一種移民安置區選擇模糊評價方法
2023-09-22 01:30:05
專利名稱：一種移民安置區選擇模糊評價方法
技術領域：
本發明涉及地理信息系統技術及多目標決策理論在水電工程移民安置管理的技術領域，尤其涉及一種移民安置區選擇方法。
背景技術：
水電工程移民工作涉及社會、經濟、政治、文化、人口、資源、環境、民族、工程技術等諸多方面，是一項龐大而複雜的系統工程。由於水電工程移民範圍大，涉及人口多，因此， 在處理很多問題時，移民工作顯得非常艱巨而複雜，尤其是移民安置區的選址問題，一旦選址不當將影響移民今後的生活和社會的和諧穩定，為此實現科學的安置區選址非常重要。傳統的移民安置區選擇工作主要依靠紙質資料、野外踏勘、專家個人主觀意見及移民意願等，這些決策方法存在諸多弊端，如耗費時間長、專家個人水平限制、主觀影響等。 移民安置區選址具有明顯的與地理位置相關的空間特性，傳統的主觀決策選址對空間特性的描述是非常困難的。地理信息系統(Geographic Information System)，是在計算機軟硬體支持下，對地理空間數據進行採集、輸入、存儲、操作、分析和建模，以提供對資源、環境及各種區域性研究、規劃、管理及決策所需的人機系統(劉南等，2002)。地理信息系統空間數據處理和管理功能可以為移民安置區選擇提供了強大的技術支持和科學、先進的決策工具。移民工程中涉及的移民安置區選址不僅屬於空間上探討的範疇，更屬於是一類模糊不確定性的問題。模糊數學的出現為當代科學的研究提供了新的理論方法。地理信息系統作為規劃和決策中的重要工具，通過利用其強大的空間數據管理和處理分析能力，能夠輔助我們更好地決策，同時我們還需要在這個基礎之上應用專業的應用模型，通過將地理信息系統、專業模型融為一個有機的整體，才能更有效地、全面地服務於各種專業領域的決策支持。隨著地理信息系統技術的發展，特別是將地理信息系統技術與其它學科理論結合，解決了眾多與地理相關的問題，這也為移民安置區的選擇提供了新的思路。
發明內容
本發明的目的是為克服現有技術存在的問題，提供一種移民安置區選擇方法。移民安置區選址方法的步驟如下1)利用地理信息系統的空間分析技術，包括地形分析、緩衝區分析、疊加分析，建立空間選址模型，得出一系列的候選點/區域；2)建立安置區的評價指標體系，採集候選安置區的各項指標數據，進入資料庫；3)對備選安置區各評價指標的原始矩陣進行無量綱標準化；4)採用基於信息熵理論的複合均權法確定各評價指標的權重；5)基於模糊數學理論，採用模糊鄰近比法進行各備選安置區的優劣排序。所述的步驟1)包括
(1)首先通過地理信息系統提供的空間分析接口對選址目標區域地形圖進行等高線內插得到區域的數字高程模型格網數據，在基於數字高程模型的坡度計算中，採用5X5的局部窗口進行當前處理格網的坡度分析，地形曲面常用的擬合函數為ζ = aX2+by2+CXy+dX+ey+f，採用最小二乘原理即可求解出係數矩陣X = (a, b，c, d，e, f)T，當前處理格網的坡度可表示為S = tan1，按照如上方式分析計算整個區域所有格網的坡度，並在原始數字高程模型數據中剔除掉坡度小於設定坡度值的柵格格網；同時剔除掉大於設定高程值的柵格格網以獲得不超過最大坡度、最大高程的柵格數據，並將其轉換為矢量數據；(2)在土地利用現狀圖中將地類屬性為不可利用的土地類型的圖斑過濾掉，得到符合條件的土地利用圖斑數據，並與坡度分析得到的矢量結果利用地理信息系統提供的空間疊置功能進行疊加求交分析，得到相交部分的矢量區域，與不良地質區分布圖進行求交空間分析，去除掉不良地質區域獲得矢量結果；同理，將得到的剔除了不良地區的矢量結果依次與國家自然保護區、國家重點建設規劃用地以及其它政策不允許的區域的限制性區域矢量圖形數據進行空間疊加分析，剔除這些限制性區域後，即得到了避開所有不適宜區域同時具備坡度適宜特徵的安置區備選集的矢量結果；計算歸一化植被指數，NDVI = (NIR-R) / (NIR+R)，其中OTR為近紅外波段的反射值，R為紅光波段的反射值，然後建立植被覆蓋度與NDVI的回歸模型，如(1)式所示；VC= (93. 