PP—AHP模型在水資源綜合效益評價(jià)中的應(yīng)用

【摘要】水資源綜合效益中選取12項(xiàng)具有代表性的指標(biāo)，利用投影尋蹤法確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重，利用層次分析法確定各指標(biāo)的主觀權(quán)重，將主觀權(quán)重與客觀權(quán)重相結(jié)合得到各指標(biāo)的綜合權(quán)重。最后，以臺蘭河灌區(qū)為例進(jìn)行水資源綜合效益評價(jià)，評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符，表明該方法合理可靠，適用于水資源綜合效益的評價(jià)。

【關(guān)鍵詞】層次分析法；投影尋蹤；評價(jià)

水資源綜合效益評價(jià)是一項(xiàng)以實(shí)現(xiàn)水資源高效利用為核心的工作，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)水資源在經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益的整體最優(yōu)化[1]。本文通過PP和AHP模型，將客觀與主觀權(quán)重相結(jié)合，為水資源綜合效益評價(jià)提供了一個(gè)科學(xué)合理方法。

1 PP和AHP模型

1.1 投影尋蹤（PP）法

PP法的核心就是投影，即將數(shù)據(jù)投影至低維度的子空間，尋求能夠較好反映其數(shù)據(jù)特征，從而能較為準(zhǔn)確的分析高維數(shù)據(jù) [2]。主要過程如下：

（1）對評價(jià)集進(jìn)行歸一化處理

假設(shè)樣本集 ，為方便計(jì)算，消除量綱，對樣本集歸一化處理。

（2）構(gòu)造并優(yōu)化 指標(biāo)函數(shù)為 ， 為函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差， 為局部密度。

1.2 層次分析（AHP）法

（1）建立層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造判斷矩陣：AHP方法要求決策者對每一個(gè)層次的各元素的相對重要性作出判斷。

（3）層次單排序及一致性檢驗(yàn)：及與上個(gè)層次比較得到的判斷矩陣，計(jì)算本層次與之有聯(lián)系的元素權(quán)值。

（4）層次總排序：層次總排序是利用同一層次中所有元素的單排序結(jié)果，計(jì)算相對于上層次的所有本層次的權(quán)值。

1.3 確定指標(biāo)綜合權(quán)重進(jìn)行綜合評價(jià)

pp最優(yōu)投影方向向量各分量的平方即為各指標(biāo)的客觀權(quán)重，AHP中層次總排序所得各元素的權(quán)值為各指標(biāo)的主觀權(quán)重，將兩者結(jié)合起來可得綜合權(quán)重。

2實(shí)例分析

臺蘭河灌區(qū)位于溫宿縣東部，是阿克蘇地區(qū)五個(gè)大型灌區(qū)之一，在地區(qū)和溫宿縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中占有重要地位，對灌區(qū)水資源綜合效益評價(jià)具有重要意義。由于資料所限，本文選取了12項(xiàng)具有代表性的指標(biāo)（人均GDP、節(jié)水意識程度、灌區(qū)引水量、工業(yè)用水定額、渠系水利用系數(shù)、人均城鎮(zhèn)生活用水定額、人均農(nóng)村生活用水定額、單位水量工業(yè)總產(chǎn)值、城鎮(zhèn)人口比例、生態(tài)環(huán)境耗水率、污水處理率、林草覆蓋率）對其評價(jià)結(jié)果如表1：

（1）指標(biāo)的歸一化處理

（2）PP法確定權(quán)重

（0.356，0.307，0.074，0.225，0.231，0.272，0.352，0.451，0.373，0.252，0.302，0.338），客觀權(quán)重 （0.127，0.094，0.006，0.050，0.053，0.074，0.124，0.203，0.139，0.063，0.091，0.114）。

（3）AHP法確定權(quán)重

主觀權(quán)重 （0.080，0.027，0.035，0.047，0.056，0.077，0.109，0.199，0.139，0.092，0.145，0.037）。

（4）確定綜合權(quán)重

（0.113，0.074，0.015，0.049，0.054，0.075，0.119，0.202，0.139，0.072，0.107，0.091）。

（5）綜合評價(jià)

綜合效益評價(jià)值 （0.327，0.622，1.000），評價(jià)結(jié)果表明，在未來2020，2030臺蘭河灌區(qū)的水資源綜合效益是逐年增加的，規(guī)劃水平年所提出的各項(xiàng)指標(biāo)正確可行。

3 結(jié)語

投影尋蹤方法用來處理和分析高維數(shù)據(jù)，能夠反映高維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或特征，

將此方法用于水資源綜合效益評價(jià)中能夠反映各指標(biāo)的客觀權(quán)重。

層次分析法將復(fù)雜問題中的各種因素劃分為相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，條理清晰，是一種簡單可行的反映主觀判斷的方法。

PP和AHP模型，既反映了專家對各指標(biāo)的偏好程度，又能夠反映各指標(biāo)數(shù)據(jù)的信息特征，是水資源綜合效益評價(jià)中一種實(shí)用可信的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪麗娜，陳曉宏，等.混合蛙跳算法和投影尋蹤模型的洪水分類研究[J].水電能源科學(xué)，2009，27（2）：62-64.

[2]方國華，黃顯峰.多目標(biāo)決策理論、方法及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[3]劉宏.綜合評價(jià)中指標(biāo)權(quán)重確定方法的研究.[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，25（4）：75-77.

作者簡介：張沐川， 男，（1987.12—），江蘇揚(yáng)州人，畢業(yè)于南京郵電大學(xué)，本科，助理工程師，主要從事水利管理。