基于线性变换的水质综合评价方法

对于多个因子的水质综合评价存在很多不同方法,尚未形成公认的权威评价方法。因而,对水质综合评价方法进行探索有利于积累研究经验,丰富方法手段。在把数据向[0 1]区间标准化的基础上,通过线性空间变换,把水质样本数据与《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)数据转换到同一线性空间。计算水质样本数据向量与5类水质划分等级标准数据向量的欧式距离,把欧式距离的最小值作为水质类别辨别的依据,最终得到水质的综合评价结果。借由已经公开发表的19个断面水质监测数据,运用大型工程计算软件Matlab 2010b进行计算,并与变权欧式距离模型、灰色聚类法、模糊综合指数法和BP神经网络法的评价结果相比较,符合性较好,验证了线性空间变换法应用于水质综合评价的科学性和合理性。方法可用于水质综合评价。在不对污染因子进行加权的情况下,基于线性变换的水质综合评价方法,获得的评价结果较轻。对于被评价为同一类水质的不同监测断面,可以借助"评价单元与5级水质标准的欧式距离矩阵",对评价单元水质差异进一步辨识。     

基于贝叶斯公式的湖泊富营养化随机评价方法及其验证

为了准确评价湖泊所处的营养状态,进而为湖泊富营养化的防治提供科学依据,提出了基于贝叶斯公式的湖泊富营养化随机评价方法。该法通过计算单个水质指标属于某个评价级别的概率,由最大似然分类原则确定单个水质指标的评价级别,并采用加权平均法推求湖泊富营养化多个水质指标的综合评价级别,具有方法简单、计算工作量小的特点。经全国30个湖泊实测水质资料的验证,随机评价方法与模糊评价方法和灰色评价方法相比较,有29个湖泊评价结果的差异小于等于一个级别,其比例为96.6％,说明这三种富营养化评价方法的计算精度相当。根据各项评价指标与叶绿素的相关系数,计算各项水质指标在富营养化评价中所占权重的方法,适用于浮游植物型湖泊,如果采取等权重方法,则适用于任何类型的湖泊。确定湖泊富营养化评价的水质指标个数和种类的选择具有不确定性,确定湖泊富营养化的评价级别和各个级别对应的水质标准浓度也具有不确定性,因此湖泊富营养化的评价方法具有不确定性。应采用多种途径对湖泊富营养化的评价方法进行研究,并取长补短,使评价结果更趋合理。     

河流综合水质评价方法比较研究

为探讨综合水质评价结论的科学合理性,对典型的7种河流综合水质评价方法,包括单因子评价法、污染指数法、模糊评价法、灰色系统评价法、层次分析法、人工神经网络法、水质标识指数法,在归类分析其特性的基础上,针对代表性的评价样本,进行了综合水质评价比较研究。主要结论为：①单因子评价法以最差水质指标所属类别作为综合水质类别,评价结论表现为过保护;②污染指数法能够直观判断综合水质是否达到功能区目标,但是不能判断综合水质类别;③对模糊数学法、灰色系统评价法、层次分析法、BP人工神经网络法和水质标识指数法等5种典型评价方法,当综合水质为Ⅰ~Ⅴ类水情形时,这几种方法评价结论基本一致,证明这5种典型评价方法对Ⅰ~Ⅴ类水的评价结论具有科学合理性;④当综合水质为劣Ⅴ类水时,模糊数学法、灰色系统评价法、层次分析法、BP人工神经网络法的评价结论偏保守,而水质标识指数法解决了劣Ⅴ类水质的连续性描述问题,能够对劣Ⅴ类水进行科学合理评价,并对Ⅰ~Ⅴ类水、劣Ⅴ类水不黑臭、劣Ⅴ类水黑臭进行全面、科学合理的定性与定量评价.     

突变级数法在区域生态系统健康评价中的应用

目前在多目标综合评价方面有层次分析、因子分析、模糊评判等诸多方法．但有些方法对权重的确定主观性较大或计算过程过于复杂。介绍了突变理论用于多准则决策问题的基本思想和步骤，该法不需对评价指标赋以权重。它只考虑指标的相对重要性。避免了直接使用难于确定且主观性较大的“权重”概念。因而显得简易。同时．突变级数是一种多维模糊隶属函数。用它来计算通常模糊数学的多目标评价决策问题。就更适宜和更准确。以广东省生态系统健康评价为实例．引用相关文献中的数据构建了适用于突变级数法的层次结构指标体系．运用突变理论中的归一公式。计算了广东省生态系统的健康得分，发现健康排名与实际情况较为符合．证明了该方法的可行性。文章同时使用了加权平均法对指标体系进行计算，通过比较。发现原文献的结果与本文采用的两种方法的评价结果基本一致。尤其是健康程度较好和较坏的区域。实例表明．突变级数法较为简便、快捷和可靠。这为解决区域多目标评价问题提供了一种新的思路。     

