# Landslide_Analysis

**Repository Path**: baocx/Landslide_Analysis

## Basic Information

- **Project Name**: Landslide_Analysis
- **Description**: 适用于ArcGIS Pro的滑坡灾害敏感性制图Python工具
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 10
- **Created**: 2024-08-09
- **Last Updated**: 2024-08-09

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 本插件为滑坡灾害敏感性制图工具。包含因子提取-危险性评估-结果展示几个模块
本插件已经在ArcGIS Pro 2.1.2和ArcMap 10.8上测试通过。

# 一、依赖关系
本插件依赖如下Python软件包：
- numpy 1.13.1

- Matplotlib 2.0.2

- pandas 0.22.0

- scikit-learn 0.19.0

- ArcPy
    > 安装ArcGIS后会自动安装ArcPy

在使用前，请先使用Python的包管理工具pip或者conda安装相应的软件包。



# 二、设置工具箱
## 1. 拷贝工具箱到工作目录
工具箱名称为：**LandslideAnalysisTools.tbx**,将其复制到当前工作目录，例如：`c:\Users\Zhangshan\Documents\ArcGIS`

## 2. 设置脚本路径

安装后工具箱如下图所示：

![工具概览](./doc_pics/01工具概览.png)

右键单击**S3提取因子**，选择【Properties】选项。打开相应的页签。

![Properties选项](./doc_pics/02属性菜单.png)

在打开窗口的【General】选项卡中，Script File一栏选择正确的脚本路径。

S3提取因子对应的python文件是factors_exactor.py，选择该文件即可。其他参数不用更改，点击【OK】按钮，完成脚本路径设置。

![设置脚本路径](./doc_pics/03设置脚本路径.png)

## 3. 各个工具与源码对应关系

上面的步骤中提到了**S3提取因子**对应的代码是：factors_exactor.py

剩下几个工具对应的代码如下：

S4表转csv：table_to_csv.py

S5危险性评估：fun_predictor.py

S6结果链接与栅格化：produce_predict_result.py

设置好这几个工具的脚本路径，确定即可。



# 三、LandslideAnalysisTools工具箱使用

## 1. S3提取因子

该工具的功能是将各个**因子图层**提取至**栅格单元**或者是**斜坡单元**。

### 1.1 约束条件：

- 静态的因子图层（不同年份保持不变的因子），存放在地理数据库中，文件名以**Factor_**开头。

  ![Factor因子图层](./doc_pics/04Factor因子.png)

- 土地利用因子图层，存放在地理数据库中，文件名以**LU_年份**的形式开头，年份为4位数字。，例如2003年的土地利用因子图层，文件名应该为**LU_2003**

  ![05土地利用因子](./doc_pics/05土地利用因子.png)

- 降雨因子文件命名形式为：**Rain_年份**，其中年份为4位数字。例如Rain_2003，表示2003年的降雨因子图层

  ![06降雨因子](./doc_pics/06降雨因子.png)

- 土地利用变化因子命名形式为：**Change起始年份_结束年份**，其中年份为4位数字。例如Change2001_2003，表示从2001年至2003年的土地利用变化

  ![07土地利用变化因子](./doc_pics/07土地利用变化因子.png)

- 植被覆盖文件命名形式为：**Veg_年份**，其中年份为4位数字。例如Veg_2003，表示2003年的植被覆盖情况因子图层

- 道路缓冲区文件命名形式为：**RoadBuffer_年份**，其中年份为4位数字。例如RoadBuffer_2003，表示2003年的道路缓冲区因子图层。

- 标签列：标签列用于指示当前位置是否为滑坡，其命名方式为：**y_isLandslide_年份**，其中年份为4位数字



### 1.2 参数说明：

- 单元要素：单元要素可以为斜坡单元或者是栅格单元。当为斜坡单元时，该参数一般为面矢量；当为栅格单元时，该参数一般为点矢量；
- 年份：当前数据的年份。如果只评估单个年份的滑坡灾害，该参数填入正确的年份即可。若是实时间序列滑坡灾害评估，请**务必**输入正确的年份。
- 删除已经存在的字段：默认是选中状态。选中时，提取因子之前先清除所有已经存在的字段（ObjectID和shape字段除外）。


