層次分析和模糊綜合評價在地質環境質量評價中的應用實踐

戚向陽，王春，黃震，于曉靜

(中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，山東煙臺264002)

層次分析和模糊綜合評價在地質環境質量評價中的應用實踐

戚向陽，王春，黃震，于曉靜

(中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，山東煙臺264002)

在煙臺市芝罘區環境地質綜合調查的基礎上，采用層次分析法和模糊綜合評價法，通過構造判斷矩陣，計算評價因子權重，并檢驗綜合判斷矩陣的一致性，將芝罘區劃分為222個單元格，依據模糊綜合評價公式，按照芝罘區地質環境質量評價因子量化評分表對每個單元格進行統計打分，對芝罘區地質環境質量進行綜合分區評價。

層次分析;模糊綜合評價;地質環境質量

地質環境作為人類生存和城市發展的承載體，其質量的好壞對城市經濟和社會可持續發展起著巨大的影響作用［1］。本次在環境地質綜合調查的基礎上，采用層次分析法與模糊綜合評價法進行地質環境質量綜合評價分區，從而達到對煙臺芝罘區地質環境質量進行評價的目的［2］。

1 層次分析法評價原則和方法

層次分析法(簡稱AHP方法)是一種定性與定量分析相結合的決策分析方法，他的基本原理是:把復雜的問題分解成若干個有序層次，并根據一定客觀事實的判斷，對每一層次的相對重要性給予定量表示;然后利用數學方法計算出表達每一層次的全部元素相對重要性秩序的數值，據此對整個問題進行分析并提出問題的解決方案［3］。

1．1評價原則

根據芝罘區特定的地質環境條件，主要從地形地貌、水文地質條件、工程地質條件、地質災害與環境地質問題、人類工程活動這5個因素，進行單元格評價，最終進行綜合分區。

1．2構造判斷(成對比較)矩陣

根據專家打分情況構造綜合判斷矩陣;然后按照公式(1)和公式(2)計算一級評價因子權重［4］。

1．3評價因子權重確定及其一致性檢驗

計算評價因子的權重即求解判斷矩陣的特征向量。

1．3．1計算矩陣的特征向量

采用方根法特征方程AW=λmaxW，方根法計算步驟如下:

1．3．2將W歸一化

經計算求得:

W=(0．047，0．236，0．157，0．489，0．71)T

求得λmax=5．134。

用一致性指標檢驗本次構造的綜合判斷矩陣具有滿意的一致性。

2 模糊綜合評價法

按照構造綜合矩陣求得的各評價因子及其權重值，根據計算公式:

式中Z——綜合評價值;

Xi——評價要素的權重值;

Yi——評價單元的平均要素等級指標值;

i——評價要素數量。

依據計算公式(3)和表1確定的各評價單元指標，計算出每個單元的地質環境綜合評價指數。

表1 芝罘區地質環境質量評價因子量化評分

3 地質環境質量綜合分區評價

3．1單元格評價

將芝罘區劃分為1 km×1 km的單元網格共計222個，對每個單元格按照表1進行系統的統計打分。本次評價采用計算機編程進行運算，運用MAPGIS軟件的空間分析功能，得到各單元的地質環境質量評價結果見圖1，最后根據區內的實際調查結果進行必要的修正。

圖1芝罘區地質環境質量綜合評價單元格結果

3．2分區評述

根據芝罘區地質環境質量評價結果，芝罘區地質環境適宜性綜合分區評價共分為3個區:地質環境適宜性較好區、適宜性中等區和適宜性較差區。分區情況見圖2和表2。

圖2芝罘區地質環境質量綜合分區評價

表2 芝罘區地質環境質量適宜性綜合分區

4 結論

層次分析法與模糊綜合評價法結合將芝罘區地質環境質量作為研究對象，通過分解、構造判斷矩陣、比較判斷、綜合評價的思維方式進行決策，評價過程中采取定性與定量結合，層次中的每個因素對評價結果的影響程度都是量化的，層次清晰、結論明確，將復雜的地質環境質量問題簡單化，能很快得出較理想、客觀的定量評價結果。

［1］丁俊，倪石軍，張成江，等．西南地區城市地質環境分區評價方法［J］．沉積與特提斯地質，2006，26(2):6－7．

［2］戚向陽，黃震，于曉靜，等．山東省煙臺市芝罘區環境地質綜合調查報告［R］．煙臺:中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，2015．

［3］許樹柏．層次分析法原理［M］．天津:天津大學出版社，1998．

［4］蔡鶴生，周愛國，唐朝暉．地質環境質量評價中的專家—層次分析定權法［J］．中國地質大學學報，1998，23(3):299－302．

An Application of Analytic Hierarchy Process and Fuzzy Comprehensive Evaluation in Geological Environmental Quality Assessment

QI Xiangyang，WANG Chun，HUANG Zhen，YU Xiaojing
(Zhengyuan Institute of Geology and Exploration of China Metallurgical Geology Bureau，Yantai，Shandong 264002，China)

Based on comprehensive investigation of environmental geology in Zhifu District of Yantai City，we are using the analytic hierarchy process and the method of fuzzy comprehensive evaluation to construct the judgment matrix with the weights of evaluation factor to test the consistency of synthetic judgement matrix．Zhifu District is divided into 222 cells．We will take fuzzy comprehensive evaluation formula to obtain quantitative geological environment quality in Zhifu District with the evaluation factor score table statistical scoring for each cell in a comprehensive assessment of geological environment quality．

Analytic Hierarchy Process;Fuzzy comprehensive evaluation;Geological environment quality

X141

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．040

2016－12－14

2011年度山東省地質勘查項目(魯勘字［2011］11號)

戚向陽(1983－)，男，陜西寶雞人，在職研究生，工程師，研究方向:水文、環境及地熱地質勘查研究，E-mail: 4201020326@163．com．