表位移预测方法 

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申请/专利权人:东华理工大学

摘要:本发明涉及一种基于LightGBM和SHAP的具有可解释性的滑坡地表位移预测方法,具体包括步骤1:获取地表位移相关的多源监测数据;步骤2:对多元数据进行数据预处理;步骤3:对预处理后的数据进行特征工程;步骤4:通过前向验证划分训练集,构建初始预测模型并训练;使用树结构概率密度估计算法优化初始预测模型参数;构建最终预测模型并输出预测结果;步骤5:使用RMSE\MAE\R2三个评价指标评估预测模型;步骤6:通过SHAP方法计算不同特征对模型结果的贡献。本发明充分利用LightGBM‑SHAP模型的解释性机制,在保证滑坡地表位移短期预测快速准确的同时还能掌握每个特征对模型预测结果的重要性,以及不同特征之间的相互作用关系,保证了预测结果的可解释性。

主权项:1.一种基于LightGBM和SHAP的具有可解释性的滑坡地表位移预测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:获取滑坡监测数据,包括位移数据、降水量、次声、坡体不同位置不同深度的含水率;步骤2:对多元数据进行异常值剔除和缺失值填充的数据预处理;步骤3:根据步骤2处理得到的数据的已知属性,进行特征筛选和特征构造;步骤4:根据步骤3得到的多个输入项作为影响因素构建模型;具体包括如下步骤:步骤4-1:划分训练数据集和测试集,并利用所述训练数据集构建初始预测模型;步骤4-2:使用树结构概率密度估计算法对初始预测模型进行训练,优化模型参数;步骤4-3:选择精度最优的模型作为最终预测模型并输出预测结果;步骤5:使用RMSE\MAE\R2三个评价指标对预测模型进行评估;步骤6:通过SHAP方法计算各个输入恃征对模型结果的边际贡献,从而能够解释不同输入特征对地表位移的影响程度。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 东华理工大学 一种基于LightGBM和SHAP的具有可解释性的滑坡地表位移预测方法

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