基于模糊層次分析法的整裝勘查區綜合評價探討

呂曉嵐，王 文，王 楠，于 清

(1.中國地質調查局發展研究中心，北京 100037；2.中國地質大學(北京)，北京 100083)

2010年以來，在國土資源部、國家發展改革委、科技部、財政部等四部委的共同推動下，全國共劃定國家級整裝勘查區109片(其中包括2013年新設整裝勘查區31片)。隨著整裝勘查區工作的不斷推進，勘查區的數量持續增加，需要統籌協調的問題越來越多，這就為整裝勘查區的規范管理提出了新要求。為科學地綜合評價整裝勘查區礦產資源開發利用條件，使相關管理和決策部門及時了解整裝勘查區動態，制定有針對性的政策措施，本文根據影響整裝勘查區的因素建立了整裝勘查區綜合評價指標體系，結合模糊綜合評價法建立了模糊層次評價模型。

1 評價方法的選擇

整裝勘查區礦產資源地質技術經濟評價有別于其他礦產資源評價，最大難題就是指標多而復雜，需要仔細篩選，同時整裝勘查區涉及的定性指標較多、模糊性大。本文將層次分析法與模糊綜合評價結合起來，使用層次分析法確定指標權重，模糊綜合評價進行層級評價[1]。層次分析法較少考慮人為判斷的模糊性，而模糊綜合評價法能夠根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，模糊集能表達指標的模糊性和不明確性[2]。因此，模糊層次分析法應用到整裝勘查區綜合評價中，彌補了個人主觀性過強以及定量指標較少的劣勢，使評價結果更能真實地反映實際情況，增強整裝勘查區綜合評價的科學性、合理性和客觀性。

2 模糊層次分析法分析步驟

2.1 確定評價因素集U和評語集V

設U={u1,u2，……,um},V={v1,v2,……,vn},m是評價因素的個數，n是評語的個數。

2.2 建立模糊關系矩陣R

在構造了等級模糊子集后，要逐個對被評事物從每個因素上進行量化，即確定從單因素來看被評事物對等級模糊子集的隸屬度，進而得到模糊關系矩陣R，見式(1)。

(1)

矩陣R中第i行第j列元素rij，表示某個被評事物從因素ui來看對vj等級模糊子集的隸屬度，具體地說，rij表示第i個因素ui在第j個評語vj上的頻率分布，一般將其歸一化滿足∑rij=1。這樣，R陣本身就是沒有量綱的，不需做專門處理。

另外，用等級比重法確定隸屬度時，為了確保可靠性，一般要注意兩個問題。第一，評價人數不能太少，因為只有這樣，等級比重才趨于隸屬度；第二，評價者必須對被評價事物有相當的了解，特別是一些涉及專業方面的評價[2]。

2.3 確定評價因素權重

2.4 構建模糊層次綜合評價模型

利用合適的算子將A與各被評事物的B進行合成，得到各被評事物的模糊綜合評價結果向量B，見式(2)。

(2)

bi表示被評價對象具有評語vi的程度，如果評判結果∑bi≠1，應將其歸一化。各評判指標具體反映了評判對象在所評判的特征方面的分布狀態。

3 整裝勘查區綜合評價指標體系

3.1 構建整裝勘查區綜合評價體系

模糊層次分析法評價的依據就是指標，指標的選擇是把評價理論轉化為可操作評價實踐的關鍵技術環節[1]。整裝勘查區綜合評價所涉及的評價指標很多，其中更多的是模糊性很強的定性指標。根據系統性、獨立性、科學性和可操作性指標選取原則，在參考研究大量相關資料的基礎上，通過多輪多專家研討會，結合各位專家給出的意見，最終篩選出具有典型代表性的指標構成整裝勘查區綜合評價指標體系。

運用層次分析法建立的評價指標體系中[3]，以綜合評價為最高目標層，以五大類評價影響因素為約束層，各類影響因素對應的具體指標為指標層。約束層包括5個一級指標，U={u1,u2,u3,u4,u5}；指標層包括17個二級指標，u1={u11,u12}、u2={u21,u22,u23,u24,u25，u26,u27}、u3={u31,u32,u33}、u4={u41,u42,u43}、u5={u51,u52}；，整裝勘查區綜合評價指標體系層次結構見表1。

表1 整裝勘查區綜合評價指標體系

3.2 確定評價等級和標準

本文采用五級制評價等級(評價集)，V= {很好、較好、中等、一般、較差}。在實際調研和查閱相關統計資料的基礎上，聘請專家以研討會進行討論，對于定量指標給出指標標準值，對于定性指標給出指標狀態描述，初步得出整裝勘查區綜合評價各指標的評價標準，在5個評語級別“很好、較好、中等、一般、較差”上認為最合適的一個級別上打勾。對應各評語集給定評語分值，很好—10；較好—8；中等—6；一般—5；較差—3。

