多準則決策分析和土地適宜性評價課件

1、多準則決策分析和土地適宜性評價 土地適宜性分析可以進一步分為兩類： 一是適宜性評價； 二是選址研究。GIS應(yīng)用于土地適宜性分析和評價，需要解決兩個技術(shù)問題： 一是如何將不同的影響因素轉(zhuǎn)化為獨立的圖層； 二是如何在各圖層之間進行疊合。疊合分析（Overlay）不同圖層上的空間信息（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)），按相同的空間位置疊合在一起，合成新的一個圖層。進行疊合操作的圖層，必須在同一個坐標系內(nèi) 柵格與柵格疊合矢量與矢量疊合ArcGIS，ArcView具有良好的矢量疊合、柵格疊合功能矢量數(shù)據(jù)之間的疊合點多邊形：公共設(shè)施的分布線多邊形：道路網(wǎng)密度計算、停水停電范圍分析.多邊形多邊形:用地適宜性評價輸出

2、圖層的空間數(shù)據(jù)輸出圖層的屬性數(shù)據(jù)包含了輸入圖層中所有的屬性多邊形和多邊形的疊合布爾計算（Boolean），交集、并集、補集clip與intersect區(qū)別柵格數(shù)據(jù)之間的疊合 圖層之間的對應(yīng)單元數(shù)值進行數(shù)學運算。疊合之后的圖層中單元的數(shù)值是對應(yīng)單元數(shù)值進行數(shù)學運算的結(jié)果，原理上比較簡單（相對矢量的疊合）在ArcView中，使用 菜單map calculator（地圖運算器）ArcGIS中使用Raster Calculator（柵格運算器）土地適宜性分析和GIS 土地適宜性分析操作技術(shù)的發(fā)展，使規(guī)劃師能夠使用不同的因素進行設(shè)施選址。有了GIS后，圖形處理可以自動完成，較容易地解決一般需求。但是，單

3、純使用土地適宜性圖形處理技術(shù)產(chǎn)生的最佳選址，往往沒有反映社會、政治、經(jīng)濟、環(huán)境等不同因素之問的輕重緩急；所以，要綜合考慮社會、政治、經(jīng)濟、環(huán)境等因素，反映各個因素之間的輕重緩急，再結(jié)合土地適宜性圖形處理技術(shù)，才能使選址在物質(zhì)形態(tài)上可行，在社會、經(jīng)濟、政治、環(huán)境等方面也可行。 簡單疊合的局限 GIS的疊合功能，提供了對土地適宜性評價和分析的基本手段。但是，直接使用疊合分析，還是存在局限性。 1)參加疊合的圖層多(大于4，5個)，疊合得到的結(jié)果圖層，就會比較復(fù)雜，難以直觀理解和評判。 2)通用的GIS疊合功能，不能體現(xiàn)參加疊合的不同因素之間的相對重要性。 3) 對于連續(xù)分布的變量，確定閾值劃分沒有

4、有效的辦法，閾值劃分不恰當，會引起信息丟失。 4)簡單的疊合，只能求出整個分析范圍內(nèi)，同時滿足所有疊合要求的地塊，而不能得出最適宜的，最有發(fā)展?jié)摿Φ牡貕K。簡單的疊合分析也能找出符合某種特定條件的地塊，而無法給所有候選地塊的評價結(jié)果進行排序。多準則決策的基本原理 多準則決策分析提供了一種在多重因素、多重標準，甚至相互沖突因素影響下，對一系列可行的方案進行評價和決策的方法。一般來說，多準則決策分析主要包括以下六項內(nèi)容： 1)目的：決策過程需要達到的目的。 2)決策者：參與決策的可以一個人或多人，也可能由多個小組組成。 3)準則：影響決策的因素，是判斷的標準，也是做出決策的依據(jù)。 4)決策選項(也稱

