一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，該方法包括如下步驟：建立工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型；獲取待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)所有參評(píng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)；將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為m個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元；建立各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣以及變權(quán)權(quán)重矩陣；根據(jù)基礎(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣和變權(quán)權(quán)重矩陣分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值；根據(jù)各基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值得到待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)；采用聚類法將具有相同工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行聚類，得到工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有評(píng)價(jià)精度高、評(píng)價(jià)結(jié)果客觀可靠等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，尤其是涉及一種模糊變權(quán)工程地質(zhì) 環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市是人類居住和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)高度集中的地域空間，也是工程建設(shè)最主要的領(lǐng)域。 工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是城市總體規(guī)劃中的一項(xiàng)重要工作，科學(xué)合理的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量 評(píng)價(jià)，有利于規(guī)避地質(zhì)環(huán)境中對(duì)工程建設(shè)的不利因素，合理利用土地資源，促進(jìn)工程建設(shè)與 地質(zhì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量影響因素繁雜，各因素相互間存在著一定的關(guān)聯(lián) 性，各因素的影響程度不同，而且評(píng)價(jià)因素具有指標(biāo)數(shù)據(jù)模糊性和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)模糊性等特點(diǎn)， 很難用經(jīng)典數(shù)學(xué)加以統(tǒng)一度量。因此，模糊數(shù)學(xué)的理論和方法在工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中 得到了最廣泛的應(yīng)用。目前，工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)多以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái)采用構(gòu)建評(píng) 價(jià)指標(biāo)體系和模糊加權(quán)評(píng)判模型對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0003] 對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有較大影響的權(quán)重賦值方法有:客觀定權(quán)法和主觀定權(quán)法?？陀^定權(quán) 法主要有:熵值法、主成分分析法、均方差法等;主觀定權(quán)法主要有:直接打分法、專家打分 法、層次分析法、環(huán)比評(píng)分法、對(duì)比排序法等。由于工程地質(zhì)環(huán)境的參評(píng)指標(biāo)多為模糊概念 沒(méi)有準(zhǔn)確數(shù)值，而客觀定權(quán)法對(duì)數(shù)據(jù)的依懶性強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比強(qiáng)度、沖突性及離散性要求 較高且計(jì)算方法復(fù)雜，可參與性和通用性差。因此，客觀定權(quán)法在地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)中運(yùn)用較 少。主觀定權(quán)中的層次分析法具有能將復(fù)雜問(wèn)題層次化，定性問(wèn)題定量化的特性，因此在地 質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)中運(yùn)用較廣泛。但是層次分析法中每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)只有一個(gè)權(quán)重，權(quán)重確定后無(wú) 論參評(píng)指標(biāo)值如何變化，指標(biāo)權(quán)重值總是固定不變，最終得到的工程地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量評(píng)價(jià) 在精度和質(zhì)量上難以有效的服務(wù)于工程建設(shè)。因此，有必要采用新的技術(shù)和方法對(duì)其進(jìn)行 更加精確的定量化評(píng)價(jià)，才能為新時(shí)期土地規(guī)劃利用和工程建設(shè)提供更加精確的科學(xué)依 據(jù)。
[0004] 目前，地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)的研究領(lǐng)域，尚無(wú)相關(guān)的評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量。 現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法中權(quán)重的獲取方法多采用專家打分法或?qū)哟畏治龇?ΑΗΡ)，如西安科技大 學(xué)的孫學(xué)陽(yáng)等人的專利"一種煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)方法"（CN104881571A)、中國(guó)石 油大學(xué)（華東）的宋冬梅等人的專利"一種海岸帶的地質(zhì)環(huán)境承載力計(jì)算方法" (CN104361225A)、北京科技大學(xué)的謝謨文等人的專利"一種水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)調(diào)查的解譯與 評(píng)價(jià)方法"（CN102707332A)、同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán)）有限公司鄭濤等人發(fā)明的專 利"一種基于灰關(guān)聯(lián)一層次分析法的海綿城區(qū)潛力指數(shù)的評(píng)價(jià)方法"（CN105005690A)。此 外，地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)方法中還有多目標(biāo)決策分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、邏輯回歸等方法。以上 方法中對(duì)指標(biāo)選取和綜合評(píng)價(jià)方法上研究較多，而對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有較大影響的權(quán)重賦值方法 研究較少。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種模糊變權(quán)工程 地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，該方法包括如下步驟：
