公路景觀環境質量綜合評價

程高云

（中機中聯工程有限公司，重慶市 400039）

0 引言

公路的興建，促進了地區社會經濟的發展。然而，修建公路對自然環境、視覺環境的影響與破壞是不容忽視的，也是不可回避的問題。如何使公路建設與環境協調發展，如何對公路景觀環境進行評價，是公路建設中不可缺少的一個環節。因此，高速公路建設景觀環境質量綜合評價已成為道路工程項目可行性研究的重要組成部分，交通部于2006年和1998年分別頒布了《公路建設項目環境保護設計規范》(JTG B03-2006)和《公路環境保護設計規范》(JTJ/T006-98)，對搞好公路景觀環境質量綜合評價提供了科學依據，實現與環境的可持續協調發展具有重要意義。

傳統的公路景觀環境質量綜合評價多是文字上的定性分析，且多集中在對有限的，易于量化的經濟要素指標進行評價，因此很難看出項目建設對環境的總體影響程度。本文用模糊綜合評價法對此問題進行了探討，利用改進的基于距離測度的層次分析法確定權重，建立了公路景觀環境質量綜合評價模型，可將定量和定性分析有機結合，具有簡便、直接的特點，能對道路景觀環境質量有效的綜合評價。

1 道路景觀環境質量綜合評價的指標體系及層次結構

公路景觀環境質量綜合評價包含眾多方面，考慮的指標也較廣泛，對這樣一個復雜體系的評價，不僅要遵循系統性、科學性、實用性、獨立性等普遍原則，還應滿足層次性、重要性、獨立性等原則。結合公路景觀美學特點，確定本次綜合評價包括：景觀視覺環境閾值、景觀視覺環境景色、景觀生態敏感性、景觀生態環境質量四個方面。

按屬性可以看成3層構成，分別為1個目標層、4個準則層、多個指標層，見表1。

表1 景觀環境質量綜合評價層次結構

2 公路景觀環境質量模糊綜合評價

公路景觀評價涉及因素多，有的可以定量，有的卻只能定性，具有極大地復雜性和灰色性[1]。因此，公路景觀環境質量的綜合評價需要采用定性和定量相結合的辦法來進行評價。模糊綜合評價法是一種定性與定量相結合的綜合評價方法[2～4]，通過嚴謹的邏輯推理和科學計算盡可能地剔除主觀成分，能較好地符合客觀事實。因此，我們引入了模糊綜合評價法，建立公路景觀環境質量綜合評價模型對公路景觀綜合評價。

2.1 確定評價指標集

設u為層次結構中最低層的景觀環境質量因素指標，則有景觀環境質量指標集合U={u1,u2,，un}，也就是n個評價指標的集合。

2.2 建立評價等級

等級集合是以對景觀環境質量可能做出的各種評價結果為元素所組成的集合，每一個等級可對應一個模糊子集，用V表示：V={v1,v2,，vj}，其中vj（j=1,2，，n）表示對指標因素的第j種評價結果。通常vj可視為uj對不同評價等級的奴屬度。本文中，針對景觀環境各指標本身的特點取n=5，V={v1,v2,v3,v4,v5}，分別表示各因素對景觀環境的貢獻為“絕對優”、“優”、“好”、“較好”、“一般”。為了便于民眾參與環評進行問卷調查和相關專家打分，分別對各等級因子賦予相應分值{10,8,6,4,2}。

2.3 確定奴屬函數，進行單因素評判矩陣計算

奴屬函數有多種確定方法，根據環境評價因素的空間分布連續分布特征，可構造折線性奴屬函數來確定單因素指標對各等級模糊子集的奴屬度。

設某一景觀評價指標因素ui的m級評分的平均值分別為x，由于景觀各項指標情況復雜，許多較難定量化研究，這里對指標的評分采用德爾菲法(Delphi)[5]確定。rij,表示子因素層指標ui對第j級評語vj的奴屬度。指標奴屬函數的構造采用降半梯形法，即設vk和vk+1為相鄰兩級的分級標準，顯然vk＞vk+1,則因素對vk的奴屬函數為：

對Vk+1的奴屬函數為：式中：r(x)為奴屬函數；為參與評分的專家對指標的平均值當給定，可以用以上奴屬函數求出該位置上ui評價因子分別對各等級評價空間的奴屬度，并由其確定單因素模糊評價矩陣，即

2.4 各級評價因素權重的分配

通常用指標的權重來表示各級指標在整個指標體系中的相對重要性程度，常用的定量權重確定有經驗權數法、層次分析法、主成分分析法等等。其中，一種改進的層次分析法（IAHP）[6,7]不僅可以從復雜環境的特殊性入手，逐層分析，為不同層次上的評價指標提供權重，而且能克服傳統層次分析法為滿足一致性檢驗（CR＜0.1）而可能多次調整判斷矩陣，進而影響判斷矩陣的客觀性的弊端，具有直觀、簡捷的特點。具體方法如下：

先建立層次模型，如表1所示，在同一層次對各評價因素進行兩兩重要性比較，獲得綜合比較矩陣，根據重要程度排序指數構造相應的判斷矩陣。各評價因素的重要性評判采用如表2中的1～9及其倒數標度方法。

表2 判斷矩陣及其含義

建立判斷矩陣A=（aij）mxn后，按下列流程計算A的擬優一致陣：

判斷矩陣

再采用方根法計算其特征向量：

（1）計算擬優一致陣 每一行元素的乘積：

（2）計算上述乘積Mi的m次方根

（3）對向量 Wi=（ri1,ri2,ri3,ri4,ri5）歸一化，即令，則即為所求的權重向量。

2.5 模糊層次綜合評價

指標Uk的評價矩陣R進行模糊矩陣運算，即可得奴屬向量:

上述模糊合成，采用加權平均型合成算法，該合成算法的特點是確定每個評價等級的奴屬度時，必須考慮所有評價因素的影響，體現系數的整體性。D·為指標對于評語集的奴屬向量分別表示 U 對評語 v1，v2，v3，v4，v5的奴屬度。比較各評判等級奴屬度的大小，確定最大的那一等級即可得相應的綜合評價結果“vj”。

3 實例論證

應用上述評價模型，以云南某高速公路為例進行評價。根據工程實際情況，通過相關專家進行德爾菲法綜合分析，得到景觀綜合評價。評價結果見表3。

計算出擬優一致陣，確定權重，見表4。

綜合評價結果：

表3 景觀質量綜合評價

表4 景觀質量評價權重值

根據最大奴屬度原則，認為本項目的景觀環境質量綜合評價為“絕對優”，這與該項目建設理念和所處的特殊地段基本吻合，為其他景觀環境質量的綜合評價提供了科學依據參考。

4 結語

公路是長線工程，涉及的景觀因素眾多，量化指標具有極大的復雜性和灰色性。本文在考慮公路景觀視覺和生態景觀全面分析的基礎上，從綜合因素指標入手，通過引入模糊綜合評價法和改進的層次分析法(IAHP)，建立了景觀環境質量綜合評價模型，并利用該模型進行了實證研究。結果證明該模型評價定量化高，評價結果明確可靠且簡便直觀易行，而且這里建立的層次結構模型基本代表了公路景觀所有的評價要素，具有極大的廣泛適用性。通過該層次結構建立起來的模糊綜合評價，可作為實際工程中景觀環境質量綜合后評價的參照標準。不足之處在其奴屬函數仍然帶有一定主觀性，沒有明顯的體現環境意義[8]。

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