馮磊,趙潔

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基于AHP-TOPSIS組合模型的城市公園景觀質(zhì)量評價研究

馮磊,趙潔

河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑系, 河南 鄭州 450000

運用層次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）從生態(tài)環(huán)境、空間構(gòu)成、視覺感受、文化傳承、游憩體驗5個方面構(gòu)建城市公園景觀質(zhì)量評價體系，并對鄭州市4個城市公園景觀質(zhì)量進(jìn)行評價；利用使用狀況評價法（POE）驗證AHP-TOPSIS組合模型的合理性和可行性。結(jié)果表明：AHP-TOPSIS組合模型能有效解決城市公園景觀質(zhì)量評價過程中評價指標(biāo)權(quán)重分配的難題，同時避免單因素決策的片面性以及人為主觀因素所導(dǎo)致的決策錯誤。該評價模型為城市公園景觀質(zhì)量評價提供新的途徑。

城市公園; 景觀質(zhì)量; 評價模型; 層析分析法; 逼近理想解排序法

城市公園作為城市園林綠地系統(tǒng)的重要組成部分，對維護(hù)城市生態(tài)環(huán)境、塑造城市特色具有重要作用，同時也為公眾提供了大量戶外休閑娛樂活動場所。近年來隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市公園建設(shè)取得了較快發(fā)展。目前國內(nèi)關(guān)于城市公園的研究多集中在公園植物景觀設(shè)計[1-3]、城市公園生態(tài)效益[4,5]、低影響開發(fā)模式[6,7]等方面。對城市公園景觀評價的研究多側(cè)重于植物景觀評價、景觀美景度評價及景觀滿意度評價，且多以景觀視覺美學(xué)指標(biāo)及主觀感受評價為主，評價結(jié)果影響因素較多，認(rèn)可度不高[8,9]。景觀質(zhì)量評價的研究側(cè)重于分析景觀要素及其特征對景觀質(zhì)量的影響，評價量化指標(biāo)較少，主要以綠地率、綠化覆蓋率、人均公園綠地面積三大指標(biāo)為主。

城市公園景觀質(zhì)量評價是一個綜合分析評判的過程，評價指標(biāo)具有多目標(biāo)、多屬性的特征，評價過程中需兼顧景觀的客觀性和景觀認(rèn)知的主觀性特征[10-12]。建立切實可行的調(diào)查與評價體系是科學(xué)、準(zhǔn)確的城市公園景觀質(zhì)量評價的保障基礎(chǔ)。研究選取鄭州市具有代表性的4個城市公園為研究對象，利用定性和定量相結(jié)合的方法來評價城市公園景觀質(zhì)量，分析城市公園景觀質(zhì)量的影響因素，以期為今后城市公園的規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

由于城市公園景觀具有科學(xué)性和藝術(shù)性特征，其景觀質(zhì)量評價指標(biāo)體系需要兼顧二者的雙重特性，評價體系中的主觀判斷指標(biāo)量化分析存在一定的困難。層次分析法(AHP)是系統(tǒng)工程中對非定量事物做定量分析的一種常用方法，是量化表達(dá)人們對評價對象主觀判斷的有效途徑[12]。它從系統(tǒng)學(xué)的角度來考慮復(fù)雜事物的多目標(biāo)決策，決策思維過程中構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)評價指標(biāo)體系，優(yōu)化量化評價標(biāo)準(zhǔn)，對各評價指標(biāo)對決策目標(biāo)的貢獻(xiàn)度進(jìn)行量化表達(dá)，經(jīng)過數(shù)學(xué)運算確定各評價指標(biāo)對評價對象的重要性權(quán)重值，為正確決策提供依據(jù)[11,12]。TOPSIS法即逼近理想解排序法，根據(jù)有限個評價對象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序，進(jìn)而對評價對象進(jìn)行相對優(yōu)劣的評價，是一種非常有效的多目標(biāo)決策分析方法[13-16]。本研究中，利用AHP方法確定評價指標(biāo)的權(quán)重，TOPSIS方法完成城市公園景觀質(zhì)量評價排序。構(gòu)建AHP-TOPSIS組合模型的具體步驟如下。

