工程地质环境质量AHP-FUZZY分析评价方法及应用

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< . 5 0m
基 岩 埋 深
毋: 水文地质条件 无砂层分布 , 下水腐 地 砂层厚度 小于2 0 i, 下 砂层厚度 2 0m一 . 地下 砂层厚度 5 01 — 0 0m, . 地 n . 5 0m, . 1 1 . 地下 砂层厚度大于 l. 。 1 0 0I 地下水 n 蚀性弱 , 地表 水不发 育 水腐蚀 性弱 , 地表水弱发育 水腐蚀性 中等, 地表水 中等发育 水腐蚀性 中等 , 地表水 中等发育 腐蚀性强 。 与地表水联 系密切
从上至下 ) 的分值 , 并标 注 于所在 的位置 上 ( 见图 1 , ) 量化 , 成了判断矩阵 。判断矩 阵表示 上一层次 的某一 因素 与本 从左到右 , 形 可清楚看 出, 内中部偏北得分最高 , 区 其次是南 部和北 部 , 分最 得 层次有关 因素 之间相 对重 要性 的 比较 。本 评价 区地 质环 境质 量 评价判断矩 阵如表 3所示 。
各 权数 组成 的 因素权 重集 A是 因素集 U上 的模 糊子 集 , 可表 示
不同 , 必须对各个元素 u 按其重要程度给 出不 同的权数 a。由 2 2 评 价指标 体 系的 建立 故 . 合理分析和选取建设用地 的评价 指标体 系 , 是地 质环 境客 观 为: A=( a , , , 中元素 a( =12 … , ) 因素 M 对 A 评价的前提 。影响地质环境质量 的因素较 多 , a ,: … a ) 其 i ,, n 是 要建 立一个 包含 所 的隶属度 , 即反映 了各个 因素 在综合 评价 中所 具有 的重 要程 度 , 有地质 环境 因素 的模 型来评 价地质 环境 质量在实 际工作 中是 不
表 1 地质环境质 量等级表
l 说明 1 好 I 较好 I 中等 I 较 差 1 差 I
其 中, 为单 因素评 判集 , 它是评价集 上 的模糊子集 。
14 建 立权 重 集 .

般来说 , 因素集 U中的各 个元 素在评判 中具 有 的重要 程度
工程 地质环境质量 A PF Z Y分析评价方法及应用 H —U Z

摘 化 评 价 , 出 了评 价 区的 工程 地 质 环 境 较 好 的 结 论 。 得

要 : 绍 了 A PF Z Y理 论 的基 本 原理 及在 工 程 地 质 环 境 质 量 评 价 中 的 工 作 流 程 , 后 以 某评 价 区 为例 进 行 了量 介 H -U Z 最
表 2 量化评价指标及等级确定
评 价 因子 分级 状 态

Bl软 弱 土 层 : B2松 散 砂 层 :


厚 度 小 于 2 0m . 厚 度 小 于 2 0i . n
5 0 m ~1 0 m . 0.
较好
厚 度 2 0i . n~5 0n . l 厚 度 2 0m 一5 0n . . l
为: U={ 。Ⅱ , , }其 中元素 u( =12 … , ) H ,: … , i , , n 是若干个 评价 2 评 价工作 流 程 指标 。 以评价区地形 图为底 图 , 区域划分 面积大致 相等 的 网格 作 将
13 单 因素模 糊评 判 .
为计算单元 , 给定 各单 元 内评 价 因子 的数值 , 采用 模糊 综合 评判 从一个 因素出发进行评判 , 以确 定评判对 象对评 价集元 素 的 的基本思想 , 根据 模糊 综合评 判方 法 , 对各计 算单 元进 行综 合评 隶属程度 , 称为单 因素评 判 。设评 判对象 按 因素 集 中第 i 因素 判 , 个 其量化评价流程如 下。
40 o uu
4 00 20
4 UU 4 U
46 0 oU
图 1 量 化 散 点 图
3 3 地 质 环境 量化评 价 .
根据评价 区工程地 质条 件及 地质环境质 量评价 结果 , 以将 可
9 表示两个 因素相比 , 一个因素比另一 个因素极 端重要 2468 ,,, 表 示上述两相邻判断的中值 倒数 因素 i 与 标记 的判 断值 , 因素 与 i 则 比较 的判 断值 为 =1K /
把 a6 相 干可能作 出的评 判结 果 。评 判 的 目的就在于 通过 对评 判对 象综 最大隶属度法 : 与最 大的评判指标 m x , 对应 的评价集 取
1 2 建立 因素 集 .
用 。 因素集 U是影 响评判对象 的各个 因素所组成 的集合 , 可表示 或将 B归一化 , 归一 化的评判指标 曰 作为评判结论 J
城 市工程地质环 境 的评 价是 工程 实践 与工程 规划 的基 础 条
R=
R2
r 1 2
r 2 2
r 1 3

