一种气候变化下水资源脆弱性的评价方法

摘要

一种气候变化下水资源脆弱性的评价方法，一、利用特征向量方法确定评价指标权重；二、构建评价地区和水资源脆弱性评价的集对模型，引入联系数的概念，将集对模型同异反联系起来；三、依据评价指标体系，由下向上，分别计算各层的联系数，并结合权重向量，依次得到上一层的联系数，逐一类推，得到总系统的联系数：四、利用“均分原则”，确定各级系统联系数的值以及总指标的n元联系数主值；五、根据联系数的概念，利用“均分原则”，将[-1，1]区间均分为n级，得到n个等级区间；六、对比步骤四中各级联系数的值和步骤五中均分的n等级区间，分析步骤四得出的位于何区间，位于区间所对应的等级即为气候变化下区域水资源脆弱性的评价等级。

主权项

1.一种气候变化下水资源脆弱性的评价方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：利用特征向量方法确定评价指标权重首先，基于建立的气候变化下水资源脆弱性评价的指标体系和等级标准，利用Satty9级分度见下列表1，分别建立同一层的目标重要性判断矩阵A_i，i为判断矩阵的个数，其中q_j为第j层的指标个数；表1目标重要性判断矩阵中元素的取值然后，根据公式(1)得出判断矩阵最大特征值λ_imax，再由公式(2)计算出最大特征值λ_imax对应的特征向量w_i；Det(A_i-λE)＝0    (1)A_iw_j＝λ_imaxw_i    (2)最后，引入一致性指标CI和一致性比率CR，进行一致性检验：由CR用来判断矩阵A_i能否被接受，若CR＞0.1，说明判断矩阵中各元素估计的一致性太差，应重新估计；若CR＜0.1，则可认为判断矩阵中各元素估计基本一致，这时w_i即可作为各层指标权重；CI＝(λ_max-n)/(n-1)  (3)CR＝CI/RI            (4)其中，RI为同阶矩阵的随机指标，其值见下列表2表2  n阶矩阵的随机指标指标RI  n  2  3  4  5  6  7  8  9  10  RI  0.00  0.58  0.90  1.12  1.24  1.32  1.41  1.45  1.49步骤二：构建评价地区和水资源脆弱性评价的集对模型，引入联系数的概念，将集对模型同异反联系起来；所谓集对，即由一定联系的2个集合所组成的对子，集对是由两个集合组成的一个基本单位，在气候变化下水资源脆弱性评价中，设评价对象空间A＝{某地区x}，属性空间B＝{水资源脆弱性评价等级n}，这样对于以上两个给定的集合就组成集对模型H＝(A，B)，在构建集对的基础上，引入联系数μ的概念；对集对H的特性展开分析，共得到N个特性，其中有S个为集对H中两个集合A和B共同具有；有P个特性为两个集合对立的，其余的F＝N-S-P个特性既不相互对立又不为这两个集合共同具有，则有：$\mu =\frac{S}{N}+\frac{F}{N}i+\frac{P}{N}j---\left(5\right)$令则式(5)可简写为μ＝a+bi+cj    (6)式中：μ-联系数，可以全面、系统地刻画所要研究集对之间的同异反联系.a，b，c通称为联系度分量；a，b，c∈[0，1]为实数，a，c相对确定，b相对不确定且满足归一化条件a+b+c＝1；i——差异度系数，i∈[-1，1]；j——对立度系数，规定其恒取值-1；在多标准评价体系中，式(5)可作不同层次的展开，得到多元联系数：$\mu =\frac{S}{N}+\frac{F_1}{N}{i}_1+\frac{F_2}{N}{i}_2+...+\frac{F_{n-2}}{N}{i}_{n-2}+\frac{P}{N}j---\left(7\right)$可简写为μ＝a+b₁i₁+b₂i₂+...+b_n-2i_n-2+cj    (8)μ值的确定符合以下规则：若评价指标处于最评价级中，则认为集对A、B具有同一性联系，此时μ＝1；处于最劣的评价级别中，则可认为是对立性联系，此时μ＝-1；处于最优与最劣评价级别范围之间，即-1＜μ＜1；由此可知，联系数μ的取值范围为[-1，1]；步骤三：依据评价指标体系，由下向上，分别计算各层的联系数，并结合权重向量，依次得到上一层的联系数，逐一类推，得到总系统的联系数：以建立目标层、准则层和指标层三级指标体系为例，m代表准则层，m_q代表第m个子系统下第q个属性指标.则I_m代表水资源脆弱性准则层评价指标，代表水资源脆弱性指标层评价指标，设在地区x，的测量值为评价等级为n，首先，计算指标层各指标的联系数与评价等级的联系数，依据下列表3的计算公式，可以得到指标层各指标的综合评价n元联系数表3  二级指标的综合评价n元联系数计算方法其次，计算准则层I_m各指标的综合评价n元联系数为：μ_m＝r_m1+r_m2i₁+r_m3i₂+…+r_m(n-1)i_n-2+r_mnj    (9)其中$r_{\mathrm{ml}}=\underset{q=1}{\overset{i}{\Sigma }}{w}_{m_q}{r}_{m_q}$(1≤l≤n)    (10)是评价区域水资源脆弱性的准则层指标I_m相对C_l等级的联系度分量，为指标层指标相对于C_l等级的联系度分量，为指标的权重，显然r_ml∈[0，1]，最后，计算目标层指标即区域气候变化下水资源脆弱性的综合评价n元联系数为：μ＝r₁+r₂i₁+r₃i₂+…+r_(n-1)i_n-2+r_nj    (11)其中$r_l=\underset{m=1}{\overset{j}{\Sigma }}{w}_m{r}_{\mathrm{ml}}$(1≤l≤n)    (12)是评价区域水资源脆弱性的总指标相对C_l等级的联系度分量，r_ml见式(6)，w_m为指标I_m的权重，显然r_ml∈[0，1]，步骤四：利用“均分原则”，确定各级系统联系数的值以及总指标的n元联系数主值：设μ＝r₁+r₂i₁+r₃i₂+...+r_(n-1)i_n-2+r_nj为n元联系数，由于μ∈[-1，1]，根据“均分原则”，将[-1，1]区间(n-1)等分，当i_n-2，i_n-3，…，i₂，i₁从左至右依次取(n-2)个分点值及j＝-1时所得到的n元联系数的值称为n元联系数μ＝r₁+r₂i₁+r₃i₂+...+r_(n-1)i_n-2+r_nj的主值步骤五：根据联系数的概念，利用“均分原则”，将[-1，1]区间均分为n级，得到n个等级区间：根据“均分原则”，将[-1，1]区间n等分，则从右至左依次为分别对应C₁，C₂，…C_n共n个等级；步骤六：对比步骤四中各级联系数的值和步骤五中均分的n等级区间，分析步骤四得出的位于何区间，位于区间所对应的等级即为气候变化下区域水资源脆弱性的评价等级。