基于層次分析法的公路景觀評價(jià)

陶 磊 （合肥信睦工程建設(shè)有限公司，安徽 合肥 230001）

公路景觀評價(jià)需兼顧景觀的客觀性和景觀認(rèn)知的主觀性特征，是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，并呈現(xiàn)出多目標(biāo)、多屬性的特征[1]。國內(nèi)外目前還沒有固定的模式和方法來定量評價(jià)公路景觀質(zhì)量的優(yōu)劣。本文運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)中的層次分析法的原理提出了公路景觀評價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合專家評分法對各指標(biāo)在體系中所占的權(quán)重進(jìn)行了具體分析，為科學(xué)評價(jià)公路景觀打下基礎(chǔ)。

1 評價(jià)方法

1.1 層次分析法[2]

層次分析法（簡稱AHP法）是運(yùn)用多級處理來確定因素權(quán)重的方法，是美國著名運(yùn)籌學(xué)家薩帝（Thomas L.Saaty）于20世紀(jì)70年代中期提出來的[3]。其特點(diǎn)在于能將分析人員的對復(fù)雜系統(tǒng)的評價(jià)系統(tǒng)化、模型化，所用數(shù)據(jù)較少，是將定性分析和定量分析相結(jié)合的一種系統(tǒng)分析、評價(jià)方法。

具體實(shí)施步驟如下：

①建立系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)模型；

②兩兩比較元素，構(gòu)造判斷矩陣；

③求解判斷矩陣，得出特征根和特征向量，檢驗(yàn)每個(gè)矩陣的一致性，求出層次單排序；

④確定層次總排序，計(jì)算出各要素的權(quán)重，根據(jù)層次總排序，對系統(tǒng)進(jìn)行分析、評價(jià)。

1.1.1 構(gòu)建判斷矩陣

層次結(jié)構(gòu)模型建立后，上下層元素的隸屬關(guān)系也就確定下來。假定上一層次元素A作為準(zhǔn)則，對下一層次的元素A1，A2，…，An有支配關(guān)系。然后就要在準(zhǔn)則A下，判斷下層元素Ai和Aj哪個(gè)更重要，重要多少，對于重要多少賦予1-9的比例標(biāo)度。比例標(biāo)度的意義如表1所示。最后建立在準(zhǔn)則A下的判斷矩陣，A=(aij)。

比例標(biāo)度的意義 表1

1.1.2 特征值和特征向量的解法

對特征值和特征向量的解法有和法和根法兩種，在這里介紹根法。

①設(shè)判斷矩陣A=(aij)，將其元素按行相乘得

②將C開n次方得

③將Wi歸一化就得特征向量W=(W1，W2，…，Wn)，則

④特征根λmax為

1.1.3 一致性檢驗(yàn)

求出λmax后要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，這是保證結(jié)論可靠正確的必要條件，具體步驟如下。

①計(jì)算一致性指標(biāo)CI，CI計(jì)算公式如下：

②查表得到平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，RI是多次重復(fù)進(jìn)行隨機(jī)判斷矩陣特征值的計(jì)算后取算術(shù)平均值得到的。其取值如表2所示。

③計(jì)算一致性比例。

當(dāng)CR＜0.1時(shí)，一般認(rèn)為A的一致性可以接受，否則需要重新構(gòu)造新的判斷矩陣。

1.2 專家評分法

專家評分法是在一些無法定量化的指標(biāo)計(jì)算中，根據(jù)專家所掌握的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)判斷，對這些指標(biāo)給出客觀的評價(jià)值的方法。在本例中主要用于構(gòu)建判斷矩陣時(shí)，兩兩元素間標(biāo)度值的判斷。

2 評價(jià)指標(biāo)體系

依據(jù)層次分析法的原理，選擇“目標(biāo)—指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)”建立公路景觀評價(jià)指標(biāo)體系，指標(biāo)體系由3個(gè)層次組成。第一層次目標(biāo)層為公路景觀評價(jià)。第二層次根據(jù)公路設(shè)計(jì)理念“安全、環(huán)保、舒適、和諧”加上設(shè)計(jì)中必須要考慮的經(jīng)濟(jì)因素構(gòu)成準(zhǔn)則層，其對應(yīng)的指標(biāo)因子構(gòu)成評價(jià)體系的第三層次。具體見下圖。

3 實(shí)例分析

按照上述評價(jià)方法，以某高速公路為例進(jìn)行評價(jià)，采用專家評分法對兩指標(biāo)間的標(biāo)度值進(jìn)行打分，根據(jù)以上打分構(gòu)建好判斷矩陣后，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。進(jìn)行匯總，得到總排序表3。

從以上表中不難看出，安全性是公路景觀設(shè)計(jì)最重要的考慮因素，然后再到舒適性，當(dāng)然環(huán)保性和和諧性也占有重要的比重。公路的平縱面設(shè)計(jì)是保證安全性的基礎(chǔ)，因此設(shè)計(jì)人員要在這方面多下功夫。

RI的取值 表2

公路景觀評價(jià)指標(biāo)體系

總排序 表3

4 結(jié)論

①利用層次分析法進(jìn)行公路景觀評價(jià)關(guān)鍵在于建立評價(jià)指標(biāo)體系，根據(jù)公路設(shè)計(jì)新理念建立的評價(jià)體系具有一定的科學(xué)性，其結(jié)論具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

②層次分析法結(jié)論是否合理的關(guān)鍵在于判斷矩陣的建立，用專家評分法對兩兩元素的標(biāo)度值進(jìn)行評價(jià)具有一定的可信度，結(jié)論具有可行性。

③從評價(jià)結(jié)果不難看出，安全性是公路景觀設(shè)計(jì)主要考慮的因素，而安全性的關(guān)鍵在于線路的平縱面設(shè)計(jì)。