r 2 3






rnl
rn 2
其 中元素 = ( ,f , ≤r ≤1 ) 0 。表示对评 判对象 在考 虑
件, 一般统计方法对指标权 重确定多采 用经验法 , 较大人 为性 ; 有 若采用 A PF Z Y分 析 方法 把决 策 者 的推 理过 程 进行 量 化 描 H -U Z
进行 评判 , 对评价集 中第 个元 素 的隶属 程度 为 r ¨则 按第 i 2 1 评 价集 的建 立 . 个 因素 u , 评判 的结果 可表示 为 : 评价集是 由对评判对象可能作 出的评判结 果所 组成 的集合 , R =(i r , , 。 r, … r l ) 本评价区地质环境质量 的评判等级分为 5个 , 如表 1 示。 所
2 4 权 重 的确 定与 一致性 检验 .
2. 1 权 重 的确 定 4.
分 , 0 0 共对
评价 区划分 了 7 个单元 。 8
因素相对重要性作 出判 断 , 这些判断 通过引入合 适的标度 进行 定
. 权重采用层次分析 法 , 根据权重 判断矩 阵确定 。对评 价 区各 3 2 地 质环 境质 量量化 评 分 依据上述原理和方 法 , 次计 算每 个分 区 ( 区编 号依 次为 依 分

6 ・ 2
第3 8卷 第 2期 2012 年 1月
S HAN ARC UR XI HI匿Cr E I
山 西 建 筑
Vo . 8 No 2 13 . J n 2 2 a. 01
文章编号 :0 9 62 ( 0 2 0 —0 2 0 1 0 ・8 5 2 1 ) 2 0 6 — 3
通常应满足 归一 性和非负性条件 。
可能 的。这就要求在进行评价 时根 据具体 问题 , 构成 评价用 地 对
1 5 模 糊 综 合 评 判 .
的评价体系构成要素逐一分析 , 出影 响评价 区地质环 境质量 的 找
收稿 日期 :0 10 -0 2 1 -82 作者简 介: 张 鹏 ( 9 9 , 工程 师 , 州市城 市规 划勘 测设计研 究院 , 东 广 州 17 一) 男, 广 广
度 。为了使判断定量 化 , 采用 Sa 提 出 的 1 9 度方 法 , 含 at y — 标 其
义 如表 4所 示。
表 4 判 断 矩 阵 标 度 及 其含 义
标度 含 义
l 3 5 7
表示两个因素相比 , 具有 同样重要性 表示 两个 因素相 比, 一个因素比另一个因素稍微 重要 表示 两个 因素相 比, 一个因素比另一个因素明显重要 表示两个 因素相比 , 一个因素比另一个因素强烈重要
50 6 10 0
爹 荦霄 拳
主要 因素 , 舍去次要 因素。
张鹏工地 环 质 A—z 分 评 方 及 用 : 质 境 量HFz 析 价 法 应 程 P Y u
・・ 6 3
土层 ( 淤泥和淤泥质土 ) 松散砂层 、 、 基岩埋深 、 水文地质条件 。
通过评价 区现场调查与地质资料 的综 合分 析 , 定影 响评价 2 3 隶属度 的确定 确 . 区地质环 境的主要 因素有 4种并作为量化评价因子 , 分别为 : 软弱 各评价因子隶属度如表 2所示。
表 3 地质环境质量判断矩阵

