1、基于 AHP 的高等级公路景观评价摘 要：高等级公路景观评价的难点是不确定和不可度量的指标，由于评价的不可度量性，因此需将一个比较模糊的体系量化。根据当今公路的景观设计的理念和专家的衡量，提炼出了 25 个指标，建立了较为合理的指标评价体系。结合南渝高速公路的现场调研资料，用 5 级分制对各个指标评分；另外本文给出了利用 Matlab 计算相对权重系数和最大特征值的程序，利用指标层的相对权重系数和各个指标的评分，逐层计算，实现了对高等级公路景观评价的量化。 关键词：高等级公路；景观评价；指标体系 Abstract: The difficulty of high grade highway la
2、ndscape evaluation is uncertain and not measurable indicators, as the evaluation cannot be measured, so the need of a fuzzy system to quantify. According to the measure of the highway landscape design concept and expert, extracted 25 indexes, established the evaluation index system of reasonable. Ba
3、sed on field investigation data of the south Chongqing Expressway, with 5 scores for each index; the other is proposed to calculate the relative weight coefficient and maximum eigenvalue using Matlab program, using the relative weight coefficient of each index and index layer score, calculated layer
4、 by layer, realizes the quantitative evaluation on the landscape of the high grade highway. Keywords: high grade highway landscape evaluation; index system; 中图分类号：TE834 1 引言 随着国家经济技术的进步和可持续发展思想的不断深入，在道路设计与建设的各个环节中道路的美观和与周边环境的协调日显突出。为了降低道路设计与施工对自然生态环境造成不良的影响，为人性化道路施工设计提供建设的依据,本文通过对高速公路景观指标体系的详细分析，利用层
5、次分析法建立高速公路山区路段的评价模型，进一步拓展了高速公路景观设计理念并为景观评价提供了一种量化的方法。 2 层次分析法的基本原理 层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称为 AHP 法)的主要特征是，它合理地将定性与定量的决策结合起来，按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。其基本思路:先分解后综合整理和综合人们的主观判断，使定性分析与定量分析有机结合，实现定量化决策。首先将所要分析的问题层次化，根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解成不同的组成因素，按照因素间的相互关系及隶属关系，将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层分析结构模型，最终归结为最低层
6、相对于最高层相对重要程度的权值或相对优劣次序的问题。其步骤：(1)建立层次结构模型；(2)建立判断矩阵；(3)计算单一层次下元素的相对权重并进行一致性检验；(4)层次总排序。 3 建立层次结构模型 3.1 评价指标体系建立的基本原则 评价指标必须具有实用性、公认性、可评性、可对比性。因此,建立指标体系须遵循如下原则： (1)实用性原则。景观评价是一个复杂而模糊的概念，影响景观评价的因素非常多，因此需要找一些具有实用价值，能准确而全面的反映景观优劣的指标。 (2)公认性原则。景观好坏的评价者其实是大众，科研是提供一种途径进而验证其优劣，量化人们对景观的评价。因此，所设指标应满足当今人们的认同，调
7、研采集人们对某一指标的认同是非常必要的，也是必须的。 (3)可评性和可对比性原则。能用直接或间接的方法对某一指标的优劣进行评价，为了能合理的建立判断矩阵，同级指标应可以相互比较其优劣，优劣的程度。 3.2 指标选择的方法 根据层次分析法,选择“目标指标层次结构”建立高等级公路景观评价指标体系。评价体系由三个层次组成,评价目标为第一层次。根据指标体系建立的原则，高等级公路景观评价从安全性、功能、美感效果、自然生态环境及文化历史等五个方面进行评价，这 5 个要素指标构成了评价体系的第二层次。上述五个方面又有其各自的影响因素构成的指标因子形成评价体系的第三层次(具体详见图 1,各要素前字母为其代号)
8、。 图 1 评价体系 4 建立判断矩阵 判断矩阵是层次分析法的基本信息。建立层次结构后,就可以逐层按上一层次某一准则将该层要素进行两两比较,比较按表 1 所示的标度及其描述进行,比较结果用判断矩阵表示,如表 2。 表 1 指标比较标度及其描述 表 2 判断矩阵 A 根据表 1 可知道，判断矩阵为对称矩阵，判断矩阵中的各个元素,有:= 1，= 1/(i= 1,2,n;j= 1,2,n)。可根据调研资料与条件,由专家和决策者共同研究确定,对于单一的两要素的比较,用 5 标度。 5 各层次下元素的相对权重的计算及判断矩阵的一致性检验 由于客观事物的复杂性及人的认识的多样性,在构造判断矩阵时,往往出现
9、判断不一致的情况,这就必然导致权重计算偏差,因此,需要对判断矩阵进行一致性检验,以便将偏差控制在允许的范围内,步骤如下: 首先,计算判断矩阵 A 最大特征根和特征向量；可以用 Matlab 编程算得最大特征根和最大特征根的特征向量，用简易的方法计算矩阵的所有特征值及对应的特征矢量，特征向量做归一化处理即为相对权重。然后,计算一致性指标和比例。 ；。 式中:为平均随机一致性指标,见表 5。当时,一般认为判断矩阵的一致性,是可以接受的。 表 5 随机一致性指标 RI 值 6AHP 模型对南渝高速公路的景观评价结果 通过对全线的景观调查,采用五级分制对评价体系的 25 个具体评价指标进行评分,各项指
10、标的得分值见表 6。 表 6 南渝高速公路各项指标的得分值 对南渝高速公路景观质量进行了评价,根据评价结果可以了解这段公路的景观质量状况。具体结果见表 7表 12。 表 7 南渝高速公路景观判断矩阵 表 8 安全层判断矩阵 表 9 功能层判断矩阵 表 10 美感层判断矩阵 表 11 自然生态环境层判断矩阵 表 12 文化历史层判断矩阵 表 13 南渝高速的评价计算结果 由评价的计算结果可知,南渝高速公路的景观状态比较好,接近四级的水平,与实际现场调查状况接近,评价方法合理。 【参考文献】 1 陈雨人，朱照宏.道路环境影响评价指标体系 的研究J.同济大学学报，1997,25（6）：640-644. 2 杨伦标，高英仪.模糊数学原理及应用.广州： 华南理工大学出版社，1993. 3 Matlab 科学计算与分析.北京：2012.1. 4 李昆仑.层次分析法在城市道路景观评价的应用J.武汉大学学报（工学版）2005 38(1):413-147
