4-多准则决策分析和土地适宜性评价

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,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,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）,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。,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。,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。,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,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。,C,i,j,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,C,ij,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。,中学的选址结果,R_land, ,R_popu, ,R_school,使用性质,得分,工业或绿地,0,（不能建设）,商业,1,居住,2,（可以建设）,人口密度,得分,0 - 50,0,（无需建设）,50 - 100,1,100 - 200,2,200 - 300,3,（需要建设）,距离,得分,0500,米,0,（不必建设）,5001000,米,1,10001500,米,2,1500,米,3,（必须建设）,R_land,R_popu,R_school,),为什么采用乘法叠合 ？,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。,2. 2,准则的基本要求,）完整，易于理解；,）可以定量；,）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。,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。,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。,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。,(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 ),作为衡量标准。如果,CR1500,米,3,（必须建设）,R_land,R_popu,R_school,),