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精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)2.2權重確定確定體系指標之后需要確定各指標在體系結構中所發(fā)揮影響的大小,即各指標的權重。比較常見的權重確定方法有層次分析法、專家打分法、模糊分析法、最大熵技術法、主成分分析法、特征值法、灰色關聯(lián)法、概率統(tǒng)計法等。2.2.1層次分析法(AHP法)層次分析法是應用最多的一種權重確定方法,該方法是美國運籌學家Pittsburgh大學教授Satie于20世紀70年代初,在為美國國防部研究“根據各個工業(yè)部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時,應用網絡系統(tǒng)理論和多目標綜合評價方法,提出的一種層次權重決策分析方法。它將決策問題按總目標、各層子目標、評價準則直至具體的備選方案的順序分解為不同的層次結構,然后得用求解判斷矩陣特征向量的辦法,求得每一層次的各元素對上一層次某元素的優(yōu)先權重,最后再加權和的方法遞階歸并各備選方案對總目標的最終權重,最終權重最大者即為最優(yōu)方案。以下用數(shù)學公式來表述具體步驟:①構建層次結構模型目標目標A準則B1準則B2準則……準則Bn指標2指標3指標4指標5指標6指標7指標…指標n指標1準則層B目標層A指標層C圖2.2AHP法結構示意圖②構造判斷矩陣B=,其中B=,表示第i個因素與第j個因素重要性之比。重要性的確定一般采用1-9標度法進行,即對各要素重要性進行人為擬定重要程度,級別分為1-9九類程度依次遞增。目標層與準則層,準責層與指標層直接都是使用這種方法構建矩陣。③權重計算計算相鄰層級之間的層次單排序權重就是計算矩陣最大特征值與特征向量,即計算滿足B·ν=λ·ν,其中λ為特征值,ν為特征向量,特征向量的每一個分量即為相對應的要素單排序權重。④一致性檢驗CI=,RI=(其中為隨機從B中任取分量構成的矩陣最大特征向量),CR=;當CR<0.1時,不一致性可接受,否則必須調整判斷矩陣這種方法的優(yōu)點是系統(tǒng)、實用,既使用了數(shù)學的嚴謹推導,又保留了人為思考的空間,同時在數(shù)學推導方面僅進行較簡單的求特征值特征向量與加權求和,簡化了過程。缺點是備選指標較少時導致主觀因素過甚,而備選指標過多時又會大大增加計算的復雜性,只能通過一些近似計算法來計算,結果的精確性便大大降低。不過現(xiàn)在已有相關計算軟件如yaahp0.5.2可以直接進行相關計算,大大減少了研究人員的工作量。2.2.2專家打分法(Delphi法)專家打分法是最簡便也是應用較多的一種方法,顧名思義就是將所列出的所有影響因子打印成冊交給若干專家打分,之后收集起來按照各專家打分的平均值確定權重,或者將以往各專家學者所書文獻中相關影響因子出現(xiàn)次數(shù)作為依據來確定權重。這種方法的優(yōu)點有簡便易行、強調主觀色彩等,但缺點也較明顯,沒有比較扎實的科學依據,僅憑經驗辦事。劉建秀(1998)ADDINNE.Ref.{C3-1C29-4ED8-B2A2-FE204C5EF339}[86],錢貞兵(2010)ADDINNE.Ref.{60DAC7FB-5945-4283-B978-59C024FD938F}[87]等人便是使用此種方法確定的權重。2.2.3主成分分析法主成分分析法是通過因子矩陣的旋轉得到因子變量和原變量的關系,把多指標轉化為少數(shù)幾個,然后根據主成分的方差貢獻率作為權重,給出一個綜合評價值??捎梢韵虏糠址植酵瓿葾DDINNE.Ref.