[0008] (1)建立工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型，包括總目標(biāo)層、子目標(biāo)層和評(píng)價(jià)指 標(biāo)層，所述的總目標(biāo)層為該工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的總目標(biāo)，所述的子目標(biāo)層為與總目標(biāo) 對(duì)應(yīng)的多個(gè)子目標(biāo)，每個(gè)子目標(biāo)包括多個(gè)參評(píng)指標(biāo)，所有參評(píng)指標(biāo)組成評(píng)價(jià)指標(biāo)層；
[0009] (2)獲取待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型中的所有參評(píng)指標(biāo)對(duì) 應(yīng)的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)；
[0010] (3)將步驟(2)獲取的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，利用GIS軟件建立待評(píng)價(jià)區(qū)域的 空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為m個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元；
[0011] (4)根據(jù)各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)建立各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩 陣；
[0012] (5)分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元對(duì)應(yīng)的變權(quán)權(quán)重矩陣；
[0013] (6)根據(jù)基礎(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣以及變權(quán)權(quán)重矩陣分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià) 單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值；
[0014] (7)將每個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值分別與設(shè)定的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí) 劃分值進(jìn)行比較，得到待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)；
[0015] (8)采用聚類法將具有相同工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行聚類，得 到工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖。
[0016] 步驟(3)包括如下步驟：
[0017] (301)將待評(píng)價(jià)區(qū)域的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，對(duì)待評(píng)價(jià)區(qū)域的各參評(píng)指標(biāo)建 立單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層；
[0018] (302)對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0019] (303)對(duì)待評(píng)價(jià)區(qū)域的各單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行柵格化處理，將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分 為m個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元。
[0020] 步驟(4)具體為：
[0021] 根據(jù)參評(píng)指標(biāo)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求取待評(píng)價(jià)區(qū)域評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣f :
[0023] 矩陣f中的元素記為f ,為第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，i = 1，2，…… m，m為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)；
[0024] 具體地，第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣f i為：
[0025] X7 i= [x7 ii x7 i2 ··· X7 in],
[0026] 矩陣中的元素記作表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo) 值，j = 1，2，…，η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。
[0027]步驟(5)具體為：
[0028] (501)采用層次分析法分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)于總目標(biāo)層的 常權(quán)權(quán)重矩陣，常權(quán)權(quán)重矩陣中的元素為各參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重；
[0029] (502)構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)，分別對(duì)各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的常權(quán)權(quán)重矩 陣中的各常權(quán)權(quán)重進(jìn)行重新分配，進(jìn)而得到各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)權(quán)重矩陣，變權(quán)權(quán)重 矩陣中的元素為各參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重。
[0030] 所述的步驟(501)中求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的常權(quán)權(quán)重矩陣具體通過(guò)下述方法求 ?。?br>[0031] (501a)對(duì)第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元采用層次分析法中的1~9標(biāo)度法建立子目標(biāo)層對(duì)總 目標(biāo)層的判斷矩陣B-A以及評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)子目標(biāo)層的判斷矩陣C-B，其中i = l，2,……m，m為 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)；
[0032] (501b)根據(jù)判斷矩陣B-A和C-B求取常權(quán)權(quán)重矩陣4… ，其中常權(quán)權(quán) 重矩陣中的元素記作《I，4表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重，j = 1， 2,......η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。
[0033]所述的步驟(502)具體為：
[0034] (502a)根據(jù)工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)特點(diǎn)及變權(quán)理論，構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函 數(shù)S(X):
[0036] 其中，xj為狀態(tài)值，0<y<A<a<P<l，〇< c<b<a<l，y為特強(qiáng)懲罰水平，λ為強(qiáng) 懲罰水平，α為初懲罰水平，β為激勵(lì)水平，a、b和c分別為狀態(tài)值為μ、λ和α?xí)r對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變權(quán) 函數(shù)值，k為調(diào)整系數(shù)；