4 典型整裝勘查區綜合評價示范

我們選取了某金礦整裝勘查區進行了應用示范。在充分收集勘查區相關資料基礎上，主要以該整裝勘查區的勘查實施方案(2010年)為參考，提取整裝勘查區綜合評價要求的17項指標信息，聘請10位來自中國礦業聯合會、中國國土資源經濟研究院等單位的副高級以上地質、資源經濟相關專業的專家，填寫層次分析法建立的判斷矩陣和模糊綜合評價法的評語集，對各位專家不同意見進行統計、處理、分析和歸納。

4.1 建立模糊層次評價模型

根據整裝勘查區地質技術經濟綜合評價指標體系，采用層次分析法，按照各級評價指標的從屬關系，建立整裝勘查區模糊層次分析模型[4]，如圖1所示。

圖1 整裝勘查區模糊層次分析模型

4.2 確定權重

建立層次模型之后，請所聘請的專家對指標進行客觀判斷，根據1～9標度法，建立準則層B對目標層A的判斷矩陣。同樣，分別建立方案層C對準則層B的判斷矩陣。運用MEC-AHP軟件對各判斷矩陣進行運算，通過一致性檢驗，依次沿遞階層次結構由上而下逐層計算，即可計算出各指標綜合權重。取各位專家的算術平均值，最終得出各指標相對于目標層的重要性，如表2所示。

4.3 確定隸屬度

在實際調研和查閱相關統計資料的基礎上，提取該整裝勘查區各指標的描述值，聘請專家參照評價標準表對整裝勘查區進行評價，在5個評語級別“很好、較好、中等、一般、較差”上認為最合適的一個級別上打勾。依據各專家給出的評語集，統計得出指標隸屬度，見表3。

4.4 計算結果

1)市場需求u1評價。

Au1=(0.0564,0.0304)；

Bu1=Au1*Ru1=(0.0725,0.0143,0,0,0)，歸一化得，(0.8353,0.1647,0,0,0)。

2)礦產地質條件U2評價。

Au2=(0.0348,0.0562,0.0769,0.1075,0.0653,0.0530)

Bu2=Au2*Ru2=(0.2995,0.0812,0.0130,0,0)，歸一化得，(0.7607, 0.2062, 0.0330,0,0)。

3)社會經濟條件u3評價。

表2 二級指標組合權值列表

表3 指標隸屬度表

Au3=(0.0651, 0.0655, 0.0568)；

Bu3=Au3*Ru3=(0.1508, 0.0367,0,0,0)，歸一化得，(0.8043,0.1957,0,0, 0)。

4)環境約束條件u4評價。

Au4=(0.0785,0.0494,0.0634)；

Bu4=Au4*Ru4=(0.0319, 0.1225, 0.0369,0,0)，歸一化得，(0.1668, 0.6403, 0.1929,0, 0)

5)組織實施條件u5評價。

Au5=(0.0550,0.0854)；

Bu5=Au5*Ru5=(0.1068,0.0195,0.0140,0,0)，歸一化得(0.7612,0.1390, 0.0998,0,0)。

6)最高層次U的模糊綜合評價。

AU=(0.0605, 0.4618, 0.1271, 0.3133, 0.0373)

BU=AU* RU=(0.5847, 0.3359,0.0794,0,0)

4.5 結果分析

從綜合評價的結果可以看出該整裝勘查區的分值較高，結果基本反映出實際情況。表明了運用模糊層次分析法對整裝勘查區進行綜合評價的可行性，具有應用價值。同時，得出的評價結果可以為整裝勘查區的建設規劃、優化調整以及社會資金的進入提供參考信息。

5 展望

1)整裝勘查區綜合評價是對整裝勘查區進行的直觀評價。應用模糊層次分析方法構建整裝勘查區綜合評價模型，可以將定性分析和定量評價相結合，能夠很好地保證各指標權重的客觀性和準確性，合理反映了整裝勘查區的真實情況。

2)進行整裝勘查區綜合評價的前提是建立科學合理的指標體系，影響整裝勘查區的因素很多，如何合理地選取評價指標，各方說法不盡相同。隨著研究的深入，整裝勘查區礦產資源地質技術經濟綜合評價指標體系需進一步完善。

3)確定評價標準是非常重要的工作，盡管邀請大量專家進行了研討，但目前整裝勘查區綜合評價指標評價標準還沒有最后確定，仍需繼續改進。

4)評價結果反映了當前整裝勘查區開發利用的實際情況，對于確定今后整裝勘查區的發展方向具有較大的指導意義。但隨著技術的進步、經濟社會條件的改變，整裝勘查區的開發優劣將會發生變化，需進行持續跟蹤評價。

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