基于灰色模糊理论的流域水电规划环境影响综合评价

结合模糊优选理论和灰色关联分析方法,提出灰色模糊综合评价法,该方法将灰色关联分析作为优属度确定的隶属度计算方法;提出理想环境序列建立遵循的原则,引入梯形模糊数实现定性指标量化并采用变异系数法确定评价指标权重.应用灰色模糊综合评价法对黄河流域河段水电规划的高坝方案和多级开发方案进行了比选研究,计算了两个方案的优属度及其开发性因子、稳定性因子、保护性因子、经济活力因子、社会可接受因子、环境风险因子等6个指标层优属度,结果表明,多级开发方案总体优于高坝方案;多级开发方案的保护性远好于高坝开发方案,而高坝方案的开发性略好于多级开发方案,稳定性、经济活力、社会可接受、环境风险等因子两种方案比较接近.评价结果与流域实际情况比较符合,证明该方法是一种有效的方法.     

南淝河表层水中重金属空间分布、污染评价及来源

根据南淝河丰水期和枯水期水质的调查数据,采用单因子水质指数法和改进后的模糊综合评价法对水中重金属元素的污染进行了评价,确定了主要污染因子和优先控制断面,并利用主成分分析法对重金属污染进行了溯源分析。结果表明:Cr、Cu、Pb的含量平均值均为枯水期高于丰水期,而As、Cd的含量平均值均为枯水期低于丰水期。单因子水质指数法评价结果显示南淝河重金属污染的主要污染因子是Cd,丰水期和枯水期各采样点Cd的含量均达到地表水Ⅴ类水标准,最高值达到地表水Ⅴ类标准值的2.6倍。改进后模糊综合评价法评价结果显示南淝河水质丰水期基本属于地表水环境质量标准Ⅱ类水标准,潜山北路大桥断面污染最严重,属于优先控制断面,枯水期各断面水质均属于Ⅲ类水标准,整体上南淝河水质达到了水体功能区目标。主成分分析法结果显示,南淝河重金属污染的主要来源是流域内的农药化肥、机械制造和电镀行业的废水以及河道的行船。     

基于灰色模糊理论的流域水电规划环境影响综合评价

结合模糊优选理论和灰色关联分析方法，提出灰色模糊综合评价法，该方法将灰色关联分析作为优属度确定的隶属度计算方法；提出理想环境序列建立遵循的原则，引入梯形模糊数实现定性指标量化并采用变异系数法确定评价指标权重。应用灰色模糊综合评价法对黄河流域河段水电规划的高坝方案和多级开发方案进行了比选研究，计算了两个方案的优属度及其开发性因子、稳定性因子、保护性因子、经济活力因子、社会可接受因子、环境风险因子等6个指标层优属度，结果表明，多级开发方案总体优于高坝方案；多级开发方案的保护性远好于高坝开发方案，而高坝方案的开发性略好于多级开发方案，稳定性、经济活力、社会可接受、环境风险等因子两种方案比较接近。评价结果与流域实际情况比较符合，证明该方法是一种有效的方法。     

GIS和模糊相似贴近度在洪灾安置区评价中的应用

在模糊物元分析的基础上,结合模糊相似贴近度的概念,将基于模糊相似贴近度的模糊物元分析方法应用于洪水灾害避难安置区评价中,并根据GIS中图层叠加方法,利用各种约束条件对方案进行初选,剔除不符合条件的方案,提高了评价效率。在评价指标权重方面,采用层次分析法和熵值法相结合的方法计算各评价指标权重,克服了单一方法在实际应用中得到的可信度存在一定偏差的缺陷,提高了评价结果的精度和可信度。该评价模型被应用到上海市长兴岛的洪灾避难安置区选择综合评价中,取得了较好的效果。该评价模型的建立为防洪避迁决策提供了科学依据     

用参评因子动态排序法评价环境综合质量

评价环境综合质量常用的方法是计算加权平均的综合指数,其中权重的确定又多用层次分析法（AHP）。设计以实际监测数据为依据计算两个参数yi1和yi2,并据此对各因子进行分类并排序,由此可定性确定各因子对环境总体污染的相对重要性,并判识环境污染中的关键因子、预警因子、趋好转的因子及可不必特别关注的因子;为定量确定各因子在综合评价中的权重,再依排序位次对其赋值,然后利用所赋之值进行因子间的两两比较以克服AHP法一般应用中因各人掌握标准有异而造成比较结果的不确定性,使权重确定完全建立在监测数据的客观基础上。此外,因环境污染状况随时空改变,若需对不同时段或不同区域的环境综合质量进行评价,给各因子赋予不变的权重显然不妥,而用上述思路和方法可依据实测值的差别对不同时段或不同区域的环境评价因子进行有根据的差异排序,然后再用AHP法定权,这就使不同时空环境质量的比较更为客观合理。     

