基于GIS与随机森林算法的湖北田歌孕育地理分布区域模型研究

摘要

对湖北田歌的分布与田歌孕育的地理环境之间的关系进行了探究，以期为区域音乐的实证研究提供新的思路和方法.以湖北田歌为研究对象，选取1 248个田歌样本数据集，运用地理信息系统（geographic information system,GIS）对初步选定的田歌分布及音乐要素影响因子进行建库，基于随机森林及可解释性算法（shapley additive explanations,SHAP）构建田歌影响因子体系分析模型，通过受试者工作特性曲线（receiver operating characteristic curve,ROC）对模型的有效性进行评价，分析田歌的分布、音乐要素与地理环境之间的关系.研究结果表明：1）基于随机森林构建的田歌影响因子体系模型预测效果较好，其曲线下面积（area under the curve,AUC）的值为0.82;2）对田歌产生及音乐要素影响因子重要性排序得出，多年平均降雨量和多年平均气温是孕育湖北田歌的主要因子.其随机森林及SHAP算法，能在一定程度上预测湖北田歌分布格局，对区域音乐文化与地理关联性研究具有重要意义.

关键词

田歌 / 地理信息系统 / 机器学习 / SHAP / 随机森林模型