1.1 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

評價指標(biāo)選取的科學(xué)性和準(zhǔn)確性直接決定評價結(jié)果，評價指標(biāo)的選取應(yīng)：全面考慮影響公園景觀質(zhì)量的因素，選取具有典型性和代表性的評價指標(biāo)，使評價體系能盡量反映真實狀況；評價指標(biāo)體系應(yīng)具有層次結(jié)構(gòu)，下級評價指標(biāo)從屬于上級評價指標(biāo)并對上級評價指標(biāo)有影響，上級評價指標(biāo)支配下級評價指標(biāo)并受到下級評價指標(biāo)的作用；評價指標(biāo)數(shù)據(jù)應(yīng)直接反映城市公園景觀質(zhì)量特征，并且數(shù)據(jù)在收集和處理中應(yīng)簡便、可行；評價指標(biāo)應(yīng)任務(wù)清晰、目標(biāo)明確，避免重復(fù)與誤差。

按照層次分析法（AHP）原理將評價指標(biāo)體系分為3個層次：第一層次為目標(biāo)層，即城市公園景觀質(zhì)量評價總目標(biāo)；第二層次為準(zhǔn)則層，包括生態(tài)環(huán)境、空間構(gòu)成、視覺感受、文化傳承和游憩體驗5大準(zhǔn)則；第三層次為指標(biāo)層，包括植物種類多樣性、綠地率、植物配置模式、鄉(xiāng)土植物使用率、空間類型、空間序列、空間尺度、環(huán)境協(xié)調(diào)性、色彩豐富度、形式多樣性、豎向變化、植物文化、地域文化、可達(dá)性、場所性、參與性、安全感等17個評價指標(biāo)。在對各評價要素分類歸納的基礎(chǔ)上，按照層次關(guān)系構(gòu)建評價模型（圖1）。

圖 1 層次結(jié)構(gòu)模型

1.2 層次分析法（AHP）確定指標(biāo)權(quán)重

專家按照評價層次結(jié)構(gòu)模型(圖1)，采用美國運籌學(xué)家Satty教授提出的1-9標(biāo)度法對每一級指標(biāo)進(jìn)行兩兩對比后打分，構(gòu)建判斷矩陣A=(a)并具有下述性質(zhì)：a>0a=1/a，其中，a(12,K,K)代表元素A與A相對于上一層指標(biāo)貢獻(xiàn)度的比例標(biāo)度。計算判斷矩陣的最大特征根，對其相應(yīng)的特征向量為歸一化后，即為同一層次相應(yīng)元素對于上一層次某一因素貢獻(xiàn)度權(quán)值向量。按下式(1)(2)(3)對矩陣進(jìn)行一致性檢驗。

式中為常數(shù)，為一致性指標(biāo)，當(dāng)小于0.1時即認(rèn)為權(quán)重合理。

1.3 逼近理想解法對評價對象加權(quán)排序

（1）由A構(gòu)建規(guī)范化的矩陣和加權(quán)矩陣，其元素分別為Z和Z'。'=*

（2）確定評價對象的正理想解與負(fù)理想解，其中，正理想解矩陣+，負(fù)理想解矩陣-。

（3）分別計算待評價對象與正理想解S+和負(fù)理想解S-的歐式距離值。

（4）根據(jù)歐氏距離計算各方案與理想解的相對接近度，按照相對接近度由大到小排列待評價樣品的優(yōu)劣序。

2 鄭州市城市公園景觀質(zhì)量評價研究

2.1 評價對象的選擇

鄭州市地處河南省中北部，是河南省省會，在政治、經(jīng)濟(jì)、文化和交通等方面具有重要地位。從鄭州市城市公園中選取人民公園、紫荊山公園、碧沙崗公園、綠博園四個具有代表性的城市綜合公園為例進(jìn)行評價分析。評價指標(biāo)由定性指標(biāo)和定量指標(biāo)組成，定性指標(biāo)由專家根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)評分，專家打分范圍為0~10分，分?jǐn)?shù)越高代表專家認(rèn)為表現(xiàn)越好。定量指標(biāo)由調(diào)查統(tǒng)計得出。鄭州城市公園景觀質(zhì)量評價指標(biāo)原始數(shù)據(jù)（見表1）。

