程高云

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶市 400039）

0 引言

公路的興建，促進(jìn)了地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，修建公路對(duì)自然環(huán)境、視覺(jué)環(huán)境的影響與破壞是不容忽視的，也是不可回避的問(wèn)題。如何使公路建設(shè)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，如何對(duì)公路景觀環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，是公路建設(shè)中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此，高速公路建設(shè)景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)已成為道路工程項(xiàng)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(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG B03-2006)和《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ/T006-98)，對(duì)搞好公路景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

傳統(tǒng)的公路景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)多是文字上的定性分析，且多集中在對(duì)有限的，易于量化的經(jīng)濟(jì)要素指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此很難看出項(xiàng)目建設(shè)對(duì)環(huán)境的總體影響程度。本文用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了探討，利用改進(jìn)的基于距離測(cè)度的層次分析法確定權(quán)重，建立了公路景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型，可將定量和定性分析有機(jī)結(jié)合，具有簡(jiǎn)便、直接的特點(diǎn)，能對(duì)道路景觀環(huán)境質(zhì)量有效的綜合評(píng)價(jià)。

1 道路景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系及層次結(jié)構(gòu)

公路景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)包含眾多方面，考慮的指標(biāo)也較廣泛，對(duì)這樣一個(gè)復(fù)雜體系的評(píng)價(jià)，不僅要遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性、獨(dú)立性等普遍原則，還應(yīng)滿足層次性、重要性、獨(dú)立性等原則。結(jié)合公路景觀美學(xué)特點(diǎn)，確定本次綜合評(píng)價(jià)包括：景觀視覺(jué)環(huán)境閾值、景觀視覺(jué)環(huán)境景色、景觀生態(tài)敏感性、景觀生態(tài)環(huán)境質(zhì)量四個(gè)方面。

按屬性可以看成3層構(gòu)成，分別為1個(gè)目標(biāo)層、4個(gè)準(zhǔn)則層、多個(gè)指標(biāo)層，見(jiàn)表1。

表1 景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)

2 公路景觀環(huán)境質(zhì)量模糊綜合評(píng)價(jià)

公路景觀評(píng)價(jià)涉及因素多，有的可以定量，有的卻只能定性，具有極大地復(fù)雜性和灰色性[1]。因此，公路景觀環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)需要采用定性和定量相結(jié)合的辦法來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種定性與定量相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法[2～4]，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗涂茖W(xué)計(jì)算盡可能地剔除主觀成分，能較好地符合客觀事實(shí)。因此，我們引入了模糊綜合評(píng)價(jià)法，建立公路景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)公路景觀綜合評(píng)價(jià)。

2.1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)集

設(shè)u為層次結(jié)構(gòu)中最低層的景觀環(huán)境質(zhì)量因素指標(biāo)，則有景觀環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)集合U={u1,u2,，un}，也就是n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的集合。

2.2 建立評(píng)價(jià)等級(jí)

等級(jí)集合是以對(duì)景觀環(huán)境質(zhì)量可能做出的各種評(píng)價(jià)結(jié)果為元素所組成的集合，每一個(gè)等級(jí)可對(duì)應(yīng)一個(gè)模糊子集，用V表示：V={v1,v2,，vj}，其中vj（j=1,2，，n）表示對(duì)指標(biāo)因素的第j種評(píng)價(jià)結(jié)果。通常vj可視為uj對(duì)不同評(píng)價(jià)等級(jí)的奴屬度。本文中，針對(duì)景觀環(huán)境各指標(biāo)本身的特點(diǎn)取n=5，V={v1,v2,v3,v4,v5}，分別表示各因素對(duì)景觀環(huán)境的貢獻(xiàn)為“絕對(duì)優(yōu)”、“優(yōu)”、“好”、“較好”、“一般”。為了便于民眾參與環(huán)評(píng)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查和相關(guān)專家打分，分別對(duì)各等級(jí)因子賦予相應(yīng)分值{10,8,6,4,2}。

2.3 確定奴屬函數(shù)，進(jìn)行單因素評(píng)判矩陣計(jì)算

奴屬函數(shù)有多種確定方法，根據(jù)環(huán)境評(píng)價(jià)因素的空間分布連續(xù)分布特征，可構(gòu)造折線性奴屬函數(shù)來(lái)確定單因素指標(biāo)對(duì)各等級(jí)模糊子集的奴屬度。

設(shè)某一景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)因素ui的m級(jí)評(píng)分的平均值分別為x，由于景觀各項(xiàng)指標(biāo)情況復(fù)雜，許多較難定量化研究，這里對(duì)指標(biāo)的評(píng)分采用德?tīng)柗品?Delphi)[5]確定。rij,表示子因素層指標(biāo)ui對(duì)第j級(jí)評(píng)語(yǔ)vj的奴屬度。指標(biāo)奴屬函數(shù)的構(gòu)造采用降半梯形法，即設(shè)vk和vk+1為相鄰兩級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，顯然vk＞vk+1,則因素對(duì)vk的奴屬函數(shù)為：

對(duì)Vk+1的奴屬函數(shù)為：式中：r(x)為奴屬函數(shù)；為參與評(píng)分的專家對(duì)指標(biāo)的平均值當(dāng)給定，可以用以上奴屬函數(shù)求出該位置上ui評(píng)價(jià)因子分別對(duì)各等級(jí)評(píng)價(jià)空間的奴屬度，并由其確定單因素模糊評(píng)價(jià)矩陣，即

