公路景观管理决策支持系统_刘月莲

第36卷第4期东 北 林 业 大 学 学 报V o.l 36N o .42008年4月J OURNA L O F NORTHEA ST FORESTRY UN I VER SI TY A pr .2008公路景观管理决策支持系统1)刘月莲 曹 军 农 力 许大为孙全胜张怡卓(广西壮族自治区公路管理局,南宁,530021) (东北林业大学) (广西壮族自治区公路管理局)(东北林业大学)摘 要 基于G IS 技术开发的公路景观管理决策支持系统是针对公路景观管理业务而开发的信息管理系统,系统采用地理信息系统(G IS)、专家系统(ES)以及数据库管理系统相结合的方法,建立了公路两侧自然本底数据、多媒体数据、评价指标因子、恢复方案等为主体的属性数据库;公路空间数据库;由专家知识及经验构成的知识库;相关的评价模型建立模型库和决策库;实现了多库统一的地理信息系统与专家系统相结合的决策支持系统。

为公路景观管理部门对公路景观动态管理、评价公路自身及景观现状、制定恢复对策和措施提供了科学实用的管理手段。

关键词 公路景观;管理;决策;支持系统分类号 U 495;TP27Decisi on Support System for Road Landsca p eM anagem ent Based on GI S P l atform /L i u Y ue lian(M anagement Bureau of H i gh w ay i n Guangx i Zhuang N ati ona lity A ut ono m ous Reg i on ,N anni ng 530021,P.R.Chi na);Cao Jun(N ortheast Fo restry U n-i versi ty);Nong L i (M anage m ent Bureau ofH i gh way in Guangx i Zhuang N ati ona lity A ut onomous R eg i on);Xu D a w e,i Sun Quan -sheng ,Zhang Y izhuo(No rtheast Forestry U ni versity)//J ourna l o fN ortheast Forestry U ni versit y .-2008,36(4).-79~81D ec isi on support syste m f o r road l andscape m anag e m ent is an i nfor m a tion managem ent system deve l oped based on G IS p l atfor m a i m i ng at t he road landscape m anage m en t se rv ice .T his syste m comb i nes geographic i n f o r m ati on sy stem (G IS),expert syste m as we ll as database m anagement system.It has estab lished attr i bute database o f na t ura l background data o f both si des o f a road ,spa ti a l vec t o r data ,appraisa l i ndex factor ,and recov ery schem e as the m a i n body o f the database .Besi des t he a ttr i bute database ,t he sy stem still inc l udes road spati a l database ,kno w l edg e database made up of the expert .s know ledge and experience ,m ode l base and dec i s i on -m ak i ng da tabase based on so m e correlated appra isa lmode l s .A dec-i s i on -m ak i ng suppo rt syste m w it h mu lt-i database unifica ti on i s reali zed ,which prov i des so m e scientific and practi ca lm an -age m ent m eans f o r the m anage m ent depart m ents i n dyna m i c m anag e m ent o f ro ad l andscape ,appra isa l o f present situa ti ons o f road and l andscape ,and estab lish m ent o f recov ery counte r measures .K ey word s Road l andscapes ;M anagem ent ;D ecision ;Support syste m s 随着公路建设的不断发展与深入,我国高速公路建设也进入了快速发展时期,公路建设从以往的单一化进一步发展到和谐的公路景观建设,它不但注重公路自身的景观还综合考虑周边景观协调等多方面的完美结合。

因此公路景观规划建设及公路景观管理日益受到广泛的重视。

因此有必要采用地理信息系统(G IS)技术和多媒体技术、专家系统(ES)技术等的结合,将具有强大的空间数据管理和分析的功能、可以形象地描述资源的时空分布状况的G IS 应用到公路景观管理方面[1]。

基于G IS 平台的公路景观管理决策支持系统为找出景观存在的问题,提出景观评价、恢复的意见及其措施,为解决公路生态景观恢复和公路景观设计提供现实的科学依据,协调公路交通与公路景观的关系。

