一种基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法技术

本发明专利技术公开了一种基于TOPSIS‑AHP的防浪林物种的筛选方法。该方法以防浪林物种为参照对象，选定评价指标，确定适宜性评价标准，利用层次分析法确定评价指标权重后，运用多属性TOPSIS决策优选模型计算待选防浪林物种的适宜性，并进行评价，给出最优的防浪林物种。与现有技术相比，本发明专利技术方法简单，能方便决策者迅速的做出相关决策，避免了耗费大量的财力成本和时间成本进行种植试验，具有很强的实用性和广泛的适用性。

A TOPSIS-AHP based screening method for species of forest for forest protection

The invention discloses a screening method of forest species for forest protection based on TOPSIS AHP. This method takes wave-proof forest species as reference object, chooses evaluation index, determines suitability evaluation criteria, uses analytic hierarchy process to determine the weight of evaluation index, uses multi-attribute TOPSIS decision-making optimization model to calculate the suitability of selected wave-proof forest species, and evaluates them, and gives the optimal wave-proof forest species. Compared with the prior art, the method of the invention is simple, can facilitate decision-makers to make relevant decisions quickly, avoids spending a lot of financial and time costs to carry out planting tests, and has strong practicability and wide applicability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法
本专利技术属于防浪林
，具体涉及一种基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法。
技术介绍
柔性防浪林是堤防抵御风浪的一道有效屏障，因其生态性和经济性较佳在河流、湖泊、海洋等消浪工程中得到广泛应用。但由于不同植被自身的生长习性特点、防浪林待种植区域的气候与土壤特征以及因不同植被形态特征的差异导致消浪效果的不同等因素，使得如何选择某一给定区域的合适的防浪林植被物种成为决策者面临的复杂问题。营造防浪林是解决堤防滑坡、塌岸、波浪淘刷等问题的有效方法，能显著降低堤防前的波浪爬高，延长堤防的使用寿命。但影响防浪林物种选择的因素非常复杂。由于柔性防浪林种植于河道迎水侧，汛期时，林带常被淹没，因此要求植被物种耐水淹，在潮湿条件下也能正常生长；防浪林建设要求植被具有较佳的消浪性能，因此要求植被根系发达，不易倒伏；植被的枝条柔韧性要好，能抵抗水流的冲击；防浪林建设要求植被具有较强的生命力，因此要求植被物种的病虫害种类少、土壤肥力适宜性强；同时要求柔性防浪林在尽可能的条件下选择经济价值和景观价值均较高的物种。因此建立一套防浪林物种选择方法是有必要的。申请号201710969860.X，名称为一种东北地区河道堤防防浪林营造方法。该方法包括以下步骤：勘察河道堤防和滩地；选择树种，收集各树种的多项指标，建立适宜性评价指标体系进行选择，指标的选取及其权重的确定采用专家评价法；确定树种配置方式；编制防浪林营造方案，通过物理实验和数学实验的模拟，考察防浪林不同分布方式对消浪效果的影响，得到若干方案；建立模糊熵权法防浪林布局优选模型进行筛选；设置测量控制网；材料及人员准备；清除现场障碍物；平整种植场地；种植土壤处理；挖栽植穴点；栽植所选树种；检验验收；管护防浪林；防止火灾；控制草荒以及划分管护责任；建立档案。虽然步骤明确，过程合理，考虑全面，具有较高的适用性和可靠性，但该方法的可靠性依赖于树种的适宜性评价指标体系。因此，如何提供可靠的树种适宜性报告是值得探究的课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，该方法简单，成本低廉，具有很强的实用性和广泛的适用性。一种基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，以防浪林物种为参照对象，选定评价指标，确定适宜性评价标准，利用层次分析法确定评价指标权重后，运用多属性TOPSIS决策优选模型计算待选防浪林物种的适宜性，并进行评价。作为改进的是，所述评价指标包括根系发达指标、枝条柔韧性、植被高度、病虫害种类、耐寒性、土壤肥力适宜性、经济价值种类和景观价值。作为改进的是，所述评价指标为成本型指标，需将成本型指标按照xij＝1/x′ij公式转换为效益型指标，再进行同趋势化处理。作为改进的是，所述评价指标为定性描述指标，需将定性描述指标转换为三角模糊数，对应表如下。上述基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，包括以下步骤：步骤1，确定原始数据矩阵，并进行同趋势化处理n个待选防浪林物种和m个评价指标，构成的初始矩阵；步骤2，对同趋势化处理后的初始矩阵进行归一化处理，得归一化矩阵；步骤3，确定适宜性评价标准将评价物种的适宜性分为最适宜、适宜、一般、不适宜和最不适宜等五个等级，并由专家意见给出各指标各等级的阈值；步骤4，运用层次分析法确定各评价指标权重；步骤5，通过权重与归一化矩阵相乘得到加权决策矩阵zij＝wj×rij；步骤6，求防浪林物种选择问题的理想解和负理想解；步骤7，计算所选待选防浪林物种与理想解的欧式距离与负理想解的欧式距离步骤8，计算所选每个防浪林物种的接近度，选出最优的防浪林物种计算所选每个防浪林物种与理想解之间的接近度按照从大到小的排序，接近度最大的防浪林物种即为该地区防浪林物种的最佳适宜物种。