層次分析法論文：層次分析法在耕地質(zhì)量評價中的應(yīng)用

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1、層次分析法論文：層次分析法在耕地質(zhì)量評價中的應(yīng)用摘　要:傳統(tǒng)的耕地質(zhì)量評價多采用手工方法進行,效率低下,且主觀性強,很難得出客觀、可靠的結(jié)果。為改進這一傳統(tǒng)作業(yè)的弊端,將層次分析法的基本原理與計算機軟件技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)了耕地質(zhì)量評價中評價因子權(quán)重確定的算法與程序,這也是實現(xiàn)耕地質(zhì)量評價自動化過程的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞:耕地質(zhì)量評價;層次分析法;算法;評價因子0引言在耕地質(zhì)量評價中,確定評價因子權(quán)重的數(shù)學(xué)方法有很多,如相關(guān)分析法、因子分析法、模糊評價法、主成份分析法、層次分析法等。由于數(shù)據(jù)來源眾多、計算復(fù)雜且計算量大,過去利用手工工作的方式,不僅工作量大、效率低,而

2、且計算準確度不高、周期長、資金耗費大。作者以ArcGIS為技術(shù)平臺,利用ArcGISEngine組件工具,通過ArcObjects對象庫,在VisualBasic.NET語言開發(fā)環(huán)境下設(shè)計開發(fā)出功能較強、使用簡單,具有一定通用性的基于GIS的耕地質(zhì)量評價系統(tǒng)。作者前期通過了耕地質(zhì)量評價系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn),本文則主要論述在該系統(tǒng)中利用層次分析法確定評價因子權(quán)重的算法與程序的實現(xiàn)。1層次分析法的原理層次分析法(AnalyticHierarchyProcess,簡稱AHP)由美國運籌學(xué)家A.L.Saaty于20世紀70年代提出。它把一個復(fù)雜的多目標決策問題作為一個系統(tǒng)

3、,將目標分解為多個目標或準則,進而分解為多指標(或準則、約束)的若干層次,通過定性指標模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序,以作為目標(多指標)、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。層次分析法是確定多因素復(fù)雜問題中各因素權(quán)重的一種實用方法。因人們最容易判別的是兩因素之間重要程度的對比,而運用層次分析法就能計算出給出的相對重要程度兩個因素中每個因素的權(quán)重,而且能夠?qū)o出的判斷進行誤差分析。層次分析法的優(yōu)點是定性與定量相結(jié)合,具有高度的邏輯性、系統(tǒng)性和實用性。2層次分析的基本步驟及在耕地質(zhì)量評價系統(tǒng)中的實現(xiàn)(1)明確問題。即弄清需確定問題的范圍、所包含的因素和各因素之

4、間的關(guān)系等,以便掌握充分的信息。(2)建立層次結(jié)構(gòu)。將問題所含的因子進行分組,把每一組作為一個層次,按照最高層(目標層)、若干中間層(準則層)以及最低層(措施層)的形式排列起來。這種層次結(jié)構(gòu)常用結(jié)構(gòu)圖來表示(圖1)。為了減少在系統(tǒng)運行過程中操作的復(fù)雜性,主要選擇幾個有代表性的因素。結(jié)合全國耕地地力評價指標體系及農(nóng)用地分等定級的指標體系框架,耕地質(zhì)量評價系統(tǒng)共列出了氣候、地形地貌、土壤條件、水資源狀況、基礎(chǔ)設(shè)施條件、耕作便利條件、土地利用狀況、區(qū)位條件、交通條件等9種因素,該系統(tǒng)將采用SQLServer2000對這些因子、因素進行管理,用戶根據(jù)需要選擇參與評價。

5、從數(shù)據(jù)庫中讀取評價因子的實現(xiàn)過程如下:PublicconstrAsString=″DataSource=(local);InitialCatalog=Arableland;IntegratedSecurity=SSPI″PublicmyconAsNewSystem.Data.SqlClien.tSql-Connection(constr)DimmydcAsNewSqlDataAdapter(″select因子名稱,因子所在因素類型from評價因子名稱表″,my-con)DimmytableAsNewDataTableIfmycon.State=Connecti

6、onState.ClosedThenmycon.Open()dbse.tClear()mydc.Fill(dbse,t″a″)GridControl1.DataSource=dbse.tTables(″a″)所選因子表.Columns.Add(″因子名稱″)所選因子表.Columns.Add(″所在因素″)GridControl2.DataSource=所選因子表(3)構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣表示針對上一層次中的某元素而言,評定該層次中各有關(guān)元素相對重要性的狀況,其形式如下:本系統(tǒng)采用MicrosoftSQLServer2000數(shù)據(jù)庫存儲判斷矩陣的數(shù)據(jù)表,也可以

7、將矩陣輸出為Excel表格的形式,通過ADO技術(shù)訪問表中的數(shù)據(jù),從而進行因子權(quán)重的計算。(4)層次單排序。對于上一層次而言,層次單排序的目的是確定本層次與之有聯(lián)系的元素重要性次序的權(quán)重值。對上一層次而言,它是本層次所有元素重要性排序的基礎(chǔ)。層次單排序可以歸結(jié)為計算判斷矩陣的特征根和特征向量問題,即對于判斷矩陣B,計算需滿足下式的特征根和特征向量。B·W=λmaxWi(1)式中,λmax為的最大特征根,W為對應(yīng)于λmax的正規(guī)特征向量,W的分量Wi就是對應(yīng)元素單排序的權(quán)重值。'/×求矩陣的最大特征根λmax×/DimtempSAsDouble=0FortempS

8、=0Andi=0Topp-1ForSu