{13EFA251-D9E0-4310-9CA4-5E3BF6C55492}[88]:①建立評價分值矩陣假設影響因子有m個,并將評價區(qū)域劃分為n個評價單元,采用指數(shù)衰減或線性衰減等方法計算得到每個評價單元內各因子的評價分值,可建立n×m階的評價分值矩陣A,即:A=(A,A,A)=(A);②標準化將評價分值矩陣F中的每一個元素A進行標準化處理,即將所有因子評價分值的均值變?yōu)?,方差變?yōu)?,則原始數(shù)據的標準化值為:,(i=1,2,……,n;j=1,2,……m)、分別為城鎮(zhèn)土地評價范圍內所有評價單元第j個因子評價分值的平均值和標準差。將標準化后數(shù)據.組成新的矩陣,記為n行m列標準化矩陣=()。③坐標變換求特征值特征向量(1)由標準化的評價分值矩陣計算相關系數(shù)矩陣R(2)求解矩陣R的特征值λ,λ,……,λ(從大到小排列)和對應的特值向量l,l,……,l④提取主成分主成分的提取主要是依據主成分的累積方差貢獻率。主成分的方差占總方差的比重定義為方差貢獻率,即:e=λ/,(i,j=1,2,……,m)此方差貢獻率即為各個主成分的權重。這種分析方法降低了研究的數(shù)據分析量與主觀臆斷程度,但僅能得到有限的主成分或因子的權重,而無法獲得各個獨立指標的客觀權重。目前可以使用spss軟件進行計算權重,也較為方便。2.2.4最大熵技術法最大熵計數(shù)法就是是利用信息論中信息熵來確定多指標決策問題各評價指標權重。其基本原理是:對多指標決策問題,從m個可行方案中選最優(yōu)方案,取決于這m個可行方案的各個指標向決策者提供的決策信息。誰提供決策的確定信息量大,誰對決策做的貢獻就大,從而該指標的權重值也就越大。基于信息熵的客觀賦權不足之處在于,賦權時僅對指標列的組間信息傳遞變異進行了調整,而且對于異常數(shù)據太過敏感,實際應用中有時某些非重要指標經此法計算得出的客觀權重過大,導致綜合權重不切實際。為了避免這一缺陷,利用熵權系數(shù)時必須給每個指標的客觀權附加一個范圍限制。2.2.5其他方法除上述所列比較常見的權重確定方法外,還有一些不太常見的方法,如:程明熙(1983)ADDINNE.Ref.{E56E2256-A477-49C5-BE2B-908D12592AAC}[89]提出的二項系數(shù)法,陸明生(1986)ADDINNE.Ref.{265DA0BC-8DB9-46EC-BBB5-3F944FF80E29}[90]提出的環(huán)比評分法,宣家驥(1989)ADDINNE.Ref.{3B-47F5-442C-A7EE-3B3996D8E6C8}[91]提出的最小平方法,郭亞軍(2004)ADDINNE.Ref.{70B99ADA-45DE-441E-8DC4-8C89B53032D2}[92]提出的序關系分析法(G1法),黃祥志等(2006)ADDINNE.Ref.{5BCFA67A-F222-46AB-BF79-AB35F26B4A34}[93]在巖土力學中使用的簡單關聯(lián)函數(shù)法等等。2.3評價模型構建景觀生態(tài)環(huán)境質量的綜合評價首先是建立在環(huán)境單要素評價的基礎上。自Horton等人(1965)提出了水質評價的“質量指數(shù)”以及Green(1966)提出的“大氣污染綜合指數(shù)”以來,國內外很多環(huán)境科學工作者,從不同的角度出發(fā),用不同的方法觀察和處理環(huán)境問題,提出了很多環(huán)境質量指數(shù):如美國國家野生動物協(xié)會NWF環(huán)境質量指數(shù)、R·Brown的跨學科研究組征詢法,日本的西田耕之助的居民感受征詢多元統(tǒng)計分析法,加拿大TEQI總環(huán)境質量指數(shù)(1974),耶魯大學與哥倫比亞大學聯(lián)合聯(lián)合發(fā)展的環(huán)境可持續(xù)指數(shù)ESI(1999)、環(huán)境績效指數(shù)EPI(2006),我國橡樹嶺大氣質量指數(shù)(1971)、內梅羅水質指數(shù)(1970)、黃浦江水質指數(shù)(1977)、姚志麒大氣質量指數(shù)(1978)以及我國官方制定的生態(tài)EI(2006)等。