表 1 評價指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)

2.2 AHP法確定指標(biāo)權(quán)重

權(quán)重由武漢大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中南林業(yè)科技大學(xué)、河南科技學(xué)院和河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院5位從事園林規(guī)劃設(shè)計的專家分別對17項指標(biāo)按照相對重要性標(biāo)定進(jìn)行兩兩比較，求出各評價指標(biāo)的權(quán)重，并符合一致性檢驗要求（表2）。

2.3 TOPSIS加權(quán)排序

根據(jù)收集整理數(shù)據(jù)（表3），建立評價矩陣，對矩陣進(jìn)行歸一化處理，運用層次分析法確定的指標(biāo)權(quán)重構(gòu)建加權(quán)矩陣。確定評價對象的理想解矩陣+與負(fù)理想解矩陣-，如下：

+=（0.0435,0.0448,0.0289,0.0378,0.0171,0.0339,0.0337,0.0431,0.0212,0.0293,0.0148, 0.0144,0.0290,0.0379,0.0326,0.0471,0.0386）

-=（0.0229,0.0297,0.0246,0.0290,0.0143,0.0292,0.0296,0.0336,0.0175,0.0255,0.0131,0.0132,0.0250,0.0312,0.0295,0.0430,0.0368）

表 2 鄭州市公園景觀質(zhì)量評價指標(biāo)權(quán)重判定結(jié)果

表 3 歐氏距離及相對接近度

2.4 POE法調(diào)查驗證

為驗證評價體系的準(zhǔn)確性和合理性，降低干擾因素和計算誤差對評價結(jié)果的影響，采用使用狀況評價（POE）法對被評價的四個城市公園的使用者進(jìn)行問卷調(diào)查，統(tǒng)計分析得出景觀質(zhì)量滿意度。

調(diào)查問卷依據(jù)被調(diào)查者基本情況和城市公園景觀質(zhì)量滿意度評價體系（見表4）兩部分內(nèi)容來設(shè)計，采用了李克特（Likert）五級量表設(shè)置滿意度調(diào)查的選項，將其設(shè)置為極不滿意、不滿意、一般、滿意、極滿意5個類別，評價過程中對評價要素依照重要程度對其進(jìn)行賦值為1,2,3,4,5。受訪者對各項指標(biāo)的滿意度打分，對各評價要素得分求和后的算術(shù)平均值即為該評價要素的滿意度得分，下級指標(biāo)滿意度得分之和的算術(shù)平均值為上級指標(biāo)的滿意度得分。

表 4 城市公園景觀質(zhì)量滿意度指標(biāo)體系

調(diào)查問卷按工作日和非工作日分兩次發(fā)放，隨機(jī)選擇調(diào)查對象，現(xiàn)場填寫回收。經(jīng)統(tǒng)計在200個受訪對象中得到有效問卷185份。受訪對象涵蓋老年（65歲以上）、中年（40~65歲）、青年（18~40歲）、少年（18歲以下）四個年齡段。受訪對象文化程度：大專及以上68人占36.76%，高中63人占34.05%，初中及以下54人占29.19%。調(diào)查對象滿意度得分4<<5時，表示使用者極滿意；滿意度得分3<<4時，表示使用者滿意；滿意度得分=3時，表示使用者感覺一般；滿意度得分2<<3時，表示使用者不滿意；滿意度得分1<<2時，表示使用者極不滿意。通過計算得出的鄭州市公園景觀滿意度排序（表5）與AHP-TOPSIS組合評價模型得出的鄭州市公園景觀質(zhì)量評價排序一致。