2.4 各級(jí)評(píng)價(jià)因素權(quán)重的分配

通常用指標(biāo)的權(quán)重來(lái)表示各級(jí)指標(biāo)在整個(gè)指標(biāo)體系中的相對(duì)重要性程度，常用的定量權(quán)重確定有經(jīng)驗(yàn)權(quán)數(shù)法、層次分析法、主成分分析法等等。其中，一種改進(jìn)的層次分析法（IAHP）[6,7]不僅可以從復(fù)雜環(huán)境的特殊性入手，逐層分析，為不同層次上的評(píng)價(jià)指標(biāo)提供權(quán)重，而且能克服傳統(tǒng)層次分析法為滿足一致性檢驗(yàn)（CR＜0.1）而可能多次調(diào)整判斷矩陣，進(jìn)而影響判斷矩陣的客觀性的弊端，具有直觀、簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)。具體方法如下：

先建立層次模型，如表1所示，在同一層次對(duì)各評(píng)價(jià)因素進(jìn)行兩兩重要性比較，獲得綜合比較矩陣，根據(jù)重要程度排序指數(shù)構(gòu)造相應(yīng)的判斷矩陣。各評(píng)價(jià)因素的重要性評(píng)判采用如表2中的1～9及其倒數(shù)標(biāo)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(jì)算A的擬優(yōu)一致陣：

判斷矩陣

再采用方根法計(jì)算其特征向量：

（1）計(jì)算擬優(yōu)一致陣 每一行元素的乘積：

（2）計(jì)算上述乘積Mi的m次方根

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

2.5 模糊層次綜合評(píng)價(jià)

指標(biāo)Uk的評(píng)價(jià)矩陣R進(jìn)行模糊矩陣運(yùn)算，即可得奴屬向量:

上述模糊合成，采用加權(quán)平均型合成算法，該合成算法的特點(diǎn)是確定每個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的奴屬度時(shí)，必須考慮所有評(píng)價(jià)因素的影響，體現(xiàn)系數(shù)的整體性。D·為指標(biāo)對(duì)于評(píng)語(yǔ)集的奴屬向量分別表示 U 對(duì)評(píng)語(yǔ) v1，v2，v3，v4，v5的奴屬度。比較各評(píng)判等級(jí)奴屬度的大小，確定最大的那一等級(jí)即可得相應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果“vj”。

3 實(shí)例論證

應(yīng)用上述評(píng)價(jià)模型，以云南某高速公路為例進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)工程實(shí)際情況，通過(guò)相關(guān)專家進(jìn)行德?tīng)柗品ňC合分析，得到景觀綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

計(jì)算出擬優(yōu)一致陣，確定權(quán)重，見(jiàn)表4。

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：

表3 景觀質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

表4 景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)權(quán)重值

根據(jù)最大奴屬度原則，認(rèn)為本項(xiàng)目的景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)為“絕對(duì)優(yōu)”，這與該項(xiàng)目建設(shè)理念和所處的特殊地段基本吻合，為其他景觀環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)參考。

4 結(jié)語(yǔ)

公路是長(zhǎng)線工程，涉及的景觀因素眾多，量化指標(biāo)具有極大的復(fù)雜性和灰色性。本文在考慮公路景觀視覺(jué)和生態(tài)景觀全面分析的基礎(chǔ)上，從綜合因素指標(biāo)入手，通過(guò)引入模糊綜合評(píng)價(jià)法和改進(jìn)的層次分析法(IAHP)，建立了景觀環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型，并利用該模型進(jìn)行了實(shí)證研究。結(jié)果證明該模型評(píng)價(jià)定量化高，評(píng)價(jià)結(jié)果明確可靠且簡(jiǎn)便直觀易行，而且這里建立的層次結(jié)構(gòu)模型基本代表了公路景觀所有的評(píng)價(jià)要素，具有極大的廣泛適用性。通過(guò)該層次結(jié)構(gòu)建立起來(lái)的模糊綜合評(píng)價(jià)，可作為實(shí)際工程中景觀環(huán)境質(zhì)量綜合后評(píng)價(jià)的參照標(biāo)準(zhǔn)。不足之處在其奴屬函數(shù)仍然帶有一定主觀性，沒(méi)有明顯的體現(xiàn)環(huán)境意義[8]。

[1]馬士賓,張紹陽(yáng),王選倉(cāng),等.道路環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定方法[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2007,27(4):37-41.

[2]金菊良,魏鳴,丁晶.基于改進(jìn)層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)模型[J].水利學(xué)報(bào),2004(3):65-70.

[3]賀 亮,劉國(guó)東,蹇依,等.道路環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)模型及應(yīng)用[J].公路,2009(4):253-256.

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[6]夏正洪.一種改進(jìn)的層次分析法及其在效能評(píng)估中的應(yīng)用[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2010,47(1).

[7]陳沅江,胡毅夫.IAHP法在公路施工環(huán)境綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2005,31(11):31-33.

[8]宋新山,鄧偉.環(huán)境數(shù)學(xué)模型[M].北京:科學(xué)出版社,2004.