4-多准则决策分析和土地适宜性评价
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
取水费用栅格 Water_cost
数值标准化
铁路支线建设费用栅格 Rail_cost
数值标准化
煤炭运输费用栅格 Trans_cost
数值标准化
取水费用栅格
标准化取水费用栅格 Water_cost Water_std
数值标准化
铁路支线建设费用栅格
标准化铁路支线建设费用栅格 Rail_cost Rail_std
的目标和要求。 2 .选择准则
2. 1准则的目标和属性
在多准则决策分析中,评价的准则包括了两个概念:目标 和属性。“目标”可以理解为研究中准则要达到的状态,而
“属性”则是具体要达到的指标。
同一个准则的目标,可能会对应多个准则属性;不同的准 则目标可能会对应同一个属性。
在决策矩阵中,直接体现的是准则属性。在GIS中,根据 准则的属性来划分、生成准则地图。
是决策者可以控制的因素。
6)评价得分:每一个选项在不同评价准则下得到的评分,评价得 分是各种计算分析的基础。
多准则决策分析的出发点和基础是构造一个决策矩阵。决策
矩阵由参与评价和决策的一系列候选决策方案和评价准则组成。
假设决策矩阵c是有1,…,i个候选方案,1,…,j个准则组成, 决策矩阵C可以表示如下
5.2协调法 协调法的基本思路是通过对各个决策选项之间进行比较,计算 每一对选项之间的协调指数Cij,再计算每一个选项的协调指数累 计得分Ci;用Ci值对决策候选方案进行排序,从而得到决策分析的 结果。
W’jii是选项i和选项i’相比较,选项i的得分大于选项i’的准则所对 应的权重。
以下结合一个例子具体介绍协调法的使用。假设某个用
1)求和法
2)倒数法
3)指数法
4.2成对比较法 成对比较法来源于层次分析法,通过准则之间的成对比较,产 生一个比例矩阵,再计算产生权准则的权重,是确定权重的一种 主要方法。 (1)建立成对比较的比例矩阵 成对比较法是采用一个1~9的相对值表示准则之间的相对重要 程度(优先程度)。其中1表示两者同等重要,9表示极其重要。2~8 则表示不同的重要程度。
6.敏感度分析 敏感性分析就是一种检验分析结果是否可信的方法,主要的方 法是检验在评价和决策过程中,误差对最后得出的评价结果之间 影响。 6.1误差的来源 在GIS支持下的多准则决策分析中,影响评价成果的误差来源于 两方面:一是GIS数据库;二是决策方法。 6.2准则权重的敏感度分析 准则权重的敏感度分析主要是检验权重的细小变化对最终评价 结果的影响。 6.3准则地图数据的敏感度分析 选择权重值大的准则,对相应的准则地图中的数值进行敏感度 分析。
数值标准化
煤炭运输费用栅格
标准化煤炭运输费用栅格 Trans_cost Trans_std
数值标准化
标准化取水费用栅格 Water_std
Map Calculator [water_std]*0.5+[rail_std]*0.15+[trans_std]*0.35 标准化铁路支线建设费用栅格 标准化煤炭运输费用栅格
Rail_std
综合评价栅格
考虑因子权重
Trans_std
Map Calculator [water_std]*0.5+[rail_std]*0.15+[trans_std]*0.35
考虑因子权重
综合评价栅格
为什么用权重 ? 为什么要数值标准化?