[0037] (502b)獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣f i，將f i中元素記作V ^表 示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，將分別作為狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S(X)的狀 態(tài)值求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的狀態(tài)變權(quán)函數(shù)值(X)，i = 1，2，……m，m 為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)，j = 1，2，…，η，n表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)；
[0038] (502c)獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)權(quán)重矩陣Wi = [Wil wi2…win]，其中變權(quán) 權(quán)重矩陣中的元素記作w^，Wl謙示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重，Wl適過(guò) 下式獲取：
[0040]所述的步驟(6)具體為：
[0041] (601)分別獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣X、以及變權(quán)權(quán)重矩陣I，其中 i = l,2,……m，m為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)，維矩陣，矩陣乂^中的元素表示為 為第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，變權(quán)權(quán)重矩陣1為1*11維矩陣，該矩 陣中的第j個(gè)元素記作wu，Wl謙示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重，j = 1， 2,......η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)；
[0042] (602)求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)評(píng)價(jià)值Mij:
[0043] Mij=wij · Xij ；
[0044] (603)求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值Mi:
[0046] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0047] (1)本發(fā)明將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為若干個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元，分別對(duì)每個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元 進(jìn)行評(píng)價(jià)，使得評(píng)價(jià)精度尚；
[0048] (2)本發(fā)明變權(quán)評(píng)價(jià)方法彌補(bǔ)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中每項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)一旦確 定后就只有一個(gè)權(quán)重值的缺陷，無(wú)法反映各項(xiàng)指標(biāo)內(nèi)部差異性對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的影 響，更無(wú)法反映權(quán)重應(yīng)隨每項(xiàng)指標(biāo)內(nèi)部差異性的變化而變化的特點(diǎn)，進(jìn)而影響到最后評(píng)價(jià) 結(jié)果的客觀性；
[0049] (3)本發(fā)明求取變權(quán)權(quán)重時(shí)建立強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)對(duì)各參評(píng)指標(biāo)對(duì)應(yīng) 的常權(quán)權(quán)重進(jìn)行重新分配，對(duì)參評(píng)指標(biāo)的"優(yōu)秀"值給予鼓勵(lì)，對(duì)參評(píng)指標(biāo)"差值"進(jìn)行懲罰， 對(duì)參評(píng)指標(biāo)的"一般值"既不懲罰也不鼓勵(lì)，充分體現(xiàn)了各項(xiàng)指標(biāo)內(nèi)部差異性對(duì)工程地質(zhì)環(huán) 境質(zhì)量的整體性影響，極大的提高了工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)的可信度和可靠度。
【附圖說(shuō)明】
[0050] 圖1為本發(fā)明的模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的基本流程圖；
[0051] 圖2為本實(shí)施例工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖3為強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0054] 實(shí)施例
[0055] 如圖1所示為本發(fā)明一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的基本流程圖，該 方法包括如下步驟：
[0056] 步驟1:建立工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型，包括總目標(biāo)層、子目標(biāo)層和評(píng) 價(jià)指標(biāo)層，所述的總目標(biāo)層為該工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的總目標(biāo)，所述的子目標(biāo)層為與總 目標(biāo)對(duì)應(yīng)的多個(gè)子目標(biāo)，每個(gè)子目標(biāo)包括多個(gè)參評(píng)指標(biāo)，所有參評(píng)指標(biāo)組成評(píng)價(jià)指標(biāo)層；
[0057] 步驟2:獲取待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型中的所有參評(píng)指 標(biāo)對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)；
[0058]步驟3:將步驟2獲取的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，利用GIS軟件建立待評(píng)價(jià)區(qū)域 的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為m個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元；
[0059] 步驟4:根據(jù)各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)建立各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指 標(biāo)矩陣；
[0060] 步驟5:分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元對(duì)應(yīng)的變權(quán)權(quán)重矩陣；
[0061] 步驟6:根據(jù)基礎(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣以及變權(quán)權(quán)重矩陣分別求取各個(gè)基礎(chǔ) 評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值；
[0062] 步驟7:將每個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值分別與設(shè)定的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量 等級(jí)劃分值進(jìn)行比較，得到待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)；
[0063] 步驟8:采用聚類法將具有相同工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行聚類， 得到工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖。
