层次分析法在城市绿地景观评价中的应用.doc

层次分析法在城市绿地景观评价中的应用层次分析法在城市绿地景观评价中的应用简兴(安徽科技学院,安徽风阳233100)摘要:城市绿地景观评价体系是一个多因子高度综合的体系,评价指标具有主观性,复杂性,不确定性的特点.基于可持续发展理念的城市绿地动态设计要求建立具有可操作性的,可量化的城市绿地景观评价体系.从生态与美学两个层面提出l1项具体的城市绿地景观指标,并通过层次分析法对各指标在评价体系中所占的权重进行具体分析,建立了适合城市绿地景观评价的综合评价模型,以期为建设可持续发展的城市绿地系统提供科学支撑.关键词:城市绿地;景观评价;层次分析法中图分类号:1U985文献标志码:A文章编号:1005814l(20o9)0r7061003ApplicationofAnalyticalHierarchyProcessinUrbanGreenSpaceEvalua,innJIAN)(ing(AnhniScienceandTechnologyUniversity,Fengyang233100,cllirIa)Abstract:Theevaluationsystemofurbangreenspacewasamultifactorsynthesissystemwiththecharacter0fsubjectivity,戗ityanduncer-tainty.ThedynamicdesignofurbangreenspacbasedOilsustainabledevelopmenttheoryrequesttoestablishaurbangreenspaceevaluationsystemwithmaneuverabilityandmeasurability.Thisstudyputforwardi1landscapeindexfwmecologyandesthetics,andusedanalyticalhierarchyprocess(AHP)tosetupaurbangreenspaceevaluationmodelthronshanalysingindexsweightsm.Themodelcouldgiveasupporttourbangreenspaceeonstruet.Keywords:urbangreenspace;landscapeevaluation;analyc8lhierarchyprocess(Aim)1引言作为城市系统重要组成部分的城市绿地系统对改善城市生态环境,实现城市可持续发展有着不可替代的重要作用.由于缺乏科学的理论和实践方法的具体指导,特别是绿地规划设计者与绿地使用者的脱离,现阶段在城市绿地规划设计和建设中一些只注重形式的绿地规划设计并不能真正满足城市居民对城市绿地功能的需求.因此,有必要引入科学的城市绿地评价体系让使用者对建成后的城市绿地进行评价,以便将评价结果反馈至设计者以修正绿地设计方案.这一动态的城市绿地设计方法为城市绿地的可持续发展提供了保证.在这个过程中,建立具有可操作性的,可量化的城市绿地景观评价体系是关键.但是作为一个评价体系,评价指标具有多元性复杂性,要求用系统分析方法来对其进行研究.本研究希望借助层次分析法系统性,可操作性,简洁性的特点建立基于层次分析法的城市绿地景观评价模式,作为提升社区居民参与度和完善绿地规划以人为本设计理念的一种有效途径.收稿日期:2OO90525;修订日期:20090609基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(编号:2006KJ035C);安徽科技学院引进人才专项基金项目(编号:ZRD(圬66).作者简介:简兴(1975一),男,广西壮族自治区桂林人,讲师,森林培育学硕士.研究方向为生态规划与景观评价.?610?2层次分析法原理层次分析法(AnalyficHierarchyProcess,简称AHP)是美国运筹学家托马斯?