作为改进的是，当对于评价指标为xij点值时，归一化方法为理想解和负理想解分别为和所选防浪林物种与理想解的欧式距离为所选防浪林物种与负理想解的欧式距离为作为改进的是，当对于评价指标为区间值时，归一化方法为理想解和负理想解分别为和所选防浪林物种与理想解的欧式距离为和所选防浪林物种与负理想解的欧式距离为和作为改进的是，当对于评价指标为三角模糊数时，归一化方法为理想解和负理想解分别为和所选防浪林物种与负理想解的欧式距离为和作为改进的是，步骤4中层次分析法确定各评价指标权重，包括以下步骤：(1)首先，建立递阶层次结构，把防浪林物种选择问题分解为8个评价指标，并把这8个评价指标按属性不同分为3个层次，即防浪林物种的消浪功能、防浪林物种的生长习性和防浪林物种的辅助功能；(2)建立相应的判断矩阵；(3)计算出各判断矩阵的特征向量和特征值，并对判断矩阵进行一致性检验；(4)计算各评价指标的最终权重。有益效果：该方法将防浪林物种适宜性作为评价对象，选用根系发达指标、枝条柔韧性、植被高度、病虫害种类、耐寒性、土壤肥力适宜性、经济价值种类、景观价值作为评价指标。按照一定标准和准则将评价物种的适宜性分为最适宜、适宜、一般、不适宜和最不适宜等五个等级，并由专家意见给出各指标各等级的标准。由于各评价指标值及其标准可能无法用精确数表示，其可能是区间数或者由定性描述形成的三角模糊数，因此在通过层次分析法(AHP)确定评价指标权重的基础上，运用基于多属性TOPSIS决策优选模型计算待选柔性物种的适宜度，进而对防浪林物种适宜性进行评价。该方法简单，能方便决策者迅速的做出相关决策，避免了耗费大量的财力成本和时间成本进行种植试验，具有很强的实用性和广泛的适用性。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术的方法进行详细描述和说明。其内容是对本专利技术的解释而非限定本专利技术的保护范围。实施例所需构建防浪林的地址为黑龙江省嫩江干流。步骤1，假定有9个待选的防浪林物种，其分别为荻、菖蒲、再力花、狼尾草、杞柳、香蒲、千屈菜、芦竹、水葱和芦苇。共确定8个适宜性评价指标，其分别为根系发达指标、枝条柔韧性、植被高度、病虫害种类、耐寒性、土壤肥力适宜性、经济价值种类、景观价值。其中病虫害种类为成本型指标，其余均为效益型指标。本实施例中各物种的各评价指标值如表1所示，便构成9×8的初始矩阵。表1柔性防浪林植被物种指标值和适宜标准由于病虫害种类为成本型指标，因此需要根据公式xij＝1/xij′对其指标值进行同趋势化处理。同时，由于表1中含有定性描述指标，需将其根据表2转换为三角模糊数。表2定性描述与三角模糊数对应表定性描述三角模糊数很高[2/3，5/6，1]高[1/2，2/3，5/6]一般[1/3，1/2，2/3]低[1/6，1/3，1/2]很低[0，1/6，1/3]步骤2，对同趋势化处理后的矩阵进行归一化处理得到归一化矩阵步骤3，确定适宜性评价标准按照一定标准和准则将评价物种的适宜性分为最适宜、适宜、一般、不适宜和最不适宜等五个等级，并由专家意见给出各指标各等级的标准，如表3所示。表3嫩江干流防浪林物种适宜性指标体系步骤4，确定各评价指标的权重评价指标权重的确定采用层次分析法，各指标的权重结果也见表3。步骤5，通过权重与归一化矩阵相乘得到加权决策矩阵步骤6，求防浪林物种选择问题的理想解和负理想解A°＝([0.059，0.091，0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TOPSIS‑AHP的防浪林物种的筛选方法，其特征在于，以防浪林物种为参照对象，选定评价指标，确定适宜性评价标准，利用层次分析法确定评价指标权重后，运用多属性TOPSIS决策优选模型计算待选防浪林物种的适宜性，并进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，其特征在于，以防浪林物种为参照对象，选定评价指标，确定适宜性评价标准，利用层次分析法确定评价指标权重后，运用多属性TOPSIS决策优选模型计算待选防浪林物种的适宜性，并进行评价。2.根据权利要求1所述的基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，其特征在于，所述评价指标包括根系发达指标、枝条柔韧性、植被高度、病虫害种类、耐寒性、土壤肥力适宜性、经济价值种类和景观价值。3.根据权利要求1所述的基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，其特征在于，所述评价指标为成本型指标，需将成本型指标按照xij＝1/x′ij′公式转换为效益型指标，再进行同趋势化处理。4.根据权利要求1所述的基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，其特征在于，所述评价指标为定性描述指标，需将定性描述指标转换为三角模糊数，对应表如下。5.根据权利要求1所述的基于TOPSIS-AHP的防浪林物种的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定原始数据矩阵，并进行同趋势化处理n个待选防浪林物种和m个评价指标，构成的初始矩阵；步骤2，对同趋势化处理后的初始矩阵进行归一化处理，得归一化矩阵；步骤3，将评价物种的适宜性分为最适宜、适宜、一般、不适宜和最不适宜等五个等级，并由专家意见给出各指标各等级的阈值；步骤4，运用层次分析法确定各评价指标权重；步骤5，通过权重与归一化矩阵相乘得到加权决策矩阵zij＝wj×rij；步骤6，求防浪林物种选择问题的理想解和负理想解；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：董增川，韦一鸣，徐伟，张方煜，周悦，王建婷，任杰，赫冉，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32