[0064]本實(shí)施例步驟1中總目標(biāo)層記作A，選取地形地貌(Bi)、水文地質(zhì)條件(B2)、巖土工 程條件(B3)、工程地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題(B4)、地質(zhì)災(zāi)害(B5)及人類影響(B 6)六個(gè)影響工程地質(zhì)環(huán)境 質(zhì)量的因素作為該評(píng)價(jià)體系的子目標(biāo)層(BO。而地貌單元(CO、坡度(C2)、地面標(biāo)高(C 3)作 為地形地貌()的參評(píng)指標(biāo);地下水位埋深(C4)、距地表水體的距離(C5)作為水文地質(zhì)條件 (B 2)的參評(píng)指標(biāo);地基持力層厚度(C6)、地基巖土體均勻性(C7)、地基承載力(C 8)作為巖土 工程條件(B3)的參評(píng)指標(biāo);黃土濕陷性(C9)、砂土液化(C 1Q)、軟土層厚度(Cn)作為工程地質(zhì) 問(wèn)題(B4 )的參評(píng)指標(biāo);距離活動(dòng)斷層距離(Cl2 )、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)（Cl3 )、地下水漏斗沉降量(Cl4) 作為不良地質(zhì)作用(B5)的參評(píng)指標(biāo);人類工程活動(dòng)強(qiáng)度(C15)作為人類活動(dòng)影響(B 6)的唯一 的參評(píng)指標(biāo)，形成評(píng)價(jià)區(qū)域的多層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。
[0065]接著步驟2獲取上述15個(gè)參評(píng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，繼續(xù)執(zhí)行步驟3。
[0066] 步驟3包括如下步驟：
[0067] (301)將待評(píng)價(jià)區(qū)域的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，對(duì)待評(píng)價(jià)區(qū)域的各參評(píng)指標(biāo)建 立單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層，即利用GIS將原始數(shù)據(jù)中的圖件數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，經(jīng)投影轉(zhuǎn)換、信息 提取、賦值、緩沖區(qū)分析和DTM分析等處理過(guò)程，得到評(píng)價(jià)所需的單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層；
[0068] (302)對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，從而使各單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層具有統(tǒng) 一的評(píng)價(jià)區(qū)域邊界，統(tǒng)一的坐標(biāo)系和統(tǒng)一的投影參數(shù)；
[0069] (303)對(duì)待評(píng)價(jià)區(qū)域的各單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行柵格化處理，將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分 為m個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元。
[0070] 由于各參評(píng)指標(biāo)對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量影響的差異性和復(fù)雜性，導(dǎo)致各參評(píng)指標(biāo)的 組合特征存在明顯的空間差異，因此工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)落實(shí)到每個(gè)細(xì)小區(qū)域內(nèi)，因 此需要將研究區(qū)域分成若干個(gè)小圖元，即基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元。根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)域工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量 指標(biāo)的空間分布特征、評(píng)價(jià)目標(biāo)精度要求及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，選用標(biāo)準(zhǔn)格網(wǎng) 對(duì)研究區(qū)進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，把各參評(píng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例中以400mX 400m柵格格網(wǎng)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及評(píng)價(jià)分析的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元，該評(píng)價(jià)區(qū)域分成6048個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單 元，即上述m = 6048。
[0071] 步驟4具體為：
[0072] 根據(jù)參評(píng)指標(biāo)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求取待評(píng)價(jià)區(qū)域評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣f :
[0074] 矩陣f中的元素記為f ,為第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，i = 1，2，…… m，m為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)；
[0075] 具體地，第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣f i為：
[0076] X' i= [X'il X' i2 …X' in]，
[0077] 矩陣中的元素記作表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo) 值，j = 1，2，…，η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。
[0078] 因參評(píng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)形式不同，各評(píng)價(jià)指標(biāo)量綱各異，需對(duì)不同量綱數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn) 化處理。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理前，必須先確定參評(píng)指標(biāo)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《城鄉(xiāng)規(guī)劃 工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(CJJ57 - 2012)，參考國(guó)內(nèi)外工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn) 再結(jié)合專家意見(jiàn)將參評(píng)指標(biāo)劃分為幾個(gè)等級(jí)。本實(shí)施例中將參評(píng)指標(biāo)從好到差劃分為:優(yōu)、 良、中、一般、差5個(gè)級(jí)別。實(shí)施例的評(píng)價(jià)區(qū)域臨近大河，河堤內(nèi)的河漫灘為行洪區(qū)，在評(píng)價(jià)時(shí) 應(yīng)把行洪區(qū)作為一個(gè)敏感區(qū)域來(lái)處理，每項(xiàng)定性指標(biāo)凡是涉及到該區(qū)域的都作為評(píng)價(jià)等級(jí) 中的差級(jí)來(lái)處理。根據(jù)以上制定的參評(píng)指標(biāo)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
[0079] 表1工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)參評(píng)指標(biāo)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