萨提(ThomasLSaaty)于20世纪70年代提出的一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法,其实质就是将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化,数量化,简单化,特别适用于那些难于完全定量分析的问题uJ.层次分析法的基本思路与人对一个复杂的决策问题的思维,判断过程大体一致.在深入分析实际问题的基础上,将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次.通过对每一层次中每两个不同元素的相对重要性给以定量表示,并在它们之间简单地进行比较,判断和计算,最后计算出所有相关元素的权重,从而为多目标,多准则或者无结构特征的复杂决策问题提供决策参考.3层次分析法的基本步骤3.1评价指标体系的建立指标选取原则:评价指标体系就是评价指标的全体,评价指标作为衡量评价对象的基本尺度,其选取必须要满足一定的条件,遵循一定的原则才能形成对评价对象客观,公正,全面的评价,否则会导致评价产生偏颇的结论.指标选取应遵循以下原则:完备性和客观性.完备性要求指标体系能概括评价对象的整体,能反映出其整体特性;客观性就是避免受指标体系制定者的主观意志影响客观选取评价指标,尽可能在反映评价对象特征时不出现主观偏向.主成分性和独立性.要求选取的指标之间关联性最小,即相互独立.可获得性和可测性.选取的指标必须能够方便快捷地被测定或判断.灵敏性和准确性.指标和其反映的事物特性之间具有一一对应的联系,评价对象特性的改变能迅速,准确地反映到评价指标上.动态性和稳定性.评价对象总是处于变化过程中,这就要求评价指标能够在评价对象一定的变动范围内可以比较稳定地反映其属性特征.城市绿地景观评价指标的选取:按照评价指标选取的原则,本研究中绿地景观评价指标体系采用如下11个指标:植被天然性程度,植被种类丰富度,绿地土壤肥力状况,绿地景观面积,乔木年龄构成,景观内乔木覆盖度,植被色彩丰富度,乔灌草比例协调度,与硬质景观的和谐性,景观空间多样性,地形地貌多样性.该评价体系包括了生态及人文指标,定性和定量指标,结构和功能指标,又结合了主观评价和客观测定指标以及专业评价和大众评价指标,可以说是比较全面地反映了绿地景观在生态学和美学方面的属性状况.指标含义:植被天然性程度.衡量植被乡土化程度以及绿地建设过程中保留设计区域内原有植被(必须是乡土树种)状况的指标.若绿地建设使用的植物多为乡土树种或绿地景观内保留有较多的原有乡土树种,则植被天然性程度就高.植被种类丰富度.它是衡量绿地设计及建设中使用植物种类是否丰富程度的指标,是生物多样性原则的具体体现.绿地土壤肥力状况.它是衡量绿地土壤肥力状况的指标,土壤肥力的高低将直接影响到绿地景观的可持续性.绿地景观面积.绿地面积(包括水面)占整个设计区域面积的比例.乔木年龄构成.表示乔木树种年龄状况的指标,如果设计中使用的乔木多为近成年或成年乔木,则该指标表现优异.景观内乔木覆盖度.衡量绿地景观内所有乔木的植被覆盖率大小的指标.植被色彩丰富度.绿地景观中彩叶植物应用的比例,彩色植物应用较多则整个景观色彩丰富度就较高.乔灌草比例协调度.指绿地中乔木,灌木,草本三者所占面积比例的协调程度.与硬质景观的和谐性.指植物与小品设施,周边建筑,道路等硬质景观的和谐程度.景观空间多样性.指绿地景观中,由植被所引起的景观空间形式是否多样化.地形地貌多样性.指绿地景观中植被所处地形地貌的多样性.3.2层次结构模型的建立AHP在分析复杂问题时,首先从系统的特性出发,将问题包含的元素分层,即用一个具有层次结构的模型来概括问题所涉及的因素及其相互间关系,见图1.这些层次可以分为3类:目标层.这一层次中只有一个元素,一般它是分析问题的预定目标或理想结果.准则层.