灰色聚類算法在濕地生態(tài)旅游開發(fā)中的應(yīng)用

周紅霞，張安妮，周方勇

（ 1.山東省濟南市平安街道辦事處水利站，濟南 250306;2.山東省濟南市黃河信息中心，濟南 250013;3.山東省濟南市天橋黃河河務(wù)局，濟南 250032）

0 引言

根據(jù)《山東濟西國家濕地公園總體規(guī)劃》及《濟南市西部地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，長清區(qū)平安街道辦事處充分利用南水北調(diào)干渠、玉清湖、黃河等自然資源，結(jié)合濕地的自然、文化特色，依循“一區(qū)、多點、生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈”的方式，開發(fā)生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)。濟西濕地地處濟南市長清區(qū)平安街道西北，距經(jīng)十西路3公里，交通便利。濕地以東為玉清湖，以西、以北為黃河，以南為濟平干渠，四面環(huán)水。此處原名“許寺洼”，因地勢低洼加之玉清湖向外滲水而形成。濕地面積5萬畝，其中蘆葦?shù)?.2萬畝，荒草地0.3萬畝，常年保有水量1千萬立方以上。

目前，該濕地生態(tài)旅游具有以下發(fā)展優(yōu)勢:

(1)濟西濕地水資源豐富，規(guī)劃區(qū)域內(nèi)西有黃河、東有玉符河、玉清湖以及小清河源頭等多處水源，具有良好的區(qū)域小氣候特征，冬季氣候較為濕潤，夏季涼爽宜人，形成了優(yōu)良的生態(tài)旅游觀光氣候。

(2)濕地規(guī)劃設(shè)計與大學(xué)科技園和開發(fā)區(qū)建設(shè)相結(jié)合，規(guī)劃設(shè)計符合土地的利用性、旅游性和可觀賞性。

(3)以傳統(tǒng)文化與生態(tài)環(huán)境為主題的生態(tài)旅游觀光景區(qū)，與玉清湖其他景點能夠形成較好的產(chǎn)品組合，融合于生態(tài)旅游觀光大環(huán)線中。景區(qū)與周邊產(chǎn)品的組合，可以起到互促、互連、互補的作用，在市場上相互帶動，互為客源，共同發(fā)展。

(4)省、市委和各級政府對發(fā)展山東濟西國家濕地公園生態(tài)旅游觀光業(yè)高度重視，同時提出建議在濟南市西部建設(shè)生態(tài)旅游觀光環(huán)線，并且把這一項目列入全鎮(zhèn)重點項目，專門成立了領(lǐng)導(dǎo)班子及工作小組負責(zé)這項工作。

本文使用灰色統(tǒng)計方法處理專家評估意見，引入灰色聚類分析模型計算綜合評估值，獲得對評估對象的分類及多層次評價結(jié)果，對濟南西部濕地生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)進行了公正、科學(xué)的多層次綜合評價。

1 灰色聚類挖掘算法

1.1 灰色聚類原理

灰色聚類是建立在灰數(shù)的白化函數(shù)生成的基礎(chǔ)上，將聚類對象對不同聚類指標(biāo)所擁有的白化數(shù)，按n個灰類進行歸納整理，以判斷該聚類對象屬于哪一類的灰色統(tǒng)計方法。

記 I、II、III、…為聚類對象，(i=1，2，3，…，n)

記 1#、2#、3#、… 為聚類指標(biāo)，(j=1，2，3，…，m)

記 1、2、3、… 為聚類灰類，(k=1，2，3，…，p)

例如:A中學(xué)、B中學(xué)為聚類對象;課程考分、實踐能力、政治思想為聚類指標(biāo);高、中、低為聚類灰數(shù)。

1.2 灰色聚類基本過程

記i為聚類對象(i=1，2，3，…，n);fj為第j個聚類指標(biāo)(j=1，2，3，…，p);k為聚類灰類(k=1，2，3，…，m);dij為第i個聚類對象對于第j個聚類指標(biāo)所擁有的白化數(shù)，fjk為第j個聚類指標(biāo)對第k個灰類的白化函數(shù)。具體計算步驟為:

第1步，根據(jù)給定的dij構(gòu)造樣本矩陣D;

第2步，確定灰類白化函數(shù)fjk;

第3步，計算折算系數(shù)(聚類權(quán))ηjk:

式中，n 為總的灰類數(shù)。若 σik=max(σi1，σi2，…，σin)，則對象i屬于第k個灰類。

2 灰色聚類算法在濟南西部生態(tài)旅游綜合評價中的應(yīng)用

綜合評價是指對多屬性體系結(jié)構(gòu)描述的對象系統(tǒng)作出全面性、整體性的評價。用于綜合評價的方法很多，但由于各種方法出發(fā)點不同，解決問題的思路不同，適用對象不同，又各有優(yōu)缺點，以至人們遇到綜合評價問題時不知該選擇哪一種方法，也不知評價結(jié)果是否可靠。