表 5 鄭州市公園景觀滿意度調(diào)查結(jié)果

3 結(jié)論及建議

通過對層次分析法確定的評價指標(biāo)權(quán)重分析得出：生態(tài)環(huán)境、視覺感受、游憩體驗3項準(zhǔn)則層指標(biāo)占總和的76.03%是整個城市公園景觀質(zhì)量評價的主導(dǎo)因子。影響因子的強(qiáng)弱分類：（1）強(qiáng)影響因子（權(quán)重值大于0.06的評價指標(biāo)）：植物種類多樣性、綠地率、鄉(xiāng)土樹種使用率、空間序列、空間尺度、可達(dá)性、場所性、參與性、安全感71.06%；（2）中影響因子（權(quán)重值大于0.03小于0.06的評價指標(biāo)）：植物配置模式、空間類型、形式多樣性、色彩豐富度、地域文化23.46%；（3）弱影響因子（權(quán)重值低于0.03的評價指標(biāo)）：豎向變化、植物文化5.48%。在今后的城市公園建設(shè)過程中應(yīng)該重點考慮強(qiáng)影響因子指標(biāo)，兼顧中影響因子指標(biāo)，協(xié)調(diào)弱影響因子指標(biāo)。

經(jīng)分析比較得出：使用狀況評價法（POE）得出的鄭州市公園景觀滿意度排序與AHP-TOPSIS組合模型對鄭州市公園景觀質(zhì)量評價排序一致，驗證了AHP-TOPSIS組合模型評價結(jié)果的準(zhǔn)確度。

AHP-TOPSIS組合評判模型實現(xiàn)了定性指標(biāo)與定量指標(biāo)相結(jié)合的綜合評判，利用AHP法確定評判指標(biāo)的合理權(quán)重，降低了評價者的主觀性，有效解決了評價指標(biāo)影響因素太多而難以分配權(quán)重的難題；TOPSIS法解決了多目標(biāo)決策中的排序問題，避免單因素決策的片面性以及人為主觀因素所導(dǎo)致的決策錯誤，能做出科學(xué)、合理、全面的判斷。但是，城市公園景觀質(zhì)量評價指標(biāo)體系的構(gòu)建及指標(biāo)的選取相對簡單，還不能完全反映城市公園景觀質(zhì)量特征，在今后的研究中可以通過專家調(diào)查法對城市公園景觀質(zhì)量評價體系進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。該評價模型為城市公園景觀質(zhì)量評價提供新的途徑，也為其他類型景觀綠地質(zhì)量評價提供參考與借鑒。

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Research on Landscape Quality Evaluation of Urban Parks Based on AHP-TOPSIS Combination Model

FENG Lei, ZHAO Jie

45000,

The landscape quality evaluation system of urban parks were established based on the combination model of analytic hierarchy process (AHP) and technique for order preference by similarity to an ideal solution (TOPSIS) from five aspects: ecological environment, spatial composition, visual perception, cultural heritage and recreational experience, and the landscape quality of four urban parks in Zhengzhou city were evaluated, the rationality and feasibility of model was verified by using post occupancy evaluation (POE). The results showed AHP-TOPSIS combination model can effectively solve the problem of weight allocation of evaluation indexes in the process of urban park landscape quality evaluation, and avoid the one-sidedness of single-factor decision-making and the error caused by human subjective factors. The evaluation model provides a new approach for the evaluation of urban park landscape quality.

Urban parks;landscape quality; evaluationmodel;analytic hierarchy process;technique for order preference by similarity to an ideal solution

P901

A

1000-2324(2018)05-0777-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2018.05.010

2016-11-16

2017-01-11

河南省高等學(xué)校重點科研項目計劃(16B560003);河南省教育技術(shù)裝備和實踐教育研究課題(GZS229)

馮磊(1981-),男,碩士,講師,研究方向為園林規(guī)劃設(shè)計、景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計. E-mail:felix2009@126.com