基于变权重和信息熵的区域水资源安全投影寻踪评价模型

区域水资源安全评价是气候变化下区域水安全管理的一项重要调控措施。为合理确定各评价指标的权重,提出了把权重结构分解为评价指标的单样本权重和样本集权重的新观点,建立了用基于加速遗传算法的模糊层次分析法和最小相对信息熵原理确定单样本权重、用基于加速遗传算法的投影寻踪模型和最大信息熵原理确定样本集权重的新模型--基于变权重和信息熵的投影寻踪评价模型（CWE PP）。将CWE PP模型应用于全国水资源安全背景下的巢湖流域水资源安全评价,结果表明：巢湖流域水资源安全状况整体上介于重度缺水与中度缺水之间,偏向重度缺水,略低于安徽省水资源安全状况。用CWE PP进行区域水资源安全评价,物理概念明确,计算结果合理,方法通用,在资源与环境综合评价中具有一定的推广应用价值。     

风景名胜区景观价值评价方法研究

为了建立系统的风景名胜区景观价值评价指标体系和方法,通过对风景名胜区的实地调查及数据、资料的研究分析,结合社会经济发展需求和评价指标体系构建原则,综合利用专家咨询法、灰色系统统计分析法、层次分析法、模糊评价法,构建系统的风景名胜区景观价值评价指标体系。基于风景名胜区景观多层次的特点,拟采用层次分析法和模糊综合评价法建立综合评价模型,结合运用景观综合评价指数法,确保评价结果的准确性、合理性。以重庆市金佛山风景名胜区为例应用分析,结果表明,运用两种模型分析计算的结果一致,与金佛山属4A级国家重点风景名胜区的现状相符。该项研究为风景名胜区的景观价值评价工作奠定了基础     

典型湖库富营养化的模糊综合评价研究

随着氮磷等营养盐类的不断排入湖库中,导致了水体的富营养化,使得水体透明度下降,产生异味,对人们的身体健康造成威胁。通过采用合适的水体富营养化评价模型,可以对水体的污染现状进行评价,得出正确的结论,以便采用适当的处理方式及时处理富营养化状况,减少对水环境和人体健康的危害。采用模糊综合评价法,将评价指标进行层次分析,并根据指标的相互关系,确定了各指标的权重,建立了模糊综合评价的数学模型。最终根据建立的评价指标体系、确定的评价标准和实测的湖库（巢湖、洱海和微山湖等）水质资料,得到了我国典型湖库的富营养化评价结论。评价结果与实际状况相吻合,说明该模型适合广泛应用     

基于粗糙 信息熵的水质综合评价方法

水质综合评价是水环境治理的指导性工作,水质综合评价的信息量大,情况复杂多变,如何有效的提取有用信息以及客观地对各水质指标进行权重设定,一直是水质评价方法的核心难题。粗糙集理论是一种有效的处理不确定性信息的方法,能够在复杂的水质数据中挖掘有效信息。针对粗糙集理论实践中所存在的信息丢失、以及在系统有序化方面的不足,应用信息熵真实反映属性重要程度的特点对其进行修正,得到了一个比较完善的粗糙 信息熵水质综合评价方法。该方法继承了粗糙集和信息熵直接从数据出发进行信息挖掘的特点,较好地克服了传统水质评价方法主观性强的缺陷,同时还能够对同级水质进行细化分级,这对于污染治理、投入评估具有重要的借鉴意义。将粗糙 信息熵法和综合指数法、模糊数学法、层次分析法所得结果进行比较,结果证实该方法不仅评价过程简单明确,评价结果客观丰富,而且评价结果的精度和可靠性都有较大提高。其研究结论对水质监测数据的评价有一定的借鉴作用,亦对河流水污染防治对策的制定具有一定的指导意义     

两型社会的综合评价研究

在熵模糊物元分析的基础上,结合模糊集合理论和欧式贴近度的概念,建立了资源节约型、环境友好型社会建设进程的综合评价模型,并以青岛市的资源节约型、环境友好型社会的建设进程监测为例进行了实证分析.该模型将资源节约型、环境友好型社会建设进程中各待评年度的资源节约和环境友好能力作为物元,在计算欧式贴近度时,采用熵值法确定权重系数.计算结果表明,该模型方法能够有效实现对青岛市2004 - 2009年度资源节约型、环境友好型社会建设进程及能力状况的识别与排序,评价结果与实际情况吻合较好,表明熵模糊物元分析方法合理、可行.     