在濟南西部濕地生態(tài)旅游分析中，人們更關(guān)注旅游發(fā)展?jié)摿Φ木C合評價等級，因此，我們采用灰色聚類挖掘算法。在數(shù)據(jù)挖掘處理過程中，數(shù)據(jù)挖掘算法是最為關(guān)鍵的，利用灰色聚類挖掘算法和從數(shù)據(jù)倉庫中提取的數(shù)據(jù)中，我們可以發(fā)現(xiàn)目前組織中存在的個體類型，另外還可以判斷每個體屬于這些類型中的哪一類。

2.1 聚類對象和評價指標(biāo)選取

對濟南西部濕地生態(tài)旅游資源綜合評價，所用評價指標(biāo)體系是資源中心型(見表1)。邀請7名專家分別對16個評價指標(biāo)賦值、評價指標(biāo)分類、評價指標(biāo)體系中的16個評價指標(biāo)按4個灰類打分。

2.2 灰色定權(quán)聚類評價應(yīng)用設(shè)計

7位專家對每一個評價指標(biāo)分別給出灰類分值見表1。

(1)確定評價灰色類

確定評價灰色類采用四級制，將等級分為優(yōu)、良、中、差。設(shè)評價灰類的序號為1～4，即4個評價灰類，灰優(yōu)類為4分以上;灰良類為3分左右;灰中類為2分左右;灰差類為1分以下。相應(yīng)的白化函數(shù)為 fk(k=1，2，3，4)，4 個灰類對應(yīng)的圖像如圖1所示。

表1 濟南西部濕地生態(tài)旅游資源綜合評價量化得分

圖1 白化權(quán)函數(shù)

(2)評價指標(biāo)計算與量化

設(shè)灰類 k共4 類，k=1，2，3，4;

評價指標(biāo) i共16 個，i=1，2，……，15，16;

評價專家 7 人，j=1，2，3，4，5，6，7;

白化函數(shù)fk對應(yīng)灰優(yōu)、灰良、灰中、灰差，分別是 f1、f2、f3、f4，第 j個專家賦值第 i個指標(biāo)的分值為dij;

當(dāng)評價指標(biāo)i=1時，

首先，求7位專家(Nj=1)評估指標(biāo)1為灰優(yōu)的評價系數(shù):

所以評價指標(biāo)l(自然生態(tài))屬于灰良類取分值為3分。同理，可以求出評價指標(biāo)i=2，……16的所屬灰類及分值，如表2所示。以上用灰色統(tǒng)計法獲得了專家評估評價指標(biāo)所屬的類別和分值。

表2 綜合評價指標(biāo)所屬灰類分布表

(3)灰色聚類評價應(yīng)用

求濟南西部濕地旅游資源灰優(yōu)類(k=4)的聚類系數(shù):

同理計算出灰良類(k=3)λ12=5.3309;灰中類(k=2)λ12=2.2174;灰差類(k=1)λ12=0。該旅游資源評價的聚類系數(shù)向量:

由于MAX(4.9998，5.3309，2.2174，0)=5.3309=λ21，k=3，所以，濟南西部濕地生態(tài)旅游綜合評價結(jié)果為灰良類。

2.3 綜合評價結(jié)果

通過應(yīng)用灰色聚類算法對濟南西部濕地生態(tài)旅游資源進行分析計算，可知濟南西部濕地生態(tài)旅游資源在水體質(zhì)量、文化古跡、交通條件、客源分布條件和與附近景區(qū)比較5個指標(biāo)上評價為優(yōu)類;在自然生態(tài)、土地開發(fā)、城鎮(zhèn)分布、旅游設(shè)施、氣侯條件、地質(zhì)地形條件、動物、植物、民情民俗和景點特色10個指標(biāo)上評價為良類;在基礎(chǔ)設(shè)施這項指標(biāo)評價為中類。

區(qū)域位置優(yōu)于旅游資源，旅游資源優(yōu)于地理條件。

3 結(jié)束語

本文探討了灰色聚類數(shù)據(jù)挖掘算法在濟南西部濕地生態(tài)旅游綜合評價中的應(yīng)用，對旅游資源16個指標(biāo)進行聚類分析，從而發(fā)現(xiàn)其旅游資源所屬類，這對發(fā)展?jié)衔鞑可鷳B(tài)旅游工作具有理論和現(xiàn)實指導(dǎo)意義。從總體上看，該方法計算簡單，所需樣本量小，能夠為旅游開發(fā)決策者提供科學(xué)化和規(guī)范化的有效參考，該方法也存在一些需要改進的地方，如評價指標(biāo)的選取和完善，合理樣本量的確定等。

［1］姜華，劉健，張安妮.灰色聚類挖掘算法在山東黃河通信檔案信息資源利用綜合評價中的應(yīng)用研究［J］.辦公自動化，2009(18):47－50.

［2］Jiawei Han，Micheline Kamber.數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)［M］.范明，孟小峰，譯.北京:機械工業(yè)出版社，2007.

［3］易德生.灰色理論與方法［M］.朱仁峰，譯.北京:石油工業(yè)出版社，1992.

［4］保繼剛，楚義芳.旅游地理學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，1999.

［5］鄧聚龍.灰理論基礎(chǔ)［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002.

［6］馮建相，唐嶸，王雙維，等.軟件質(zhì)量灰色定量評價模式研究［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005(5):639－641.

［7］劉思峰，郭天榜.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用［M］.北京:科學(xué)出版社，2000.