PP—AHP模型在水資源綜合效益評價中的應用

【摘要】水資源綜合效益中選取12項具有代表性的指標，利用投影尋蹤法確定各指標的客觀權重，利用層次分析法確定各指標的主觀權重，將主觀權重與客觀權重相結合得到各指標的綜合權重。最后，以臺蘭河灌區為例進行水資源綜合效益評價，評價結果與實際情況相符，表明該方法合理可靠，適用于水資源綜合效益的評價。

【關鍵詞】層次分析法；投影尋蹤；評價

水資源綜合效益評價是一項以實現水資源高效利用為核心的工作，其目標是實現水資源在經濟、社會、生態效益的整體最優化[1]。本文通過PP和AHP模型，將客觀與主觀權重相結合，為水資源綜合效益評價提供了一個科學合理方法。

1 PP和AHP模型

1.1 投影尋蹤（PP）法

PP法的核心就是投影，即將數據投影至低維度的子空間，尋求能夠較好反映其數據特征，從而能較為準確的分析高維數據 [2]。主要過程如下：

（1）對評價集進行歸一化處理

假設樣本集 ，為方便計算，消除量綱，對樣本集歸一化處理。

（2）構造并優化 指標函數為 ， 為函數標準差， 為局部密度。

1.2 層次分析（AHP）法

（1）建立層次結構構造判斷矩陣：AHP方法要求決策者對每一個層次的各元素的相對重要性作出判斷。

（3）層次單排序及一致性檢驗：及與上個層次比較得到的判斷矩陣，計算本層次與之有聯系的元素權值。

（4）層次總排序：層次總排序是利用同一層次中所有元素的單排序結果，計算相對于上層次的所有本層次的權值。

1.3 確定指標綜合權重進行綜合評價

pp最優投影方向向量各分量的平方即為各指標的客觀權重，AHP中層次總排序所得各元素的權值為各指標的主觀權重，將兩者結合起來可得綜合權重。

2實例分析

臺蘭河灌區位于溫宿縣東部，是阿克蘇地區五個大型灌區之一，在地區和溫宿縣國民經濟和社會發展中占有重要地位，對灌區水資源綜合效益評價具有重要意義。由于資料所限，本文選取了12項具有代表性的指標（人均GDP、節水意識程度、灌區引水量、工業用水定額、渠系水利用系數、人均城鎮生活用水定額、人均農村生活用水定額、單位水量工業總產值、城鎮人口比例、生態環境耗水率、污水處理率、林草覆蓋率）對其評價結果如表1：

（1）指標的歸一化處理

（2）PP法確定權重

（0.356，0.307，0.074，0.225，0.231，0.272，0.352，0.451，0.373，0.252，0.302，0.338），客觀權重 （0.127，0.094，0.006，0.050，0.053，0.074，0.124，0.203，0.139，0.063，0.091，0.114）。

（3）AHP法確定權重

主觀權重 （0.080，0.027，0.035，0.047，0.056，0.077，0.109，0.199，0.139，0.092，0.145，0.037）。

（4）確定綜合權重

（0.113，0.074，0.015，0.049，0.054，0.075，0.119，0.202，0.139，0.072，0.107，0.091）。

（5）綜合評價

綜合效益評價值 （0.327，0.622，1.000），評價結果表明，在未來2020，2030臺蘭河灌區的水資源綜合效益是逐年增加的，規劃水平年所提出的各項指標正確可行。

3 結語

投影尋蹤方法用來處理和分析高維數據，能夠反映高維數據結構或特征，

將此方法用于水資源綜合效益評價中能夠反映各指標的客觀權重。

層次分析法將復雜問題中的各種因素劃分為相互聯系的有序層次，條理清晰，是一種簡單可行的反映主觀判斷的方法。

PP和AHP模型，既反映了專家對各指標的偏好程度，又能夠反映各指標數據的信息特征，是水資源綜合效益評價中一種實用可信的方法。

參考文獻：

[1]汪麗娜，陳曉宏，等.混合蛙跳算法和投影尋蹤模型的洪水分類研究[J].水電能源科學，2009，27（2）：62-64.

[2]方國華，黃顯峰.多目標決策理論、方法及其應用[M].北京：科學出版社，2011.

[3]劉宏.綜合評價中指標權重確定方法的研究.[J].河北工業大學學報，1996，25（4）：75-77.

作者簡介：張沐川， 男，（1987.12—），江蘇揚州人，畢業于南京郵電大學，本科，助理工程師，主要從事水利管理。