Predicción Espacial y Mapeo de la Susceptibilidad a la Erosión por Barrancos Utilizando Técnicas de Aprendizaje Automático en una Región Semiárida Degradada de Kenia
Autores: Were, Kennedy; Kebeney, Syphyline; Churu, Harrison; Mutio, James Mumo; Njoroge, Ruth; Mugaa, Denis; Alkamoi, Boniface; Ng"etich, Wilson; Singh, Bal Ram
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Predicción Espacial y Mapeo de la Susceptibilidad a la Erosión por Barrancos Utilizando Técnicas de Aprendizaje Automático en una Región Semiárida Degradada de Kenia
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Estudio
Máquinas de soporte vectorial
árboles de regresión aumentada
Bosque aleatorio
Regresión logística
Erosión de barrancos.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tuvo como objetivo (i) desarrollar, evaluar y comparar el rendimiento de máquinas de soporte vectorial (SVM), árboles de regresión aumentada (BRT), bosques aleatorios (RF) y modelos de regresión logística (LR) en la cartografía de la susceptibilidad a la erosión de barrancos, y (ii) determinar los factores condicionantes importantes de la erosión de barrancos (GECFs) en un paisaje semiárido de Kenia. Se recopilaron un total de 431 puntos de erosión de barrancos geo-referenciados a través de una encuesta de campo e interpretación visual de imágenes satelitales de alta resolución en Google Earth, mientras que se recuperaron 24 GECFs basados en ráster de las bases de datos geográficas existentes para modelado y predicción espacial. Los modelos resultantes mostraron un rendimiento excelente, aunque los modelos de aprendizaje automático superaron la técnica de referencia LR. Específicamente, los modelos RF y BRT devolvieron el área más alta bajo la curva de características operativas del receptor (AUC = 0.89 cada uno) y la precisión general (OA = 80.2%; 79.7%, respectivamente), seguidos por los modelos SVM y LR (AUC = 0.86; 0.85 & OA = 79.1%; 79.6%, respectivamente). Además, la importancia de los GECFs varió entre los modelos. El modelo RF de mejor rendimiento clasificó la distancia a un arroyo, la densidad de drenaje y la profundidad del valle como los tres GECFs más importantes en la región. Los mapas de susceptibilidad a la erosión de barrancos generados pueden apoyar la asignación eficiente de recursos para la gestión sostenible de la tierra en el área.
Descripción
Este estudio tuvo como objetivo (i) desarrollar, evaluar y comparar el rendimiento de máquinas de soporte vectorial (SVM), árboles de regresión aumentada (BRT), bosques aleatorios (RF) y modelos de regresión logística (LR) en la cartografía de la susceptibilidad a la erosión de barrancos, y (ii) determinar los factores condicionantes importantes de la erosión de barrancos (GECFs) en un paisaje semiárido de Kenia. Se recopilaron un total de 431 puntos de erosión de barrancos geo-referenciados a través de una encuesta de campo e interpretación visual de imágenes satelitales de alta resolución en Google Earth, mientras que se recuperaron 24 GECFs basados en ráster de las bases de datos geográficas existentes para modelado y predicción espacial. Los modelos resultantes mostraron un rendimiento excelente, aunque los modelos de aprendizaje automático superaron la técnica de referencia LR. Específicamente, los modelos RF y BRT devolvieron el área más alta bajo la curva de características operativas del receptor (AUC = 0.89 cada uno) y la precisión general (OA = 80.2%; 79.7%, respectivamente), seguidos por los modelos SVM y LR (AUC = 0.86; 0.85 & OA = 79.1%; 79.6%, respectivamente). Además, la importancia de los GECFs varió entre los modelos. El modelo RF de mejor rendimiento clasificó la distancia a un arroyo, la densidad de drenaje y la profundidad del valle como los tres GECFs más importantes en la región. Los mapas de susceptibilidad a la erosión de barrancos generados pueden apoyar la asignación eficiente de recursos para la gestión sostenible de la tierra en el área.