一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型制造技术

本发明专利技术公开了一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，属于树种规划领域。本发明专利技术有效利用层次分析法处理多准则复杂问题的综合评价分析能力，对所构造的递阶层次结构通过两两比较的方式计算各层权重，每一层的各个元素对结果的影响程度为量化体现，将层次分析法的原理与方法应用于城市园林树种规划中，使定量分析与定性分析相结合，比一般的定量方法更讲究定性的分析和判断，能够充分利用定性和定量数据，可实现树种规划中科学性与艺术性的有效结合。通过建立的城市园林树种规划综合评分函数可确定城市园林树种的评分排名，为基调树种和骨干树种的选定提供科学客观的参考依据。

A planning model of urban landscape tree species based on AHP

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型
本专利技术涉及一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，属于树种规划领域。
技术介绍
树种规划是城市绿地系统规划重要的组成部分之一，树种的选择直接关系到城市绿地质量的高低。如何树种选择恰当，树木能健康生长，符合绿化功能的要求，而树种选择不当，树木生长不良，则需不断地投入人力财力对树木进行养护与替换，不仅造成经济上的浪费，还使城市的环境质量及景观效果大受损失。我国目前的城市园林树种规划中，绝大多数是运用定性分析的方法进行树种规划，缺乏定量分析方法的使用，定性分析的不足是其具有一定的主观成分，易受分析判断者的情绪和形势气氛的影响，因此导致树种规划的结果缺乏一定的科学性与客观性，无法对城市绿化建设工作进行更有效的指导。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，在于充分考虑树种规划相关指标的各种类型的数据，且计算过程简便结果明确，便于对树种规划做快速有效评价。本专利技术的技术方案是：一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，包括如下步骤：S1、将城市园林树种规划复杂问题分解为各个元素；S2、将元素建立由上而下有序的递阶层次结构；其中层次结构分为三层：目标层A、准则层B、指标层C，目标层A由1个元素构成，准则层B由元素B1,B2,B3,B4组成，指标层C由元素C1,C2,....Cn组成；目标层A中的一个元素支配准则层中的元素B1,B2,B3,B4；B1支配指标层中的元素C1,...,Cn1，B2支配指标层中的元素Cn1+1,...,Cn2，B3支配指标层中的元素Cn2+1,...,Cn3，B4支配指标层中的元素Cn3+1,...,Cn；1≤n1,n2,n3＜n，n表示指标层元素的总个数，即评价指标的总个数；S3、构造两两比较判断矩阵；针对单一支配关系，将支配下的元素相互之间的重要程度赋予比例标度用于构建判断矩阵；其中，针对目标层A中的一个元素支配下的准则层中的元素B1,B2,B3,B4进行两两比较构建4阶A-B判断矩阵，针对B1支配下的指标层中的元素C1,...,Cn1进行两两比较构建n1阶B1-C判断矩阵，针对B2支配下的指标层中的元素Cn1+1,...,Cn2进行两两比较构建n2-n1阶B2-C判断矩阵，针对B3支配下的指标层中的元素Cn2+1,....,Cn3进行两两比较构建n3-n2阶B3-C判断矩阵，针对B4支配下的指标层中的元素Cn3+1,...,Cn进行两两比较构建n-n3阶B4-C判断矩阵；比例标度为1-9；S4、计算各层元素相对权重；通过两两比较得到的判断矩阵T，最大特征根为λmax，其相应的特征向量为w，解特征根问题：Tw＝λmaxw在计算得到w和λmax后，需进行一致性检验：1)计算一致性指标CI：式中，p为判断矩阵的阶数；2)计算一致性比例CR：其中，T指A-B、B1-C、B2-C、B3-C或B4-C；当CR＜0.1时，认为判断矩阵的一致性可以接受，否则需要调整判断矩阵，直至CR小于0.1；通过步骤S4，得到：准则层元素B1,B2,B3,B4在目标层A中一个元素支配下的相对权重分别为w1,w2,w3,w4；指标层元素C1,...,Cn1在B1支配下的相对权重v1,…,vn1，指标层元素Cn1+1,...,Cn2在B2支配下的相对权重vn1+1,...vn2，指标层元素Cn2+1,...,Cn3在B3支配下的相对权重vn2+1,...vn3，指标层元素Cn3+1,...,Cn在B4支配下的相对权重vn3+1,...vn；S5、递阶层次结构总的一致性检验，当CR3＜0.1时，认为递阶层次结构在第3层水平上整个判断有满意的一致性，所得到的指标层元素组合权重可靠，否则需要调整判断矩阵，直至CR3小于0.1；其中，CR3为递阶层次结构在第3层指标层的CR值，和分别为第三层在准则层元素B1支配下判断矩阵的CI和RI值，CR2为第2层准则层在第1层目标层一个元素支配下判断矩阵即A-B判断矩阵的CR值；S6、计算指标层各元素组合权重关于B1支配下的指标层元素所对应的评价指标的组合权重为其中，关于B2支配下的指标层元素所对应的评价指标的组合权重为其中，关于B3支配下的指标层元素所对应的评价指标的组合权重为其中，关于B4支配下的指标层元素所对应的评价指标的组合权重为其中，其中，表示第n项评价指标的组合权重；S7、建立城市园林树种规划综合评分函数：其中，ain表示第i个园林树种在第n项评价指标的得分。所述元素相互之间的重要程度根据如下方式获得：通过设置调查问卷的排序题，得到B1,B2,B3,B4在单一准则下平均综合得分，得到C1,C2,....Cn在单一准则下平均综合得分，将各个平均综合得分相互间的比值作为重要程度；根据重要程度赋予1-9比例标度的近似值。所述评价指标的得分以步长为2，0-10分分为五个等级。本专利技术的有益效果是：本专利技术有效利用层次分析法处理多准则复杂问题的综合评价分析能力，对所构造的递阶层次结构通过两两比较的方式计算各层权重，每一层的各个元素对结果的影响程度为量化体现，将层次分析法的原理与方法应用于城市园林树种规划中，使定量分析与定性分析相结合，比一般的定量方法更讲究定性的分析和判断，能够充分利用定性和定量数据，可实现树种规划中科学性与艺术性的有效结合。通过建立的城市园林树种规划综合评分函数可确定城市园林树种的评分排名，为基调树种和骨干树种的选定提供科学客观的参考依据。附图说明图1为本专利技术城市园林树种规划模型的递阶层次结构图；图2为问卷调查示例图。具体实施方式实施例1：一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，本实施例中对昆明市10个园林树种进行评分，可得到其评分排名，10个园林树种分别为山茶、滇朴、滇润楠、云南樟、香樟、蓝花楹、冬樱花、云南樱花、云南拟单性木兰、银杏。S1、将城市园林树种规划复杂问题分解为各个元素；要将城市园林树种规划复杂问题分解为各个元素，所述元素包括树种规划、生长适应、观赏效果、生态效益、经济因素、温度适应性、水分适应性、土壤适应性、抗病虫害、抗污染、常绿/落叶、体量与树形、叶、花、果、树干、芳香、吸收有害气体、阻滞粉尘、固碳释氧、降温增湿、杀菌、减噪、抗风、乡土树种、苗圃资源、生长速度、寿命、其他价值。S2、将元素建立由上而下有序的递阶层次结构；其中层次结构分为三层：目标层A、准则层B、指标层C，目标层A由1个元素构成，准则层B由元素B1,B2,B3,B4组成，指标层C由元素C1,C2,....Cn组成；目标层A中的一个元素支配准则层中的元素B1,B2,B3,B4；B1支配指标层中的元素C1,...,Cn1，B2支配指标层中的元素Cn1+1,...,Cn2，B3支配指标层中的元素Cn2+1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，其特征在于：包括如下步骤：/nS1、将城市园林树种规划复杂问题分解为各个元素；/nS2、将元素建立由上而下有序的递阶层次结构；其中层次结构分为三层：目标层A、准则层B、指标层C，目标层A由1个元素构成，准则层B由元素B