07166NDVI+8. 79815)/100 (1)根據該式可以算出植被覆蓋度，然後根據用戶限定的閾值或範圍，進行柵格像元過濾，並將其轉成矢量圖形數據，與矢量結果進行疊加求交，從而得到了還符合植被覆蓋要求的目標區域；(3)利用地理信息系統緩衝區分析功能，建立非移民居民點Ikm的緩衝區，移民安置區應設置在該緩衝區域外，建立公路2km的緩衝區，移民安置區應設置在該緩衝區域內， 建立離水源Ikm的緩衝區，將矢量結果、居民點緩衝區的剔除層、公路緩衝區層和水域緩衝區四層疊加，疊加求交後的結果作為供選擇的安置區，再通過面積過濾分析、整理即得到備選安置區分布圖。所述的步驟2)包括(1)建立生產系統、基礎設施和自然社會環境評價指標體系，根據主導因素原則選取人均耕地面積、耕地質量、人均純收入、道路建設狀況、通訊條件、水電狀況、環境汙染狀況、生產差異和文化風俗差異這9項指標；(2)採集安置區的指標數據進入資料庫的過程中，通過手工錄入或者計算的方式得到，備選安置區所在的地理位置處於一個行政區域內，直接提取行政區劃的人均收入、人均耕地面積基礎資料數據；備選安置區所在的地理位置處於多個行政區域內，則採用加權和或者平均的方式計算該安置區的人均收入、人均耕地面積。所述的步驟幻包括對原始數據進行一致性標準化得到無量綱矩陣，標準化時分為以下三類指標(1)大者為優的收益型指標；(2)小者為優的成本型指標；(3)接近某一固定值r」的中間型指標。
設有m個評價對象，n個評價指標，u' u表示第i個對象對第j個評判指標的特 徵值，i = l，2，…，m，j = l，2，…，n，按照如下公式O) (4)將原始矩陣U'轉化為標 準化矩陣U= (Uij)fflxn,
權利要求
1.一種移民安置區選址方法，其特徵在於它步驟如下1)利用地理信息系統的空間分析技術，包括地形分析、緩衝區分析、疊加分析，建立空間選址模型，得出一系列的候選點/區域；2)建立安置區的評價指標體系，採集候選安置區的各項指標數據，進入資料庫；3)對備選安置區各評價指標的原始矩陣進行無量綱標準化；4)採用基於信息熵理論的複合均權法確定各評價指標的權重；5)基於模糊數學理論，採用模糊鄰近比法進行各備選安置區的優劣排序。
2.根據權利要求1所述的一種移民安置區選址方法，其特徵在於所述的步驟1)包括(1)首先通過地理信息系統提供的空間分析接口對選址目標區域地形圖進行等高線內插得到區域的數字高程模型格網數據，在基於數字高程模型的坡度計算中，採用5X5的局部窗口進行當前處理格網的坡度分析，地形曲面常用的擬合函數為ζ = aX2+by2+CXy+dX+ey+f，採用最小二乘原理即可求解出係數矩陣X = (a, b，c, d，e, f)T，當前處理格網的坡度可表示為S = tan1 ^d2+e2，按照如上方式分析計算整個區域所有格網的坡度，並在原始數字高程模型數據中剔除掉坡度小於設定坡度值的柵格格網；同時剔除掉大於設定高程值的柵格格網以獲得不超過最大坡度、最大高程的柵格數據，並將其轉換為矢量數據；(2)在土地利用現狀圖中將地類屬性為不可利用的土地類型的圖斑過濾掉，得到符合條件的土地利用圖斑數據，並與坡度分析得到的矢量結果利用地理信息系統提供的空間疊置功能進行疊加求交分析，得到相交部分的矢量區域，與不良地質區分布圖進行求交空間分析，去除掉不良地質區域獲得矢量結果；同理，將得到的剔除了不良地區的矢量結果依次與國家自然保護區、國家重點建設規劃用地以及其它政策不允許的區域的限制性區域矢量圖形數據進行空間疊加分析，剔除這些限制性區域後，即得到了避開所有不適宜區域同時具備坡度適宜特徵的安置區備選集的矢量結果；計算歸一化植被指數，NDVI = (NIR-R)/(NIR+R)，其中OTR為近紅外波段的反射值，R 為紅光波段的反射值，然後建立植被覆蓋度與NDVI的回歸模型，如(1)式所示； VC = (93. 