環(huán)境質量的指數(shù)評價模型一度廣為流行。其中,早期的環(huán)境質量指數(shù)模型都是建立在單因子環(huán)境質量指數(shù)的基礎上的.其基本計算公式:I式中:I——第i種污染物的單因子環(huán)境質量指數(shù);C——第i種污染物的環(huán)境濃度;S——第i種污染物的環(huán)境質量評價標準。單因子環(huán)境質量指數(shù)是無量綱數(shù)。表示某種污染物在環(huán)境中的濃度超過評價標準的倍數(shù)。根據單因子指數(shù),通過各種環(huán)境質量指數(shù)模型的計算,得出多因子指數(shù)與環(huán)境質量的綜合指數(shù),然后根據環(huán)境質量的綜合指數(shù)的分級來判斷研究區(qū)域環(huán)埂質量的總體狀況與主要環(huán)境問題。隨著環(huán)境質量評價工作的發(fā)展,環(huán)境科學工作者從地學、生態(tài)學、系統(tǒng)科學等各個學科對環(huán)境質量評價理論進行了探討,大量的數(shù)學方法,如模糊數(shù)學、灰色系統(tǒng)分析、概率統(tǒng)計和系統(tǒng)工程等引入評價工作中,出現(xiàn)了眾多的數(shù)學模式。其中以模糊綜合評價模型、灰色聚類分析等現(xiàn)代數(shù)學方法的應用最為普遍,它們克服了傳統(tǒng)的評價方法中以某一簡單的數(shù)字指標作為環(huán)境質量分級的界線,造成環(huán)境質量相差很小的兩個評價單元的環(huán)境質量可能被分為截然不同的兩個等級的弊端,而用隸屬度或白化函數(shù)來刻畫環(huán)境質量的等級界線,更為符合環(huán)境實際。尤其是環(huán)境質量的多級模糊綜合評判模型的提出,對于解決多因素、多層次的綜合評價問題,更是提供了一個良好的方法ADDINNE.Ref.{3A91E09E-F599-49BF-BE25-72AB0751E65F}[94]。2.3.1模糊綜合評價模型模糊綜合評價模型的概念最初于1965年由美國自動控制專家查德(L.A.Zadeh)教授提出,用以表達事物的不確定性。它可以依據各類評價因素的特征,確定評價值與評價因素值之間的函數(shù)關系。數(shù)學步驟如下:設U={u,u…u},A={a,a…a},V={v,v,,,v},S={s,s…s}則單因素決策模糊映射為:R={r,r…r}=U的所有因素綜合評判矩陣:B=A·R=A·(R,R…R)(1)綜合評判的總評分值:C=B·S(2)式(1))式(2)中,U為因素集;A為權重集;V為評判集;S為評分集;R為單因素決策模糊映射;B為U的所有因素綜合評判矩陣;m為因素集或權重集的元素個數(shù);n為評判集或評分集的元素個數(shù);i為因素集中起作用的因素標志;C為綜合評判的總評分值。根據總評分值的大小來判定各種決策的優(yōu)良,分值越高,表示質量越好。但因其僅僅依據最大隸屬度原則來確定各評價單元的環(huán)境質量級別,造成信息損失太多,有時也會得出不盡詳實的結論。我國學者王克三(1984)ADDINNE.Ref.{E44C2983-C8D3-4F08-9BFD-A4B88F83F615}[95],應龍根(1986)ADDINNE.Ref.{BE3B54F0-E953-4562-BC3A-D617F9}[96],潘峰等(2002)ADDINNE.Ref.{47E2079D-B427-42A7-8D6A-0DBDB8DD7202}[97],王金葉(2006)ADDINNE.Ref.