[0081] 工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中數(shù)據(jù)分為離散型和連續(xù)型兩大類。對(duì)于離散型的指標(biāo)數(shù) 據(jù)，本實(shí)施例中把參評(píng)指標(biāo)劃分的5個(gè)級(jí)別通過(guò)轉(zhuǎn)換等級(jí)賦予0~1之間值;對(duì)于連續(xù)型的指 標(biāo)數(shù)據(jù)，采用極值標(biāo)準(zhǔn)法處理，獲得0~1之間的值。賦值越高，表示參評(píng)指標(biāo)條件越好;賦值 越低，表示參評(píng)指標(biāo)條件越差。對(duì)極性為正的數(shù)據(jù)利用（1)式，極性為負(fù)的數(shù)據(jù)利用(2)式進(jìn) 行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，得到評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣V i:
[0082] X7 i= [x7 ii x7 i2 ··· X7 in],
[0085] X'為某項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值;Xi為某項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的實(shí)際值;Xmin為某項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的 最小值;Xmx為某項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的最大值。
[0086] 步驟5具體為：
[0087] (501)采用層次分析法分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)于總目標(biāo)層的 常權(quán)權(quán)重矩陣，常權(quán)權(quán)重矩陣中的元素為各參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重；
[0088] (502)構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)，分別對(duì)各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的常權(quán)權(quán)重矩 陣中的各常權(quán)權(quán)重進(jìn)行重新分配，進(jìn)而得到各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)權(quán)重矩陣，變權(quán)權(quán)重 矩陣中的元素為各參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重。
[0089] 所述的步驟(501)中求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的常權(quán)權(quán)重矩陣具體通過(guò)下述方法求 取：
[0090] (501a)對(duì)第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元采用層次分析法中的1~9標(biāo)度法建立子目標(biāo)層對(duì)總 目標(biāo)層的判斷矩陣B-A以及評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)子目標(biāo)層的判斷矩陣C-B，其中i = l，2,……m，m為 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)；
[0091] (501b)根據(jù)判斷矩陣B-A和C-B求取常權(quán)權(quán)重矩陣C = … 其中常權(quán)權(quán) 重矩陣<中的元素記作表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重，j = 1,2,......η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。
[0092] 具體地，采用層次分析法中的1~9標(biāo)度法構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，1~9標(biāo)度法標(biāo) 度含義如表2所示。根據(jù)分層結(jié)構(gòu)模型，對(duì)于Β層和C層將同一層子指標(biāo)分別以上一層子指標(biāo) 為準(zhǔn)則采用1~9的比率進(jìn)行兩兩比較，對(duì)每一層中各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)重要性給出一定的判斷， 得至IjB層對(duì)Α層的判斷矩陣[Bi-A^-A，. . .，Bq-A]和C層對(duì)Β層的判斷矩陣...， Ck_Bq]〇
[0093] 表2 1~9標(biāo)度法標(biāo)度含義
[0094]
[0095] 根據(jù)Β-Α和C-B判斷矩陣計(jì)算評(píng)價(jià)因子的相對(duì)權(quán)值。現(xiàn)以Β-Α層的權(quán)重計(jì)算為例說(shuō) 明計(jì)算步驟，假定陽(yáng)厘1^ 11為13-厶判斷矩陣，;^郎，1 = 1，2，"_，11;」=1，2，"_，11。特征向量就 是Βι，B2,…，Bn對(duì)A的權(quán)向量妒，經(jīng)式（3)做歸一化處理計(jì)算求得:W= (wi， W2，…，wn)T為矩陣F的特征向量，即各參評(píng)指標(biāo)的權(quán)重。
[0097]其中為矩陣F的第i行第j列的元素。而矩陣的特征值A(chǔ)max:
[0099] 其中，[FW]i為矩陣F中第i行元素與對(duì)應(yīng)特征向量^乘積之和，Wi為權(quán)向量W的第i 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。
[0100] 為了降低判斷思維出現(xiàn)的不一致性偏差，要對(duì)判斷矩陣的不一致性和隨機(jī)性進(jìn)行 檢驗(yàn)。
[0103] 其中：CI為一致性指標(biāo);λΜΧ為最大特征根;n為矩陣階數(shù);RI為平均隨機(jī)一致性指 標(biāo);CR為隨機(jī)一致性比率。如果隨機(jī)一致性比率CR<0.10,判斷矩陣具有滿意一致性，所求 權(quán)重值比較合理，否則重新調(diào)整判斷矩陣的取值再進(jìn)行兩兩比較判斷。
[0104] 本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)已構(gòu)建的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)分層結(jié)構(gòu)模型，對(duì)第i 個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元采用層次分析法得到B-A判斷矩陣和C 一 B判斷矩陣如下：
[0105] B-A判斷矩陣：
[0113]最后得到C-A各參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重值：
[0115] 所述的步驟(502)具體為：
[0116] (502a)根據(jù)工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)特點(diǎn)及變權(quán)理論，構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函 數(shù)S(X):
[0118] 其中，Xj為狀態(tài)值，0<y<A<a<P<l，〇<c<b<a<l，y為特強(qiáng)懲罰水平，λ為強(qiáng) 懲罰水平，α為初懲罰水平，β為激勵(lì)水平，a、b和c分別為狀態(tài)值為μ、λ和α?xí)r對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變權(quán) 函數(shù)值，k為調(diào)整系數(shù)；
[0119] (502b)獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣f υ將f ,中元素記作X、，V "表 示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，將分別作為狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S(X)的狀 態(tài)值求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的狀態(tài)變權(quán)函數(shù)值(X)，i = 1，2，……m，m 為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)，j = 1，2，…，η，n表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)；