基于可变模糊集理论及其模型的水利规划环境影响综合评价

地区水利规划环评处于起步阶段,存在评价形式化、方法单一化以及指标权重确定的主观性较强等问题。针对以往评价中的不足,提出了运用可变模糊集理论及其模型进行综合评价的方法。以江苏省水利发展规划作为研究实例,建立指标体系,采用模糊聚类循环迭代模型进行主客观综合指标权重的计算;从重点工程空间布局角度出发,运用调整后的可变模糊识别模型进行各市环境影响的相对优属度计算。结果表明,全省规划方案的环境影响相对优属度大于现状和零方案,南通市的相对优属度最大,其次是苏州和无锡。与层次分析法进行对比,该理论及其模型适用于地区水利规划环境影响综合评价     

基于全排列多边形综合图示法的水质评价

针对水质评价指标的多样性和由单指标给出评价结果的不相容性,为对各级指标进行综合评价,提出了全排列多边形综合图示评价方法.该方法综合考虑了各级指标临界值对综合指标的放大和紧缩效应,反映了整体大于或者小于部分之和的系统整合原理.该方法与主成分分析法相比,能够克服主成分分析法要求影响水质的各项指标之间的关系都为线性关系的缺点.为有效地评估南水北调东线源头承质情况,建立了基于全排列多边形综合图示法的南水北调东线源头水质评价模型.最后,以长江芒稻河断面和中泓两个断面2001-2008年的水质监测数据为例对模型进行验证,结果表明:2001-2008年中泓断面的水质基本满足《地表承环境质量标准》(GB3838 - 2002)中第1类水质评价标准,而芒稻河断面的水质基本满足第Ⅱ类水质评价标准.总体上,中泓断面的水质优于芒稻河断面的水质,近年来,由于受工业或生活污水影响,两断面的水质状况都呈逐年恶化的趋势.     

基于云模型的河流健康多层次模糊综合诊断——以赣江南昌段为例

河流健康状态是一个多因素协同影响效应的系统过程。在分析河流健康概念的基础上,综合考虑了赣江流域南昌段环境、资源、生态及服务功能的相关因素,构建了其河流健康多层次模糊综合诊断指标体系及诊断等级标准。针对河流健康影响因素多而复杂,且存在模糊性、随机性和层次性的特点,将云模型理论与模糊层次法相结合,融合云模型与模糊层次法的数据处理优势,提出了一种基于云模型的多层次模糊综合诊断方法。利用该方法对赣江南昌段河流健康状态进行诊断,结果表明,赣江南昌段处于亚健康水平,需要采取相应措施使其恢复到健康水平。通过与其他评价方法对比表明,方法诊断结果合理,可为河流健康诊断工作提供一条新途径。     

中国城市能源系统可持续性评价体系实证研究

为明确城市能源系统状况,需对城市能源体系进行全面而细致的了解,本文在全面分析城市能源系统的基础上,建立了城市能源系统能源流动图,并对其进行简化建立适合建模的简化模型。进而对城市能源系统进行研究,归纳出城市能源系统的影响指标。然后利用层次分析法筛选出其中对评价对象辨别能力较强的关键因素,结合相应环境因素,建立了能够全面反映城市能源系统的综合评价指标体系。本文首次将模糊综合评价模型引入到能源评价体系权重确定中来,建立了多级城市能源系统综合评价指标体系模糊综合评价模型。通过对北京市2000-2007年相关能源数据进行实证分析,结果表明所建评价体系能够根据优化权重结果找出评价对象问题所在,加大评价对象的差异性,放大评价对象间的对比程度,使得评价结果更加明显;同时和等权重计算结果比较分析发现,优化后的评价结果更加合理,并更加接近城市能源的实际状况,能够为城市能源系统规划提供合理的量化依据。     

基于熵权的模糊物元模型在水资源可持续利用评价中的应用

针对水资源可持续利用评价中存在的不相容性和模糊性问题,将物元分析理论与模糊集理论相结合,构建复合模糊物元,并应用加权欧式距离作综合评价,对各样本做优劣排序,并划分类别。在计算各评价指标的权重时,引入熵值理论,运用信息熵反映的样本数据的效用值确定权重,避免了权重分配中的人为干扰。结合实例应用,并与其他方法的评价结果作比较,验证了该模型的可靠性。分析表明,物元分析与模糊集理论的有效结合,能将多指标评价中的不相容矛盾转换成相容关系,且有效地避免了由于模糊性导致的信息丢失;熵值法确定的权重较好地反映了样本信息的有序度,充分利用实测数据客观地对评价指标进行赋权。结果表明,基于熵权的模糊物元模型应用于水资源可持续利用评价是合理、客观、可行的。     

武汉市工程地貌条件综合评价

结合武汉市的具体情况，在综合分析的基础上选取了２１个工程地貌条件评价因子，采用层次分析法确定权重和主导因子，将各评判因子模糊量化后，对武汉市城市工程地貌条件进行综合评价，作出武汉市工程地貌条件等级评价图。