### 1.3 输出

输出结果仍然为【单元要素】本身。即将各个因子图层的值提取至了【单元要素】的属性表。每个因子图层为一个字段。




## 2. S4表转csv

**功能**：将要素类的属性表转为csv文件保存

### 2.1 约束条件

单元要素为S3提取因子中的对应要素。也就是提取因子到要素类后的结果。

### 2.2 参数说明

- 单元要素：单元要素可以为斜坡单元或者是栅格单元。当为斜坡单元时，该参数一般为面矢量；当为栅格单元时，该参数一般为点矢量。这里单元要素是将因子提取至要素后的结果。包含了各个影响因子和对应的y标签列表。
- 年份：当前数据的年份。如果只评估单个年份的滑坡灾害，该参数填入正确的年份即可。若是实时间序列滑坡灾害评估，请**务必**输入正确的年份。
- 选择字段（可选）：需要保存至csv文件的字段列表。如果为空，则将所有字段保存至csv文件。如果不为空，则保存已经选择的字段列表至csv文件。
- 输出csv路径：csv文件的保存路径。最好**不要包含中文字符**。

### 2.3 输出

输出结果为csv文件。



## 3. S5危险性评估

### 3.1 约束条件

csv文件中应该包含有ID列（后期用于连接至处理单元要素）、因子列（一般有多个因子）、标签列（一般为一列，指示当前对象位置是否为滑坡）。

### 3.2 参数说明

- csv数据：S4表转csv的结果，即要参与到危险性预测的因子和标签数据。注意路径不要包含中文字符。
- 年份：当前数据的年份。如果只评估单个年份的滑坡灾害，该参数填入正确的年份即可。若是实时间序列滑坡灾害评估，请**务必**输入正确的年份。
- GeoID列：默认值为OBJECTID，用于标识每个处理单元。后期用于与要素连接（join），必须。
- 标签列前缀：y标签列前缀，一般为：**y_isLandslide_**，用于标识处理单元对象处是否为滑坡。滑坡为1，非滑坡为0
- 数据版本：用于方便区分数据结果版本。如果不需要区分，可以随意填写。
- 分类器：用于危险性评估的分类器，目前有logistic和svm两种
- 单元类型：raster或者slope，分为表示栅格单元或者斜坡单元。
- 是否绘制ROC：是否绘制ROC曲线图。依赖于Matplotlib库。
- 测试数据比例：危险性评估会将数据划分为训练数据集和测试数据集。该参数表示测试数据集所占的比例。默认为0.3，即30%的数据用于测试模型。



### 3.3 输出

输出结果为一个csv文件，其中一般包含有`"# GeoID"`、`Predicted_Y`、`Prob_年份` 三列。其中第一列为ID列，后期用于连接到单元要素类的ID。第二列为预测结果标签，第三列为预测的概率值，第三列一般用于显示结果。



## 4. S6结果链接与栅格化

1. 将预测的结果（csv文件）与处理单元要素连接（Join）起来。
2. 并将连接后的单元要素栅格化，栅格化使用概率字段`Prob_年份`作为值字段。
3. 最终结果是一个栅格图层，概率值越高，表明滑坡发生的危险越大。概率值越小，表明滑坡发生的危险性越小。

### 4.1 约束条件

预测/评估结果（csv文件）中的ID列要与**单元要素**中的ID列（一般为OBJECTID）能够一一对应起来，才能将两者连接（Join）起来。

### 4.2 参数说明

- 处理单元：单元要素可以为斜坡单元或者是栅格单元。当为斜坡单元时，该参数一般为面矢量；当为栅格单元时，该参数一般为点矢量。这里单元要素是将因子提取至要素后的结果。包含了各个影响因子和对应的y标签列表。
- 年份：当前数据的年份。如果只评估单个年份的滑坡灾害，该参数填入正确的年份即可。若是实时间序列滑坡灾害评估，请**务必**输入正确的年份。
- 连接源字段（处理单元）：单元要素中的ID列名称，默认为：**OBJECTID**
- 连接目标字段（预测结果csv）：预测的csv结果中ID列名称，默认为：**# GeoID**
- 预测结果（csv）：即**S5危险性评估**步骤中输出的预测结果（csv文件）完整路径。路径不要包含中文字符。
- 像素大小：一般和**单元要素**生成时的像素大小一致，默认值为：**90**，单位为米。

### 4.3 输出

输出结果为一个栅格图层。栅格值为滑坡危险性的概率。概率值越高，表明滑坡发生的危险越大。概率值越小，表明滑坡发生的危险性越小。

> 该结果后期可以用于危险性区划，例如使用自然断点法将区域划分为5个等级。