结合GIS的多准则决策分析
1 .确定问题 将现实中的问题,归纳或分解成可以进行分析
2. 2准则的基本要求
1)完整,易于理解;
2)可以定量; 3)在决策中确定的一组准则,可以随着问题的分解而分解;
即准则之问相互独立,每一个准则都是有针对性。
4 )决策中确定的一组准则,没有多余、没有重复、内容不相互 交叉。
2.3确定准则的方法
一般来讲,需要决策的问题确定后,可以通过查阅相关文献、 资料,咨询专家等作为选择准则的辅助手段。对于复杂的问题, 在咨询专家时,还可以采用德尔菲法来选择、确定准则。
一般来说,多准则决策分析主要包括以下六项内容:
1)目的:决策过程需要达到的目的。
2)决策者:参与决策的可以一个人或多人,也可能由多个小组组 成。
3)准则:影响决策的因素,是判断的标准,也是做出决策的依据。
4)决策选项(也称决策方案:供决策选择的不同可行备选方案。 5)环境状态:所有的决策都是在某种环境中进行的,包括许多不
其中:每一列都代表一个评价准则,每一行代表参加评价的
一个候选方案。Cij是第i个候选方案,在第J个评价准则下的得分 (评价结果)。在实际情况中,都需要对Cij进行某种标准化的技术处
理,使各个准则下的得分便于相互比较。
距离 0—500米
得分 0(不必建设)
人口密度 0 - 50
得分 0(无需建设)
使用性质 工业或绿地 商业 居住
简单叠合的局限
GIS的叠合功能,提供了对土地适宜性评价和分析的基本手段。 但是,直接使用叠合分析,还是存在局限性。
1)参加叠合的图层多(大于4,5个),叠合得到的结果图层,就会
比较复杂,难以直观理解和评判。 2)通用的GIS叠合功能,不能体现参加叠合的不同因素之间的相
对重要性。
3) 对于连续分布的变量,确定阈值划分没有有效的办法,阈值 划分不恰当,会引起信息丢失。
准。如果CR<0.1,就认为在两两比较中的一致性可以接受的范围 之内,得到的准则权重是可信的。反之,如果CR≥0.1,就可以认
为在两两比较中存在较大的不一致性,重要性判断中存在较明显
的自相矛盾。 步骤一:计算加权后的相对重要性之和,用比例矩阵的每一列
都乘以与其对应比较准则的权重。
步骤二:计算一致性向量。将以上按行计算求得的和,除以各 准则的权重,得到一致性向量
多准则决策分析和土地适宜 性评价
土地适宜性分析可以进一步分为两类: 一是适宜性评价;
二是选址研究。
GIS应用于土地适宜性分析和评价,需要解决两个技术问题:
一是如何将不同的影响因素转化为独立的图层; 二是如何在各图层之间进行叠合。
叠合分析(Overlay)
不同图层上的空间信息(包括空间数据和属性数据),按 相同的空间位置叠合在一起,合成新的一个图层。 进行叠合操作的图层,必须在同一个坐标系内 栅格与栅格叠合 矢量与矢量叠合 ArcGIS,ArcView具有良好的矢量叠合、栅格叠合功能
栅格数据之间的叠合
图层之间的对应单元数 值进行数学运算。 叠合之后的图层中单元 的数值是对应单元数值 进行数学运算的结果, 原理上比较简单(相对 矢量的叠合)
在ArcView中,使用 菜 单map calculator(地图 运算器) ArcGIS中使用Raster Calculator(栅格运算器)
有层次综合,进行层次总排序,得到候选方案的相对优劣排
序。 1) 建立层次关系 建立层次关系就是构造一个层次化的决策体系,将决策问 题进行分层,按照目的层(goal)、目标层(objective)、准则层 (criteria)以及方案层(alternative)进行定义。
2) 建立成对比较矩阵,进行层次单排序
标准化处理的方法:
最为常用的是线性比例转换
最大值法:
得分范围法:
4.确定权重的方法
权重用来衡量准则的相对重要性,权重值越大,就表示该项准 则对决策的重要性越大。
4.1排队法
排队法是最简单的确定权重方法。它的原理是将每一个准则按 决策者认为的重要性和需要优先考虑的顺序排列,然后根据排列
顺序来确定权重。
2)在协调指数矩阵中,按行累加求和,计算各个选项的 协调指数累计得分Ci。
3)将得到的C值进行排序,最大的C值就是最佳的选择,
由此类推。
5.3层次分析
层次分析的过程是将决策问题分解为多个层次,每一层次
又有分成多个成对比较单元;决策者对各个成对比较单元进 行相对重要性判断,得到每一层次的相对优劣排序;再对所
土地适宜性分析和GIS
土地适宜性分析操作技术的发展,使规划师能够使用不
