刘轶伦、林川 、李广、王红梅(通讯作者)、李景刚等:耦合可解释机器学习与地理相似性推理的 城镇低效用地识别 ——以广州市为例【中国土地科学】

发布者:网站管理员发布时间:2026-01-13浏览次数:10

摘要:研究目的:构建耦合可解释机器学习(XML)与地理相似性推理(GSR)的低效用地自适应分类识别框架(XMLGSR),旨在提供高精度、可量化、可解释的城镇低效用地识别方法。研究方法:融合国土调查与多源地理大数据,构 建 “空间形态 — 经济活力 — 社会功能 — 环境韧性”四维指标体系;通过 K-Means 聚类划分低效用地样本类型,并利用 XGBoost-SHAP 模型深入解析不同类型低效用地的主导驱动因子;将 SHAP 特征重要性向量嵌入地理相似性推理机制, 构建了少样本条件下的低效用地自适应分类识别模型,并以广州市为例开展实证分析。研究结果:(1)XML-GSR 模型 具有较高的有效性,总体识别精度达到 78.6%,其中城市中心型低效用地精度最高(89.10%);(2)研究区共识别出城市 中心型(15.73%)、边缘型(10.82%)与次中心型(74.59%)三类低效用地,其中次中心型是低效用地的主体;(3)低效用 地空间分布与主导因素具有显著的分异特征,表现为核心区以高密度环境风险型为主,而边缘区则以闲置利用为主。 研究结论:XML-GSR 框架通过可解释性特征归因与空间相似性推理,破解了样本稀缺与决策黑箱难题,并揭示了低效 用地的异质性规律与驱动机制。本方法兼具高精度与透明性,能为城市管理者制定差异化的低效用地再开发政策提 供科学支撑。 


关键词:城市更新;低效用地;可解释机器学习;地理相似性;广州


基金项目:国家自然科学基金面上项目“基于可解释地理人工智能的城镇低效用地演变机制及多尺度空间优化研究”(42571317);广州市哲 学社会科学项目“数智驱动的广州城镇低效用地再开发的多尺度协同空间决策研究”(2025GZYB25);广东省科技厅社会发展协同项目“提质增效 目标下的低效建设用地精准识别与盘活利用监测监管关键技术研究”(2024A1111120008);自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室 自主研究课题“顾及存量建设用地再开发的城市空间演化模拟技术研究”(2024NRMZ04)。