{-0712-48A9-8D28-AC9}[98]等均在其對環(huán)境相關評價研究中運用此種模型進行評價。2.3.2灰色關聯(lián)分析在系統(tǒng)發(fā)展過程中,若兩個因素變化的趨勢具有一致性,即同步變化程度較高,即可謂二者關聯(lián)程度較高;反之,則較低。因此,灰色關聯(lián)分析方法,是根據因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度,亦即“”,作為衡量因素間關聯(lián)程度的一種方法。具體計算步驟為:①確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列②對參考和比較數(shù)列進行③求參考與比較數(shù)列的灰色④求關聯(lián)度rr=r值越接近1,說明相關性越好。⑤關聯(lián)度排序將m個子序列對同一母序列的關聯(lián)度按大小順序排列起來,便組成了關聯(lián)序,記為{x},它反映了對于母序列來說各子序列的“優(yōu)劣”關系。若r>r,則稱{x}對于同一母序列{x}優(yōu)于{x},記為{x}>{x};r表示第i個子序列對母數(shù)列特征值。我國學者閻伍玖(1994)ADDINNE.Ref.{A21D4050-52FA-4AC2-B98E-F86F66CCC91C}[99],張紹良等(1996)ADDINNE.Ref.{96C0CDA8-D895-4974-8A08-DA01FCCFD174}[100],卜廣志等(2002)ADDINNE.Ref.{5EDAB5F1-7A0E-4D39-BC46-569B26588E1C}[101],羅黨(2005)ADDINNE.Ref.{8A065BF6-7825-44CF-9428-FBB318DF6B1D}[102]都是采用灰色關聯(lián)度分析法進行研究分析。2.3.3多因子綜合評價模型多因子綜合評價模型也是一種應用十分廣泛的方法,它的運算過程是將之前構建的體系中,不同因子的數(shù)值與權重連乘相加,將得出的數(shù)值與標準值或其他對照值作比較。一般公式為CEI=,其中I為單項指標評價分值,W為評價指標i的權重,N為評價指標數(shù),S為評價指標等級劃分數(shù)。因為計算簡便,故近些年研究有相當數(shù)量的分析用這種方法。使用人有楊學軍(2001)ADDINNE.Ref.{A79D8586-C5D9-424B-A9BF-94944ABE6544}[103],謝花林(2003)ADDINNE.Ref.{F7BED9E0-CC4E-485E-A740-06F124D6D1CE}[72],劉新衛(wèi)(2005)ADDINNE.Ref.{5046F09C-6E8E-45C9-A69D-FE0B52785E85}[76],許月卿(2007)ADDINNE.Ref.{2EE808B5-A7E2-4C92-9062-4BA406}[104],李麗(2008)ADDINNE.Ref.{4F1E381E-D03F-4BE0-B4F6-ACC45F4FB67D}[85],潘金瓶(2011)ADDINNE.Ref.{86C1D128-D150-4B07-912F-42E76D32594B}[81],李珂(2011)ADDINNE.Ref.{63A813BD-2B86-4F59-B1E2-3F89E6E5034B}[82]等人。除此之外,還有一個與之十分類似的多因子標準差綜合評價法,由陸書玉(2001)ADDINNE.Ref.{0CC1CE46-270D-4555-B02D-635F09942CA2}[105]提出,公式為:P=,其中P為所求的綜合指數(shù),n為影響的因素個數(shù),P為各不同影響因子本身單因子指數(shù)數(shù)值。2.3.4安全度模型付偉章(2006)ADDINNE.Ref.