A comparison of multi-criteria and machine learning weighting for flood risk assessment in the Southern Ontario, Canada
Notice bibliographique
Résumé
Floods, the most frequent and severe of natural disasters worldwide, inflict significant social, environmental and fiscal impacts, including: loss of human life, damage to natural habitats and damage to infrastructure. Flood risk mapping can be used to mitigate these impacts as it provides a holistic approach to identifying flood prone areas by simultaneously considering socioeconomic and environmental indicators. This research compares the performance of two multi-criteria decision making methods, and one Machine Learning (ML) method in the development of flood risk mapping. This approach was first developed and validated for the Don River watershed in the Greater Toronto Area and subsequently extended to several other watersheds across Southern Ontario. Remote sensing data such as Digital Elevation Models and landuse and lancover datasets were used to develop the environmental flood hazard extent, and combined together with socioeconomic indicators, flood risk maps were developed using subjective and objective weighting schemes in a GIS analysis. The subjective maps were produced using the Analytical Hierarchy Process (AHP), the objective maps were produced using the Shannon Entropy method and the ML maps were produced using Artificial Neural Networks. The accuracy of these maps was compared against the floodplain map of the Don River. For a range of flood risk severity, where 1 was very low risk and 5 was very high risk, the AHP maps were superior in identifying areas where flood risk severity was 4 or greater. Conversely, the Entropy maps were superior in identifying areas where flood hazard risk was 5, however the difference in accuracy for both scenarios was marginal between the two methods. The accuracy of the ML maps showed marginal superior performance under both scenarios in comparison to the multi-criteria maps. Additionally, the uncertainty in the combination of flood risk indicators was quantified through a sensitivity analysis focusing on the discretization of the number of classes in each indicator dataset. The outcome of this research provides an accurate and simplified alternative to using hydrological and hydraulic models, especially when insufficient data limits the use of hydrological and hydraulic models. Future research should focus on an optimisation approach to the discretization of classes in indicator datasets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».