同的因素进行设施选址。有了GIS后,图形处理可以自动完 成,较容易地解决一般需求。但是,单纯使用土地适宜性图
形处理技术产生的最佳选址,往往没有反映社会、政治、经
济、环境等不同因素之问的轻重缓急;所以,要综合考虑社 会、政治、经济、环境等因素,反映各个因素之间的轻重缓 急,再结合土地适宜性图形处理技术,才能使选址在物质形 态上可行,在社会、经济、政治、环境等方面也可行。
地适宜性评价应用,问题中考虑了4个准则,确定了4个 选项,相应的权重也已经得到。已经构造完毕的决策矩
阵为:
1)分别计算每一对选项之间的协调指数Cii’,生成协调指 数矩阵。
c12=w1+w2=0.2+0.1=0.3
c21=w2+w4=0.3+0.4=0.7
W’jii是选项i和选项i’相比较,选项i的得分大于选项i’的准则所对应的权重。
矢量数据之间的叠合
点——多边形: 公共设施的分布…… 线——多边形: 道路网密度计算、停水停电范围分析….. 多边形——多边形: 用地适宜性评价……
输出图层的空间数据 输出图层的属性数据包含了输入图层中所有的属性
多边形和多边形的叠合
布尔计算(Boolean),交 集、并集、补集 clip与intersect区别
4)简单的叠合,只能求出整个分析范围内,同时满足所有叠合要
求的地块,而不能得出最适宜的,最有发展潜力的地块。简单的 叠合分析也能找出符合某种特定条件的地块,而无法给所有候选
地块的评价结果进行排序。
多准则决策的基本原理
多准则决策分析提供了一种在多重因素、多重标准,甚至相互
冲突因素影响下,对一系列可行的方案进行评价和决策的方法。
步骤三:计算一致性指数CI。CI的计算公式为
(5.68-5)/(5-1)=0.17
平均随机一致性指标
步骤四:计算一致性比率CR,CR的计算公式为
0.17/1.12=0.167
矩阵维数n RI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
5.决策规则 决策规则是根据决策矩阵中各种数据,得出评价结果的方法。 5.1简单加权法 基于叠合的方法,将各个准则地图和各自权重相乘,对加权后 的准则地图直接进行GIS的算术叠合(累加求和),得到结果图层。
方案A1的Ri值: R1=R11*W11*W1+R12*W12*W1+R13*W23*W2+R14*W24*W2+R25*W25*W2=0. 452 方案A2的Ri值: R2=R21*W11*W1+R22*W12*W1+R23*W23*W2+R24*W24*W2+R25*W25*W2 =0.548
(2)计算准则的权重 将以上的比例矩阵中的每一列中的数相加求和。 然后将比例矩阵中的每一个数除以所在列的和得到标准化的比 例矩阵。 在标准化的比例矩阵中,计算每一行数值的和,并除以评价准 则的个数(本例中为5),由此得到了每个准则的权重。
(3) 一致性检验
一致性检验采用一致性比率CR ( Consistency Ratio )作为衡量标
层次单排序是对于上层次中的某元素而言,确定本层次
与之有联系的元素重要性次序的权重值。 3) 层次总排序 利用同一层次中所有层次单排序的结果,就可以依次计 算针对上一层次而言的本层次所有元素的重要性权重值, 这就称为层次总排序。
在某个工业项目适宜性评价中,需要对A1,A2两个选址方案进 行评价。已经确定了目的G可以细分为目标O1(经济目标)、目标 O2(环境目标)。其中,经济目标可以直接反映为地价C1和运输成本 C2两个准则,环境目标则反映为景观C3、坡度C4、水文C5三个准 则。
得分 0(不能建设) 1 2(可以建设)
50来自百度文库—1000米
1000—1500米 >1500米
1
2 3(必须建设)
50 - 100
100 - 200 200 - 300
1
2 3(需要建设)
[R_school])
[R_popu]
[R_land]
为什么采用乘法叠合 ?
中学的选址结果 [R_land] × [R_popu] ×[R_school]
3.确定选项和生成准则地图
3. 1 GIS和准则图层
选项—备选地块 在GIS中,用栅格模型或矢量模型表示图层,在不同准则下,则
表示为反映不同准则属性的专题图层,这种专题图层可称为准则
地图。选项在相应准则下的得分在GIS中就表示为准则地图中的某 个属性。
3. 2约束
“约束”用于限制选项,剔除备选方案中不符合决策要求的部 分。 3. 3准则地图标准化处理 所谓标准化处理,是将决策矩阵中所有的选项得分值,转化成 一种统一的计量尺度。