这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节,它可由若干个层次组成,包括所需考虑的准则,子准则.方案层.这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施,决策方案等.如果上层的每个元素与下层的所有元素都存在联系就称为完全相关结构;如果上层元素仅与下层的部分元素相联系则称为不完全相关结构.本研究中评价体系由3个层次组成,见图2.城市绿地景观综合评价指标作为评价目标为第一层目标层;第二层准则层为生态质量指标和美感效果指标;选出的11个具体指标作为第三层方案层.目标层G准则层c1C2.Ck.C一图1AHP层次结构模型城市绿地景观综合评价指标生态质量指标ll美感效果指标植被天然性程度植被种类丰富度绿地土壤肥力状况乔木年龄构成绿地景观面积景观内乔木覆盖度植被色彩主富度乔灌蕈比例协调度与硬质景观的和谐景观空问多样性地形地貌多样性图2城市绿地景观评价层次结构图3.3判断矩阵的构建判断矩阵就是将层次结构模型中同一层次的因素相对于上层的某个因素,相互之间做成对比较而形成的矩阵,即每次取两个因素xi和xi,以aji表示xi和xi对z的影响大小之比,全部比较结果用矩阵A=(of)表示,称A为zx之间的成对比较判断矩阵,简称判断矩阵,矩阵形式见表1.a;值的确定可以采用9标度法,即用数字l一9及其倒数作为标度.由于判断过程存在复杂性和模糊性,如果采用值较高的标度,不仅不能提高被调查者的判断精度,相反还会混淆其判断的客观准确性,导致判断出现偏差,在构权时可能会影响最终的判断结果2.因此,被调查者比较?611?容易接受通常的3标度和5标度法33.表2列出了本研究中采用的3标度法及其含义.3标度法是先构造一个比较矩阵B=().式中,6的值就按照表2的描述取对应的标度值;然后计算ri=b(i=1,2,n);再利用公式(1)求出判断矩阵A=(0).其中bm=rmax/rm.no表1判断矩阵+?【(rj-ri)(_1)+1,ri0(1),rf<03.4计算相对权重求出判断矩阵A的最大特征值一和与之相对应的特征向量,经归一化处理后即为同一层次相应因素对于上一层次因素z相对重要程度(权重)的向量,这一过程称为层次单排序.3.5一致性检验假定被调查者对于因素间的判断不存在任何偏差,因素间的比较结果完全一致,则矩阵A的元素就应满足口=ait/a,这时称判断矩阵满足完全一致性.这是一种理想状态,在对比较复杂的问题所涉及的因素间进行两两比较时,由于客观事物的复杂性和人们认识上的多样性和片面性,被调查者很难保证这种连续判断的一致性,其判断结果总是存在一定的偏差,因此AHP中引入一致性检验指标来对判断矩阵进行】一T一致性检验.式中,c,=,n为判断矩阵的阶,正一1,1r数;利用公式=计算一致性比例.式中,RI为平均随机一致性指标,其值见表3.当CR<0.10时,认为判断矩阵具有可接受的一致性,否则应对判断矩阵作适当修正,直至达到符合一致性的要求.表3平均随机一致性指标R,值表三垒!尺,O00.58O.9o1.12】.241.321.411.453.6层次总排序?612?层次总排序就是利用同一层次中所有层次单排序的结果以及上一层次所有因素的权重来计算(针对于总目标而言)本层次所有因素的权重值.层次总排序按从上而下的顺序逐层进行.4城市绿地评价指标体系AHP分析4.1评价调查的外业实施根据选择的评价指标以及确定的层次模型,设计调查问卷对反映绿地景观生态质量的6个指标进行两两比较,反映主观美学效果的5个指标进行两两比较,并对准则层中生态质量指标和美感效果指标的重要性进行比较,每个被调查者会得到3个判断矩阵.调查对象为本校园林专业教师,园林专业4年级学生,园艺专业4年级学生,总共30人.4.2调查结果的内业计算与分析按表2所示的3标度法对30份问卷进行数量化得其比较矩阵,再按公式(1)求出每位被调查者的判断矩阵,计算相对权重并进行一致性检验.