{CAACB3AC-8195-49EA-ABE8-703CFEC98E51}[84]在其研究中使用的一種模型分析方法,也比較簡單,帶具有一定的代表性,即對于已選定的因子構建安全區(qū)間模型,在區(qū)間中的指數(shù)符合判斷條件,不在區(qū)間中則不符合。模型如下:具正功效時具負功效時安全度函數(shù):2.3.5韋伯-費希納定律評價模型德國著名的生理學家韋伯(WeberErnstHeinrich),和物理學家費希納(FechnerGustavTheodor)經研究得出:感覺的大小同刺激強度的對數(shù)成正比,刺激強度按幾何級數(shù)遞增,而感覺強度按算術級數(shù)遞增。即:S=KlgR式中S-感覺,R-刺激強度,K-常數(shù)。在景觀環(huán)境評價中,鞏如英(2006)ADDINNE.Ref.{CB1B738D-E040-4820-B7A9-CBD39CB6F636}[106],套用了這個公式,并將其稍加變動,建立如下模型:P=式中,P-總體評價,即總體感覺;K-指標的權重;R-打分,即環(huán)境對人的刺激強度;n-指標的個數(shù)。2.4總結與展望幾十年來,我國的景觀生態(tài)學環(huán)境指標體系構建不僅發(fā)展迅速,研究工作也卓有成效,充分展示了此項研究在我國的發(fā)展前景。但與國外相比,我國的研究還存在較大差距:①在模型建立上鮮有創(chuàng)新,一般都是借鑒套用,沒有自己獨特的想法;②研究專題集中,宏觀研究多于中觀、微觀研究;③人才培養(yǎng)力度不夠,尚未形成一定規(guī)模的景觀生態(tài)學研究隊伍。絕大多數(shù)學者在此方面發(fā)表的論文都在徘徊在1~2篇,僅有少數(shù)國家級研究專家發(fā)表10篇以上相關文章。上述問題都說明我國的景觀生態(tài)環(huán)境研究還比較稚嫩,許多工作需要共同努力來逐步完善,同時也充分說明我們有更廣闊的的空間來進步。中國有著獨特的景觀歷史與文化,從地理形態(tài)上講,中國地理地貌的豐富性當屬世界第一,但建設中由于沒有國家層面的景觀評估與保護措施,對國土景觀資源不可逆的破壞也達到了高潮,諸如:盲目改造自然環(huán)境;盲目拆除古城古鎮(zhèn)古村落;開發(fā)建設中,長官意識濃重,缺乏與民眾溝通的有效方式,無視民眾對生于斯長于斯環(huán)境的依存感;不顧景觀中原有的尺度與肌理,貪大求洋,甚至小區(qū)或新城名稱都是洋名,致使丟失景觀文化自信心;只注重土木建設,不顧相關水體、空氣純凈等因素,忽視景觀是一個整體等等。中國特色的國土景觀資源評估體系應建立在科學與藝術相結合的框架內,首先應充分分析中國獨特的地理環(huán)境與景觀類型以及政治、經濟、文化、社會心理、審美等要素;繼而學習國外先進經驗,特別是借鑒歐美近年在此課題上的新研究成果,在兼具科學性與藝術性的同時,合理、可行、易操作將是中國特色的景觀資源評估體系可否順利實施的關鍵。國家層面的關注與立法支持是推動景觀資源評估體系成為當代可持續(xù)發(fā)展國策的主要動力之一,同時我們作為學者也應該在國家做出決策前盡可能的在這樣的背景下,中國應從國家層面關注本國國土景觀資源的保護與合理開發(fā),盡快推出具有中國特色的景觀資源評估體系。在中國新的城鎮(zhèn)化開始之前,通過評估,清點中國的景觀資源,在規(guī)劃與建設中,不僅重視諸如礦產資源、水土農林資源,還應將景觀資源也作為國土中的寶藏,悉心呵護、精心開發(fā)。第三章村鎮(zhèn)建設用地再開發(fā)生態(tài)化規(guī)劃技術研究改革開放30多年來,我國的快速城市化進程遭遇到逐漸剛化的土地資源約束,土地再開發(fā)已成為越來越多的省市政府不得不慎重面對的問題。由于當前我國房地產主導下的建
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