基于GIS与XGBoost算法的山东省新石器时代考古遗址预测模型研究

摘要

构建考古遗址预测模型可以精准识别遗址的潜在空间范围，有助于对尚未发现的遗址进行前瞻性保护.本文以山东省为研究区域，收集了1916个新石器时代遗址（不含墓葬）作为研究样本，按照1∶1的比例随机提取1916个非遗址点作为负样本，并选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率、微地貌、坡位、濒水距离8个自然地理环境影响因子，构建考古遗址预测模型的指标体系.运用GIS空间分析方法和XGBoost算法，构建考古遗址预测模型.基于该模型进行了潜在遗址点的空间范围预测，同时分析了影响因子的重要性.研究结果表明：1）运用XGBoost算法构建的考古遗址预测模型可获取较高的精度，本研究的AUC测试值为0.85;2）用最佳样本训练后的模型，将结果划分为低、中、高3种等级，并绘制出考古遗址概率空间分布图，得出遗址主要分布在平原地区；3)XGBoost算法对影响因子重要性分析表明，坡位、微地貌、高程是影响山东省新石器时代遗址空间分布格局的主要自然地理因子.研究发现，XGBoost算法具有较好的稳定性和预测能力，构建的模型为考古遗址预测提供了新的研究方法，并为考古发掘提供了重要技术支撑，揭示了新石器时代遗址与地理环境的关系.

关键词

XGBoost算法 / GIS / 考古遗址预测模型 / 新石器时代 / 山东省