07166NDVI+8. 79815)/100(1)根據該式可以算出植被覆蓋度，然後根據用戶限定的閾值或範圍，進行柵格像元過濾， 並將其轉成矢量圖形數據，與矢量結果進行疊加求交，從而得到了還符合植被覆蓋要求的目標區域；(3)利用地理信息系統緩衝區分析功能，建立非移民居民點Ikm的緩衝區，移民安置區應設置在該緩衝區域外，建立公路2km的緩衝區，移民安置區應設置在該緩衝區域內，建立離水源Ikm的緩衝區，將矢量結果、居民點緩衝區的剔除層、公路緩衝區層和水域緩衝區四層疊加，疊加求交後的結果作為供選擇的安置區，再通過面積過濾分析、整理即得到備選安置區分布圖。
3.根據權利要求1所述的一種移民安置區選址方法，其特徵在於所述的步驟2、包括 (1)建立生產系統、基礎設施和自然社會環境評價指標體系，根據主導因素原則選取人均耕地面積、耕地質量、人均純收入、道路建設狀況、通訊條件、水電狀況、環境汙染狀況、生產差異和文化風俗差異這9項指標；(2)採集安置區的指標數據進入資料庫的過程中，通過手工錄入或者計算的方式得到， 備選安置區所在的地理位置處於一個行政區域內，直接提取行政區劃的人均收入、人均耕地面積基礎資料數據；備選安置區所在的地理位置處於多個行政區域內，則採用加權和或者平均的方式計算該安置區的人均收入、人均耕地面積。
4.根據權利要求1所述的一種移民安置區選址方法，其特徵在於所述的步驟幻包括: 對原始數據進行一致性標準化得到無量綱矩陣，標準化時分為以下三類指標(1)大者為優的收益型指標；(2)小者為優的成本型指標；(3)接近某一固定值。的中間型指標。設有m個評價對象，η個評價指標，u' u表示第i個對象對第j個評判指標的特徵值， i = 1,2,…，m，j = 1,2,…，n，按照如下公式O) (4)將原始矩陣U'轉化為標準化矩陣U= (Uij)mxn，
5.根據權利要求1所述的一種移民安置區選址方法，其特徵在於所述的步驟4)包括(1)設有k個專家，η個評價指標，採用層次分析法計算得專家組的指標權重矩陣R=(Aj)kxn，其中
6.根據權利要求1所述的一種移民安置區選址方法，其特徵在於所述的步驟幻包括 設m個備選安置區組成的論域X= Ix1, x2，···，、}；取Utl= {u01, u02, . . . , U0J為理想最優對象，其中=max^，j = l，2，…n，採用歐式距離得出各備選對象與理想最優對象的鄰近度，第i個備選安置區的鄰近度定義如下式所示；
全文摘要
本發明公開了一種基於地理信息系統的移民安置區選址方法。它步驟如下1)利用地理信息系統的空間分析技術，包括地形分析、緩衝區分析、疊加分析，建立空間選址模型，得出一系列的候選點/區域；2)建立安置區的評價指標體系，採集候選安置區的各項指標數據，進入資料庫；3)對備選安置區各評價指標的原始矩陣進行無量綱標準化；4)採用基於信息熵理論的複合均權法確定各評價指標的權重；5)基於模糊數學理論，採用模糊鄰近比法進行各備選安置區的優劣排序。本發明在水電工程移民安置區的選址中具有重要的實際應用價值，應用前景較廣。
文檔編號G06N7/02GK102360458SQ201110318249
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者劉仁義, 張豐, 杜震洪, 林淵鍾, 郜美娜 申請人:浙江大學