基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法技术

本发明专利技术公开了一种适用范围较广且评价更全面的基于分类一层次分析法理论的河道健康评价方法。该方法首先，构建层次结构，构造判断矩阵，其次，进行一致性检验，接着，确定综合权重ωi；确定指标层中各元素的指标值ri并得到指标归一化打分值Si，按照逐层向上的计算顺序，求出准则层每个元素的得分，最后再求出目标层的总体得分情况，最后，确定目标系统的等级。利用该方法可定量求出河流总体的健康指数，判定河流的健康等级，为河流管理工作提供定量化的数据支持；又可以根据各子系统的健康指数分析河流各方面的具体健康状况，进行有目的性的河流治理。适合在河流治理领域推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及河流治理领域，具体涉及一种基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法。
技术介绍
河流系统健康是指在各种复杂环境的交互影响之下，河流系统自身的结构和功能保持相对稳定，具有通畅的水体结构、完整多样的生物群落、完善的调节机制、完美的文化彰显，能充分发挥其自然调节、生态服务和社会服务等功能，能保持河流系统的生生不息，支撑社会经济的可持续发展。河流水系为城市提供了供水、生物保护与景观等多种生态服务功能，以其自然、社会、经济与环境价值推动了城市的发展。但随着城市规模扩大，对河流的干扰日渐增加，筑坝、取水、分流、裁弯取直、堵塞汊流及河岸(道)的固化、河岸植被带破坏等扰乱了河流流态与水文循环过程，与水质污染、水生物过度利用等协同作用，引起河流生态系统的退化。保持河流系统的健康是维持人类与自然和谐相处的重大问题，对河流的治理也是要在明确河流健康状况的哪部分出问题的情况下，有的放矢对河流进行健康修复。因此，采用合理的方法对河流健康进行评价至关重要。现有的对河流健康进行评价方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于分类‑层次分析法理论的河道健康评价方法，其特征在于包括以下步骤：S1、将目标河道按照具体情况和指标的属性进行分解，构建层次结构，所述层次结构如下表所示：S2、构造判断矩阵，所述判断矩阵的构造方法如下所述：首先，将层次结构中的准则层各元素与目标层元素进行两两比较，将指标层各元素与准则层各元素进行两两比较，根据二者的重要性赋予标度为1～5的判断值，所有的判断值组成判断矩阵，所述判断值的标度以及含义如下表所示：S3、一致性检验，具体方法如下所述：首先，计算一致性指标CI＝(λmax‑n)/(n‑1)，λmax为判断矩阵的最大特征根，再计算一致性比例CR＝CI/RI，其中RI为平均随机一致性指标，...

【技术特征摘要】
1.基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将目标河道按照具体情况和指标的属性进行分解，构建层次结构，所述层次结构如
下表所示：
S2、构造判断矩阵，所述判断矩阵的构造方法如下所述：首先，将层次结构中的准则层
各元素与目标层元素进行两两比较，将指标层各元素与准则层各元素进行两两比较，根据二
者的重要性赋予标度为1～5的判断值，所有的判断值组成判断矩阵，所述判断值的标度以及含
义如下表所示：
S3、一致性检验，具体方法如下所述：首先，计算一致性指标CI＝(λmax-n)/(n-1)，λmax
为判断矩阵的最大特征根，再计算一致性比例CR＝CI/RI，其中RI为平均随机一致性指标，根
据CR的值与0.1进行比较，若CR＜0.1，则判断矩阵满足一致性要求；若CR≥0.1，则需要调整
判断矩阵中标度的取值，重复上述步骤，直到CR＜0.1为止，所述RI的取值由下表确定：
S4、根据调整后的判断矩阵，确定内置权重ωi1，所述内置权重ωi1的确定方法如下所述：
首先，求出判断矩阵的最大特征根λmax以及对应的特征向量w’＝(ω1’，ω2’，…，ωn’)T，
将之归一化后得到权重向量w＝(ω1，ω2，…，ωn)T，即∑ωi1＝1，则内置权重ωi1为第i个元素
(i＝1，2，3，…，n)相对于上一层次指标所占的内置权重；
S5、运用分类法得到河流相对于指标层中各元素的分类权重ωi2，按照组合权重的方法，
将内置权重ωi1与分类权重ωi2组合后得到综合权重ωi；
S6、确定指标层中各元素的指标值ri；
S7、对指标层中各元素的指标值ri进行归一化处理得到指标归一化打分值Si，归一化处理
的方法如下所述：若指标值r处于“不健康”或“亚健康”状态，则r的归一化打分值为r/y；
若指标值a处于“健康”状态(大于阈值上限y)，则r的归一化打分值则为1；
S8、在求得指标层中各元素的指标归一化打分值Si和相应的综合权重之后，按照逐层向
上的计算顺序，求出准则层每个元素的得分，最后再求出目标层的总体得分情况，具体方法
为：
若目标层下有m个准则层元素，每个准则层元素的权重为wj(∑wj＝1)，其中第j个准则层
下有n个指标层元素，每个指标层元素的打分值为Si，权重为ωi(∑ωi＝1)，则
Ij=Σi=1nSi·wi,I=Σi=1mjIj·wj,(i=1,2,...,n;j=1,2,...,m)]]>式中，Ij为第j个准则层的得分，I为目标层的得分；
S9、根据目标层的得分和评价标准，确定目标系统的等级。
2.如权利要求1所述的基于分类-层次分析法理论的河道健康评价方法，其特征在于：在
步骤S6中，所述指标层包括以下八个元素：河势稳定性C1、植被覆盖率C2、径流变化率C3、
水质达标率C4、生物多样性指数C5、防洪综合指数C6、水资源利用率C7、土地利用率C8；
其各个元素的指标值ri确定方法如下所述：
其中，所述河势稳定性C1的指标值r1计算方法如下所述：
河势稳定性C1的指标值r1＝d/h/j(Q0.5/Bs/J0.2)2，其中，
Bs表示横向稳定河宽(m)；
K＝1/10030/33＝0.0151；
Q表示造床流量(m...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏伟，梁煜峰，王子豪，霍苗，林可可，曹畑，杨丰荣，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51