曰1
曰2
低为 区内东南角濒 临珠江江边 区域 。

曰1

l3 /
曰 2







14 /
l3 /



l5 /
14 /
l3 /

判断矩阵 中各元素 { } 表示在对上层 因素 有联系 的因 素中 , i 素与第 因素相 比较 , 第 因 对于 因素相对 的重要 性程
关键词 : 地质环境 , HPF Z Y, A —U Z 评价 中图分类号 : U 7 . T 402 文献标识码 : A
0 引言
地 质环境 的好坏直接影 响人类 的生存 和发展 , 对地质 环境 进 行客观 的评 价 , 为社会 经济 的可持续发展 和政府 的宏观决 策提供
单 因素评 判集 构成 多 因素 综合 评 判 ( R评 判 矩 阵) 的基 础 ,
1 . n~2 . 0 0i 0 Om
中等
厚 度 5 0m 一1 . l . 0 0I l 厚 度 5 0m 一1 . . 0 0m
2. 0 0m 一 0 0m 4.
较差
厚度大 于 1. 0 0m 厚度大 于 1 0r 0. n
>4 . l 0 0r f
不 发 育 不 发 育
1 基 本原 理 方法
如上所述 , 模糊综合评 判 B: R是按 照模糊矩 阵合 成而获 A・
得的 。
1 1 建立评 价 集 .
合, 可表示为 : 。 : … , }其 中元素 v( =12, m) V:{ , , , ij , …, 是若 合考虑所影 响因素 , 能够从评价集 中获得一个评判结 果。
. 评价集 , 由对评 判 对象 可 能作 出的评 判 结果 所 组 成 的集 1 6 评判 指标 的 处理 是 求出评判指标 6 后 , 可采用 如下方 法确 定最 终 的评 判 结论 ,
为评判结论 ;n J 权平均 法 : 以 6 为权数 , J 把 , 对评价集 q进行加权平 均得到的值取为评判结论 ; 模糊 分布法 : 接把 作 为评判结 果 ; 直
即:

r l l
r1 2
参考依 据是十分 重要 和必要 的 。工程 地质 环境 是人类 工 程活 动 与地质 环境相互依 存、 相互作 用 的物质 基础 , 是各 种地 质要 素 的 综合 , 其质量 的优 劣是 决定 工程 活动技 术可 行性 、 济合 理性 及 经 安全性 的基本条件 …。
本研究 区划分 为工程建设适 宜区 、 工程建设较适宜 区。
评价 区中部偏北 , 为工程地 质条 件优 良区, 软弱 土层 和砂 无 通 过上一步形 成 的判 断矩 阵 , 算 其最 大特 征根 , 找 出 计 并 层分布 , 基岩埋深浅 , 一般小 于 1 适合各类工程建设及 地下 空 0m, 它所对 应 的特 征 向量 。经过 计算 该矩 阵 的特 征 向量 ( 即为 权 重 间的开发利用 , 适合高强度开发 , 为工程建设适宜 区。 向量 ) : 为
时作 出评判结果 的程度 。
当因素权重集 A和评判矩阵 已知时 , 按照模糊 矩阵 的乘 法 述, 将定性分析与定量计算 相结合 , 而使权重 的分 配更 为科 学 、 算法 , 得到模 糊综合评判集 B, 从 便 有下式 : A・ B= R。 合理 , 问题得到较好 的解 决 J 使 。 6 称为模糊综合评 判指 标 , 含 义是 : 综合 考 虑所 有影 响 其 在 本文利用该 分析法对地质环境进行 质量评 价 , 对广 州某评 因素的情况下 , 并 评判对 象对评 价集 中第 个元素 的隶 属度 。显 价 区地质环境质 量状况进行 了评价 。 然, 模糊综合评判集 B是评价集 的模糊子集 。
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