对判断矩阵进行一致性检验发现,30位调查者中有22人的判断矩阵符合一致性,说明其对所调查的因素之间的判断相对较一致.为求简便,同时也为了避免加入主观偏差,本研究中剔除了不符合异质性的8份调查数据,只对符合一致性检验的判断数据进行下一步权重计算及排序.表4各指标权置分析指标标准差变数表4给出了基于图2所示城市绿地景观评价层次模型的l1个评价指标的总排序权重,即每个指标的重要程度,同时也给出了被调查者对于评价指标所给出的统计数据特征数.可看出,被调查者对评价指标的权重判断均存在中等程度的变异.其中在准则层两个指标的判断上,生态质量指标权重为0.5568,变异系数为27.47%,说明被调查者在绿地景观的评价中对生态质量的关注程度稍高于景观带来的美学感受,且(下转第625页)Develooment&Market200925发展奠定了物质基础,又是本区域产业聚集轴.长江主轴是成渝经济区最具开发价值和前景的区域,是推动整个成渝经济区区域发展的最主要的驱动轴.长江主轴的深度开发可带动嘉陵江,乌江,岷江,沱江中下游腹地地区的发展.从国家范围的宏观空间尺度看,重庆与上海构成的双核结构构成了我国的国家经济地理横轴,长江发展轴既是抬起广大中部地区经济的扁担,又是撬动西部经济的杠杆(图3,见封四).纵轴成(德)绵(乐)一线.在这一条发展轴上,以成都为中心,北有德阳,绵阳,南有眉山,乐山.2007年末总人口为2168.8万人,非农业人口为883.3万人,国民生产总值为4633.0亿元,是全区域人口密度,经济密度最高的区域,也是驱动区域发展重要的主轴之一.纵轴襄一渝一黔铁路,渝黔高速公路一线.这一线与另一条纵轴成(德)绵(乐)基本平行,2007年末总人口为1606.I万人,非农业人口为590.7万人,国民生产总值为2773.02亿元.这条纵轴与长江干流和成(德)绵(乐)两轴相比,虽然经济指标值较低,但在空间尺度上仅次于长江横轴,在成渝经济区内,放大了长江和成(德)绵(乐)两轴,以及成渝两个超大城市的综合辐射作用.此外,成渝经济区还有两条重要的次轴:一是成渝高速公路(成渝铁路)一线,这条发展轴经济指标值较高,空间尺度小,起着连接成渝两个超大城市的作用;二是沿沪蓉高速公路一线,这条发展轴经济指标值低,但空间尺度较大.4结论与展望成渝经济区区域发展空间结构为两极三轴.两极是都市发展圈,是成渝经济区重要的经济增长中心;三轴是由一横两纵三条发展主轴构成区域空间布局主骨架,两条发展次轴作为整个经济区域发展主轴线的附属轴线,密切沟通一横两纵,共同形成东西贯通,南北相连,覆盖全区域的网络型空问发展格局.重庆和成都两大城市位于一横两纵的交叉点上,是整个区域的增长极和重要的战略支撑.两大增长极的极效应通过发展轴和地区中心城市节点传递和辐射,带动整个经济区及其辐射区面域的发展,最终形成以线串点,以点带面的空间网络组织体系.成渝经济区被确定为国家重点发展区后,重庆市和成都市成功合作批准为全国统筹城乡综合配套改革试验区,成渝经济区迎来了高速发展.在国家战略层面上,成渝经济区将带动和辐射整个西部发展,极有可能成为与长三角,珠三角,京津冀四极鼎立的中国第四增长极.参考文献:1陆大道.区域发展及其空间结构M.北京:科学出版社,1995:19.2胡兆量.中国区域发展导论M.北京:北京大学出版社,1999:104.3WalterChristaller.ZentralenOrteinSttddeutsehlandM.Jena:GustavFisch.er,1933.4陆大道.论区域的最佳结构与最佳发展J.地理,2001,56(2):127135.5陆玉麒.区域发展中的空间结构研究M.南京:南京师范大学出版社.1998:299324.6陆玉麒.区域双核结构模式的形成机理J.地理.2O02,57(1):8596.7刘卫东,樊杰.周成虎,等.中国西部开发重点区域规划前期研究M.北京:商务印书馆,2003:74126.8王一鸣.重庆市城镇发展战略研究M.北京:中国建筑工业出版社,2OO4:9.9田代贵.共建成渝经济区