[0120] (502c)獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)權(quán)重矩陣Wi = [Wil wi2…win]，其中變權(quán) 權(quán)重矩陣中的元素記作叫，Μ表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重，叫通過(guò) 下式獲?。?br>[0122] 具體地，在構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)時(shí)，根據(jù)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)特點(diǎn) 及變權(quán)理論，構(gòu)建評(píng)價(jià)區(qū)域的局部變權(quán)理論；
[0123] 設(shè)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)總目標(biāo)為A，B為子目標(biāo)，A = {，B2，…，Bq}，Iq = (1， 2，···，q)，任意一個(gè)仏也有多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，§_={&，&，···，&}。現(xiàn)不妨設(shè)總目標(biāo)A的狀態(tài)為X ={[X1，X2,…，Xn]T}，0<Xj<l，In= {1，2,…，n}，Xj是Bi的狀態(tài)值，根據(jù)狀態(tài)變權(quán)原理，做出 如下定義：
[0124] 定義1:稱向量:r°=(r'，嘩…，〇為一個(gè)n維常權(quán)向量，如果y/ei?，有r:G(0，l)，且
[0125] 定義 2:給定映射 ￥:[0，1]114(0，1)11，稱向量^^)^(￥必），￥2(父），"，1(父)）為一個(gè) η維局部變權(quán)向量，如果滿足條件：
[0127] ②對(duì)￡(〇，1)，且(1<0，使得Wj (X)關(guān)于Xj在[0，α]上單調(diào)遞減，而在 [β，1]上單調(diào)遞增;如果每個(gè)W(x)關(guān)于所有變?cè)B續(xù)，則稱W(X)為一個(gè)連續(xù)型局部變權(quán) 向量。
[0128] 定義 3:給定映射 (X)為一個(gè)η維連續(xù)型局部狀態(tài)變權(quán)向量，如果對(duì)y/e/"，3?，0￡(〇，1)，且€[<0，滿足條件 ：
[0129] ①當(dāng)0<Xj<a時(shí)，SjU)〉。" j(X)<0, ;
[0130] ②當(dāng)a彡Xj彡β時(shí)，SjU)〉。" j(X)=0;
[0131] ③當(dāng)β<χ」<1時(shí)，SjU)〉。；'」(Χ)>0，?5,.(Α') = +* ;
[0132] ④當(dāng)S' j(X)(Xj_xk)+Sj(X)>0, j，ke In，xj<xk;
[0133] 其中變權(quán)W(X)滿足定義2的條件，當(dāng)每個(gè)Sj(X)關(guān)于所有變?cè)B續(xù)時(shí)，稱S(X)為 局部懲罰一激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)向量，a為懲罰水平，β為激勵(lì)水平。
[0134] 對(duì)于工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量整體而言，如有1~2危險(xiǎn)指標(biāo)值特別低，無(wú)論采用哪種常 權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法，都有可能被其他指標(biāo)的高值中和，使得最終評(píng)價(jià)結(jié)果偏離實(shí)際工程地質(zhì) 環(huán)境情況。因此，工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量變權(quán)評(píng)價(jià)應(yīng)具有如下原則:在評(píng)價(jià)時(shí)，只要有一個(gè)指標(biāo) 值特低，哪怕該指標(biāo)的常權(quán)值很小，最終綜合評(píng)價(jià)值將顯著減小;但單一指標(biāo)值特高卻不一 定能使最終評(píng)價(jià)值增加明顯，變權(quán)綜合評(píng)價(jià)中懲罰力度應(yīng)大于激勵(lì)力度。根據(jù)工程地質(zhì)環(huán) 境質(zhì)量的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)中懲罰力度應(yīng)大于激勵(lì)力度的宗旨，變權(quán)綜合評(píng)價(jià)應(yīng)具有如下特 點(diǎn):①子目標(biāo)評(píng)價(jià)m的評(píng)價(jià)值& e (〇，1)，激勵(lì)水平β靠近1，即受激勵(lì)區(qū)間(β，1)較窄，該區(qū)間 的狀態(tài)值受到強(qiáng)烈激勵(lì)迅速變化;②懲罰水平與激勵(lì)水平很近，即合格區(qū)[α，β]很窄，該區(qū) 間狀態(tài)值既不受到激勵(lì)也不受到懲罰;③受懲罰區(qū)間(〇，α)較寬，可分為初懲罰階段(λ，α)、 強(qiáng)懲罰階段(λ，μ]、特強(qiáng)懲罰階段(0，μ]3個(gè)階段。根據(jù)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量變權(quán)評(píng)價(jià)特點(diǎn)，可 設(shè)初懲罰階段為拋物線，強(qiáng)懲罰階段為直線，特強(qiáng)懲罰階段和激勵(lì)階段為對(duì)數(shù)曲線，且強(qiáng)懲 罰階段的直線與特強(qiáng)懲罰階段的曲線相切于點(diǎn)(y，a)及(x，b)，于是就有如下定理：
[0135]定理1(懲罰一激勵(lì)分段協(xié)調(diào)定理）：設(shè)狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S(X)在初懲罰階段、強(qiáng)懲罰階 段、特強(qiáng)懲罰階段、激勵(lì)階段的變權(quán)函數(shù)分別為510)、52〇)、530)、5 4〇)，且在點(diǎn)（<^)、 (\，13)、化，&)、（隊(duì)(：)處光滑連續(xù)可導(dǎo)，如圖3所示為強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)的示意圖。 其中0<μ<λ<α<β<l，0< c<b<a<l，a、b、c為評(píng)價(jià)策略，k為調(diào)整系數(shù)，就有：
[0137]由于初懲罰階段狀態(tài)變權(quán)函數(shù)為拋物線，可令初懲罰階段狀態(tài)變權(quán)函數(shù)為 517.(又）=?。+〇1：\：;.+(22；^認(rèn)分：^)，由于5辦)在(€[，(；）、0，13)、化，3)處光滑連續(xù)可導(dǎo)，于是有 ：
[0140] 設(shè)狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S(X)在區(qū)間（0，1)光滑連續(xù)可導(dǎo)，那么：
[0142]
，SJX)是強(qiáng)局部懲罰一激勵(lì)型 狀態(tài)變權(quán)函數(shù)。以上構(gòu)建的狀態(tài)變權(quán)函數(shù)已證明滿足定義3中公理①、②、③、④。
[0143] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的工程地質(zhì)環(huán)境特征和工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，取μ = 0.2，A = 0.4，a = 0.6,3 = 0.8，a = 0.5，b = 0.3，c = 0.2，k=1.5,由（8)式可得狀態(tài)變權(quán)函 數(shù)：
[0145] 步驟6具體為：
[0146] (601)分別獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣X、以及變權(quán)權(quán)重矩陣I，其中 i = l,2,……m，m為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)，維矩陣，矩陣乂^中的元素表示為 為第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，變權(quán)權(quán)重矩陣1為1*11維矩陣，該矩 陣中的第j個(gè)元素記作wu，Wl謙示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重，j = 1， 2,......η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)；
