基于空间随机森林的矿产资源定量预测——以河北大庙—红石砬钒钛磁铁矿带为例OA北大核心
Spatial random forest for mineral prospectivity mapping:a case study of the Damiao-Hongshila Fe-V-Ti belt,China
现有矿产资源定量预测方法对空间异质性和空间自相关性关注不足,影响其预测效果.本文以河北大庙—红石砬钒钛磁铁矿带为研究区,运用K均值(K-means)聚类算法将矿产资源定量预测中广泛使用的随机森林算法(RF)改进为空间随机森林算法(SRF).该算法首先基于K-means聚类构建空间异质性子集,并据此训练多个相互独立的RF模型;然后运用待预测数据与各异质性子集簇心距离的反距离加权集成预测概率,实现空间建模.在此基础上,引入贝叶斯优化算法完成上述算法的超参数自适应调参.结果表明,SRF算法的AUC值(提升 6.83%)、准确率(提升 8.62%)、F1分数(提升8.52%)相较于传统 RF算法均有明显提升,并兼顾较好的可解释性.最终基于 SRF模型和浓度-面积分形圈定找矿靶区 5处,有效支撑研究区后续找矿,并为兼顾空间异质性与空间自相关性的矿产资源定量预测提供了有效方法.
Existing mineral prospectivity mapping(MPM)methods pay insufficient attention to spatial heterogeneity and spatial autocorrelation,which limits their effectiveness.To address this,we have developed a spatial random forest(SRF)method that integrates K-means clustering with traditional random forest(RF)for MPM in the Damiao-Hongshila Fe-V-Ti ore belt,Hebei Province,China.The SRF method first constructs spatially heterogeneous subsets via K-means clustering,establishing heterogeneous RF models as base learners.The predicted probabilities are subsequently aggregated using inverse distance weighting according to the distances between the target center locations and the corresponding cluster centroids.Our method outperforms traditional RF,with an improved area under the curve score of 6.83%,an improved accuracy of 8.62%,and an improved F1 score of 8.52%while maintaining high interpretability.Based on the SRF model and a concentration-area fractal analysis,five prospective targets were delineated for mineral exploration in the study area.In summary,SRF provides an effective framework for modeling both spatial heterogeneity and spatial autocorrelation in MPM.
卢紫阳;陈文良;王功文;刘新星;李风;张帅;刘烊;东玉龙;张智强
河北地质大学 河北省战略性关键矿产研究协同创新中心,石家庄 050031||河北地质大学 地球科学学院,石家庄 050031||河北地质大学 河北省战略性关键矿产资源重点实验室,石家庄 050031河北地质调查院,石家庄 050000中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083河北地质大学 河北省战略性关键矿产研究协同创新中心,石家庄 050031||河北地质大学 地球科学学院,石家庄 050031||河北地质大学 河北省战略性关键矿产资源重点实验室,石家庄 050031河北地质大学 河北省战略性关键矿产研究协同创新中心,石家庄 050031||河北地质大学 地球科学学院,石家庄 050031||河北地质大学 河北省战略性关键矿产资源重点实验室,石家庄 050031中国自然资源航空物探遥感中心,北京 100083中国地质调查局地球物理调查中心,河北 廊坊 065000中国地质调查局地球物理调查中心,河北 廊坊 065000河北地质大学 河北省战略性关键矿产研究协同创新中心,石家庄 050031||河北地质大学 地球科学学院,石家庄 050031||河北地质大学 河北省战略性关键矿产资源重点实验室,石家庄 050031
天文与地球科学
空间随机森林贝叶斯优化浓度-面积分形大庙—红石砬钒钛磁铁矿带矿产资源定量预测
spatial random forestBayesian optimizationconcentration-area fractal analysisDamiao-Hongshila Fe-V-Ti ore beltmineral prospectivity mapping
《成都理工大学学报(自然科学版)》 2025 (5)
859-872,14
河北省自然科学基金青年基金项目(D2023403051)2025年度河北省燕赵黄金台聚才计划骨干人才项目(留学回国平台)(B2025020)河北省战略性关键矿产研究协同创新中心开放基金(HGUXT-2023-13).
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