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析法的城市园林树种规划模型，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将城市园林树种规划复杂问题分解为各个元素；
S2、将元素建立由上而下有序的递阶层次结构；其中层次结构分为三层：目标层A、准则层B、指标层C，目标层A由1个元素构成，准则层B由元素B1,B2,B3,B4组成，指标层C由元素C1,C2,....Cn组成；目标层A中的一个元素支配准则层中的元素B1,B2,B3,B4；B1支配指标层中的元素C1,...,Cn1，B2支配指标层中的元素Cn1+1,...,Cn2，B3支配指标层中的元素Cn2+1,...,Cn3，B4支配指标层中的元素Cn3+1,...,Cn；1≤n1,n2,n3＜n，n表示指标层元素的总个数，即评价指标的总个数；
S3、构造两两比较判断矩阵；
针对单一支配关系，将支配下的元素相互之间的重要程度赋予比例标度用于构建判断矩阵；其中，针对目标层A中的一个元素支配下的准则层中的元素B1,B2,B3,B4进行两两比较构建4阶A-B判断矩阵，针对B1支配下的指标层中的元素C1,...,Cn1进行两两比较构建n1阶B1-C判断矩阵，针对B2支配下的指标层中的元素Cn1+1,...,Cn2进行两两比较构建n2-n1阶B2-C判断矩阵，针对B3支配下的指标层中的元素Cn2+1,....,Cn3进行两两比较构建n3-n2阶B3-C判断矩阵，针对B4支配下的指标层中的元素Cn3+1,...,Cn进行两两比较构建n-n3阶B4-C判断矩阵；比例标度为1-9；
S4、计算各层元素相对权重；
通过两两比较得到的判断矩阵T，最大特征根为λmax，其相应的特征向量为w，解特征根问题：
Tw＝λmaxw
在计算得到w和λmax后，需进行一致性检验：
1)计算一致性指标CI：



式中，p为判断矩阵的阶数；
2)计算一致性比例CR：



其中，T指A-B、B1-C、B2-C、B3-C或B4-C；
当CR＜0.1时，认为判断矩阵的一致性可以接受，否则需要调整判断矩阵，直至CR小于0.1；
通过步骤S4，得到：准则层元素B1，B2，B3，B4在目标层A中一个元素支配下的相对权重分别为w1，w2，w3，w4；指标层元素C1，...，Cn1在B1支配下的相对权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，朱奕婕，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53