[0147] (602)求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)評(píng)價(jià)值Mij:
[0148] Mij=wij · Xij ；
[0149] (603)求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值Mi:
[0151] 本發(fā)明實(shí)施例中GIS采用以柵格點(diǎn)狀單元作為指標(biāo)數(shù)據(jù)載體，矢量面狀單元作為 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)分析單元，然后得到每個(gè)基礎(chǔ)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值Mi，i e [ 1，6048]，其值變 化范圍為(0，1)，求得變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值域?yàn)?0.23846~0.84981。本發(fā)明實(shí)施例中采用非等 間距方法，選取0.05為中間等級(jí)劃分間距，將評(píng)價(jià)區(qū)域的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量劃分為5個(gè)等級(jí) 分區(qū)，從好到差依次為：>0.80(優(yōu)）、0· 75~0.80(良）、0· 70~0.75(中）、0· 65~0.70( - 般）、<0.65(差）。
[0152] 為了說(shuō)明變權(quán)綜合評(píng)價(jià)的合理性，選取某一個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元，采用本發(fā)明變權(quán)工 程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和常權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)兩種方法計(jì)算它們的綜合評(píng)價(jià)值， 評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比表如表3所示。根據(jù)制定的指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及劃分等級(jí)可以看出，該基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單 元8項(xiàng)指標(biāo)值屬于優(yōu)級(jí)，3項(xiàng)指標(biāo)值屬于良級(jí)，2項(xiàng)指標(biāo)值屬于一般級(jí)，2項(xiàng)指標(biāo)值屬于差級(jí)， 該基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的實(shí)際工程地質(zhì)環(huán)境很差。在常權(quán)評(píng)價(jià)時(shí)，2項(xiàng)指標(biāo)的差級(jí)值和2項(xiàng)指標(biāo)的 一般級(jí)值被8項(xiàng)指標(biāo)的優(yōu)級(jí)值中和，評(píng)價(jià)危險(xiǎn)度降低。采用變權(quán)模型評(píng)價(jià)時(shí)，狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S (X)對(duì)這些參評(píng)指標(biāo)常權(quán)權(quán)重重新進(jìn)行分配，由于懲罰力度大度激勵(lì)力度，該單元的最終綜 合評(píng)價(jià)值迅速減小，評(píng)價(jià)等級(jí)也從一般級(jí)降為差級(jí)。同理，對(duì)于某一個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元，如果 它的15項(xiàng)指標(biāo)值都屬于優(yōu)級(jí)，狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S(X)會(huì)對(duì)參評(píng)指標(biāo)的優(yōu)級(jí)值進(jìn)行鼓勵(lì)，對(duì)它們 的常權(quán)權(quán)重也會(huì)進(jìn)行重新分配，該單元的最終綜合評(píng)價(jià)值會(huì)迅速增大，它們的評(píng)價(jià)等級(jí)也 會(huì)相應(yīng)增加。經(jīng)過(guò)兩種方法評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，變權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)指標(biāo)的"優(yōu)秀"值 給予鼓勵(lì)，對(duì)指標(biāo)"差值"進(jìn)行懲罰，對(duì)指標(biāo)的"一般值"既不懲罰也不鼓勵(lì)，充分體現(xiàn)了各項(xiàng) 指標(biāo)內(nèi)部差異性對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的整體性影響，極大的提高了工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià) 等級(jí)的可信度和可靠度。
[0153] 表3第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： (1) 建立工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型，包括總目標(biāo)層、子目標(biāo)層和評(píng)價(jià)指標(biāo) 層，所述的總目標(biāo)層為該工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的總目標(biāo)，所述的子目標(biāo)層為與總目標(biāo)對(duì) 應(yīng)的多個(gè)子目標(biāo)，每個(gè)子目標(biāo)包括多個(gè)參評(píng)指標(biāo)，所有參評(píng)指標(biāo)組成評(píng)價(jià)指標(biāo)層； (2) 獲取待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型中的所有參評(píng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的 工程地質(zhì)數(shù)據(jù)； (3) 將步驟(2)獲取的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，利用GIS軟件建立待評(píng)價(jià)區(qū)域的空間 數(shù)據(jù)庫(kù)，并將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為m個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元； (4) 根據(jù)各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)建立各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣； (5) 分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元對(duì)應(yīng)的變權(quán)權(quán)重矩陣； (6) 根據(jù)基礎(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣W及變權(quán)權(quán)重矩陣分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元 的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值； (7) 將每個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值分別與設(shè)定的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)劃分 值進(jìn)行比較，得到待評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)； (8) 采用聚類法將具有相同工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行聚類，得到工 程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)圖。