1 系统决策支持模型1.1 层次分析法模型该方法是一种多方案多评价因素的评价方法[2-4],又叫AHP 法。

按AH P 法的标度原则,本系统中3个景观类型由计算所得判断矩阵如表1所示。

其它层次也依次应用AH P 法得到该层的判断矩阵。

1.2 模糊综合模型公路景观评价很大程度上取决于公路使用者的主观评定,存在模糊性、难以直接量化,因此应用模糊综合模型对公路景观进行评价是可行的。

模糊综合模型[2-4,10-11]的主要步骤如下:1)交通部西部交通建设科技项目(200331895425)。

第一作者简介:刘月莲,女,1956年7月生,广西壮族自治区公路管理局,高级工程师。

收稿日期:2007年12月21日。

责任编辑:张 玉。

表1 判断矩阵AA A 1A 2A 3权重一致性检验A 111/630.1713450.051可接受A 26170.750407A 31/31/710.078248注:{A 1,A 2,A 3}={公路自身景观,公路两侧本底自然景观,公路两侧人文景观}。

¹建立评价指标体系集。

影响评价对象取值的各指标组成的集合称为评价指标体系集,评价指标体系集通常用字母U 来表示,U =(u 1,u 2,,,u n ),即评价指标体系由n 个指标组成。

º确定每一评价指标的评价尺度集(E ),E =(e 1,e 2,,,e n ),即给每一评价指标分为不同等级并赋分值。

»确定评价指标体系的权重集(W ),W =(w 1,w 2,,,w n ),即权重集元素数为n 个,与评价指标个数相同。

¼按照已经制定的评价尺度,对各评价指标进行评价。

不同评价人员对同一个评价指标的评定往往会得到不同评定结果,因此评价结果通常用对u i 评价指标作出e i 评价尺度的可能程度的大小来表示。

这种可能程度称为隶属度,记作r ij ,因为有m 个评价尺度,所以对第i 个评价指标u i 有一个相应的隶属度向量,用R i 表示,R i =(r i 1,r i 2,,,r i m ),i =1,2,,,n 。

评价对象R k 的评价指标集的隶属度可以用矩阵R 表示如下:R =r 11r 21s r n 1 r 12r 22sr n 2 ,,s ,r 1m r 2ms r nm 在矩阵R 中,元素r ij =d ij /d,式中d 表示参加评价的专家人数,d ij 是评价对象中的第i 个评价指标f i 作出第j 评价尺度e j 评价的专家人数。

r ij 越大,说明对f i 作出e j 评价的可能性就大。

½计算公路生态景观的评价指标得分。

计算公式为:S =RE T,E T 为评价尺度向量的转置。

矩阵S 反映了评价因素得分。

¾综合评价。

G =WS T ,G 为生态景观的评价结果,对应评价尺度集可判断生态景观的优劣程度。

1.3 意愿法模型在本系统中的意愿法是通过调用空间数据库已有的空间属性信息、存储的图像信息以及自然属性信息等,采用对图像特征提取等方法,把整个评价路域分成60个样点由公路不同的使用者通过数据库给出的图片资源,给出最主观的判断,利用推理机到知识库中进行匹配得出评价结果,再由恢复系统给出几套解决的恢复方案,直接统计出具体样点质量的百分比。

由用户选择适合的方案并通过修改空间数据库中的数据将恢复后的研究区情况显示在电子地图上输出。

2 系统结构设计公路景观管理决策支持系统结构框图,如图1所示。

图1 基于GIS 平台的公路景观管理决策支持系统结构图本系统采用模块化程序设计技术,系统的结构体系采用G IS 与ES 相结合,能够加强和完善G IS 的系统功能,即采用智能控制界面和应用启发式推理,利用专家知识提供科学的决策和咨询。

整个系统在主界面菜单控制下运行,各模块能独立运行。

本系统程序采用D el phi 7.0为整个系统开发平台,S QL Server 2000为数据库,G IS 由Super map Ob j ects 支撑,充分利用S U PERM AP O BJ ECT S 强大的空间关系数据库引擎[5]。

(1)景观信息管理子系统对野外本底调查获得的公路景观信息进行有效的管理,它是公路景观评价、规划、管理、保护的基础。

影响公路景观信息现状的因素很多,在进行公路景观信息评价时,应选择那些对生态景观影响较大的主导因素作为评价指标进行野外本底调查。

本景观信息管理是对公路自身景观、公路两侧本底自然景观、公路两侧人文景观等三大方面的信息进行管理、查询、统计,为公路评价提供数据支持,进而对公路建设及建设后对周围环境的影响,采取具体的恢复措施及改造提供理论依据。