5、決策方案：供決策選擇的不同可行備選方案。 5)環(huán)境狀態(tài)：所有的決策都是在某種環(huán)境中進行的，包括許多不是決策者可以控制的因素。 6)評價得分：每一個選項在不同評價準則下得到的評分，評價得分是各種計算分析的基礎(chǔ)。 多準則決策分析的出發(fā)點和基礎(chǔ)是構(gòu)造一個決策矩陣。決策矩陣由參與評價和決策的一系列候選決策方案和評價準則組成。假設(shè)決策矩陣c是有1，i個候選方案，1，j個準則組成，決策矩陣C可以表示如下其中：每一列都代表一個評價準則，每一行代表參加評價的一個候選方案。Cij是第i個候選方案，在第J個評價準則下的得分(評價結(jié)果)。在實際情況中，都需要對Cij進行某種標準化的技術(shù)處理，使各個準則下的得分便于相

6、互比較。中學的選址結(jié)果 R_land R_popu R_school 使用性質(zhì)得分工業(yè)或綠地0（不能建設(shè)）商業(yè)1居住2（可以建設(shè)） 人口密度得分0 - 500（無需建設(shè)）50 - 100 1100 - 200 2200 - 300 3（需要建設(shè)）距離得分0500米0（不必建設(shè)）5001000米110001500米21500米3（必須建設(shè)）R_landR_popuR_school)為什么采用乘法疊合 ？為什么用權(quán)重 ？為什么要數(shù)值標準化？結(jié)合GIS的多準則決策分析1 確定問題 將現(xiàn)實中的問題，歸納或分解成可以進行分析的目標和要求。 2 選擇準則2. 1準則的目標和屬性 在多準則決策分析中，評價的

7、準則包括了兩個概念：目標和屬性?！澳繕恕笨梢岳斫鉃檠芯恐袦蕜t要達到的狀態(tài)，而“屬性”則是具體要達到的指標。 同一個準則的目標，可能會對應(yīng)多個準則屬性；不同的準則目標可能會對應(yīng)同一個屬性。 在決策矩陣中，直接體現(xiàn)的是準則屬性。在GIS中，根據(jù)準則的屬性來劃分、生成準則地圖。 2. 2準則的基本要求）完整，易于理解；）可以定量；）在決策中確定的一組準則，可以隨著問題的分解而分解；即準則之問相互獨立，每一個準則都是有針對性。4 ）決策中確定的一組準則，沒有多余、沒有重復(fù)、內(nèi)容不相互交叉。2.3確定準則的方法 一般來講，需要決策的問題確定后，可以通過查閱相關(guān)文獻、資料，咨詢專家等作為選擇準則的輔助手段

8、。對于復(fù)雜的問題，在咨詢專家時，還可以采用德爾菲法來選擇、確定準則。3.確定選項和生成準則地圖 3. 1 GIS和準則圖層 選項備選地塊 在GIS中，用柵格模型或矢量模型表示圖層，在不同準則下，則表示為反映不同準則屬性的專題圖層，這種專題圖層可稱為準則地圖。選項在相應(yīng)準則下的得分在GIS中就表示為準則地圖中的某個屬性。 3. 2約束“約束”用于限制選項，剔除備選方案中不符合決策要求的部分。 3. 3準則地圖標準化處理所謂標準化處理，是將決策矩陣中所有的選項得分值，轉(zhuǎn)化成一種統(tǒng)一的計量尺度。 標準化處理的方法：最為常用的是線性比例轉(zhuǎn)換最大值法：得分范圍法： 4.確定權(quán)重的方法 權(quán)重用來衡量準則的

9、相對重要性，權(quán)重值越大，就表示該項準則對決策的重要性越大。4.1排隊法 排隊法是最簡單的確定權(quán)重方法。它的原理是將每一個準則按決策者認為的重要性和需要優(yōu)先考慮的順序排列，然后根據(jù)排列順序來確定權(quán)重。1)求和法 2)倒數(shù)法 3)指數(shù)法 4.2成對比較法 成對比較法來源于層次分析法，通過準則之間的成對比較，產(chǎn)生一個比例矩陣，再計算產(chǎn)生權(quán)準則的權(quán)重，是確定權(quán)重的一種主要方法。 (1)建立成對比較的比例矩陣 成對比較法是采用一個19的相對值表示準則之間的相對重要程度(優(yōu)先程度)。其中1表示兩者同等重要，9表示極其重要。28則表示不同的重要程度。 (2)計算準則的權(quán)重 將以上的比例矩陣中的每一列中的數(shù)相加求和。 然后將比例矩陣中的每一個數(shù)除以所在列的和得到標準化的比例矩陣。