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟 (3) 包括如下步驟： (301) 將待評(píng)價(jià)區(qū)域的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS軟件，對(duì)待評(píng)價(jià)區(qū)域的各參評(píng)指標(biāo)建立單 項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層； (302) 對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理； (303) 對(duì)待評(píng)價(jià)區(qū)域的各單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行柵格化處理，將待評(píng)價(jià)區(qū)域劃分為m個(gè) 基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟 (4) 具體為： 根據(jù)參評(píng)指標(biāo)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求取待評(píng)價(jià)區(qū)域評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣χ/:矩陣公中的元素記為r 1，公1為第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣，i = 1，2，……m，m 為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)； 具體地，第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣X/為： X' i= [X' il X' i2 …X' in]， 矩陣r 1中的元素記作χ/u表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，j =1，2，…，η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟 (5) 具體為： (501) 采用層次分析法分別求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)于總目標(biāo)層的常權(quán) 權(quán)重矩陣，常權(quán)權(quán)重矩陣中的元素為各參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重； (502) 構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)，分別對(duì)各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的常權(quán)權(quán)重矩陣中 的各常權(quán)權(quán)重進(jìn)行重新分配，進(jìn)而得到各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)權(quán)重矩陣，變權(quán)權(quán)重矩陣 中的元素為各參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟(501)中求取各個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的常權(quán)權(quán)重矩陣具體通過(guò)下述方法求取： (501a)對(duì)第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元采用層次分析法中的1~9標(biāo)度法建立子目標(biāo)層對(duì)總目標(biāo) 層的判斷矩陣B-AW及評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)子目標(biāo)層的判斷矩陣C-B，其中i = l，2,……m，m為基礎(chǔ) 評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)； (50化)根據(jù)判斷矩陣B-A和C-B求取常權(quán)權(quán)重矩陣H:" = [，，'： Mf: 誠(chéng)]，其中常權(quán)權(quán)重矩 陣Wi叩的元素記作，';表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的常權(quán)權(quán)重，j = l， 2, η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟(502)具體為： (502a)根據(jù)工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)特點(diǎn)及變權(quán)理論，構(gòu)建強(qiáng)懲罰-激勵(lì)型狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S (X)：其中，Xj為狀態(tài)值，〇<y<^<a<0<l，〇<c<b<a<l，y為特強(qiáng)懲罰水平，λ為強(qiáng)懲罰水 平，α為初懲罰水平，β為激勵(lì)水平，a、b和C分別為狀態(tài)值為μ、λ和α?xí)r對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變權(quán)函數(shù) 值，k為調(diào)整系數(shù)； (502b)獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣公1，將公1中元素記作χ/ UU表示第 i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，將分別作為狀態(tài)變權(quán)函數(shù)S(X)的狀態(tài)值 求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的狀態(tài)變權(quán)函數(shù)值Sij(X)，i = l，2,……m，m為基 礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)，j = 1，2，…，η，n表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)； 巧02c)獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)權(quán)重矩陣Wi=[Wil Wi2…Win],其中變權(quán)權(quán)重矩 陣中的元素記作WU，Wi康示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重，Wi姻過(guò)下式獲 ?。?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模糊變權(quán)工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述 的步驟(6)具體為： (601) 分別獲取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣公1^及變權(quán)權(quán)重矩陣Wi，其中i = 1,2,……m，m為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的總個(gè)數(shù)，公1為l*n維矩陣，矩陣公1中的元素表示為 為第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的指標(biāo)值，變權(quán)權(quán)重矩陣Wi為1*η維矩陣，該矩陣中 的第j個(gè)元素記作Wij，wij表示第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)權(quán)重，j = 1， 2,......η，η表示參評(píng)指標(biāo)的總個(gè)數(shù)； (602) 求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元中第j個(gè)參評(píng)指標(biāo)的變權(quán)評(píng)價(jià)值Mij:Mij=wij ·町； (603) 求取第i個(gè)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)單元的變權(quán)綜合評(píng)價(jià)值Mi:
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK106096847SQ201610428854
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】張英平, 唐益群, 石亞朝, 徐杰, 楊奇
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)